我经常听到人们问“如何校准低音炮和全频扬声器？”。深入研究这个问题，看看你是否能得到满意的答案。有三个主要因素，以补充低频率限制的全频系统低音炮。

1、超低音扬声器和全频系统之间的输出声压级关系（增益）

2、低音炮和全频系统之间的信号到达时间关系（延迟）

最后一个可能是最难的，所以让我们先研究一下。同时，我们还需要对分频问题有一个简要的了解。解决这两个问题后，剩下的增益问题就简单了。

扬声器本身就是一个带通装置。因此，为了简化测量，方便观察图像，笔者将采用高通和低通滤波器来代替实际的扬声器。这样得到的结果与实际情况基本吻合，但实际测量的传声器不能加入到模拟试验中，因此无法模拟传声器试验位置变化的影响。但是，考虑到测试麦克风位置的变化对扬声器高频部分的影响主要是方向性明显的部分，而扬声器在低频段基本上表现出全向特性，因此测试麦克风位置的不同对扬声器的影响不大，故测试麦克风位置的变化对扬声器的指向性影响不大不应考虑测试麦克风的位置问题。

我们假设有一个全频扬声器系统，可以很好地播放60hz-14khz的声音。然后，在现场的另一个位置添加一个低音炮。低音炮的下限频率可达30Hz。它们的响应曲线如图1所示。现在我们要用100Hz作为四阶linkwitz-Riley分频校正的分频点。

由于低音炮在分频点附近的响应曲线比较直，可以直接在其上加一个100Hz的四阶L-R低通滤波器。然而，由于全频扬声器组的频率响应曲线在分频点附近已经衰减，因此我们需要使用低于四阶的电子滤波器，以便全频扬声器组的声音输出能够匹配四阶L-R滤波器的100Hz截止频率fc。图2显示了这组全频扬声器的输出曲线和四阶L-R高通滤波器的预期响应曲线。为了获得期望的响应曲线，一个115hz的三阶巴特沃斯高通滤波器被添加到全频扬声器。如果需要更精确地匹配期望响应曲线，则可以适当地降低巴特沃斯滤波器的截止频率，然后可以添加参数均衡器以进行更精确的边缘调谐。总之，我们应该使响应曲线尽可能地符合我们的期望曲线。

图3是组合高低音扬声器和低低音扬声器输出后的响应曲线。此时，整体幅频响应不符合要求。很明显，有一个抵消。我们知道，两组扬声器的L-R声响应应该由平坦的响应曲线叠加而成。但这里不存在问题，也就是说，这两组扬声器存在时域校准不当的问题。通过观察图4中通带中的能量包络曲线（etc），可以确认两者之间存在不同步的问题。因此，我们需要对全频扬声器组进行延时，但延时多少是合适的？

最根本的问题是，我们目前只有低音炮输出低频部分的数据。式中△t=L/△F，△t为时间分辨率，△F为频率分辨率。由此可知，频率分辨率越高（△F值越小），时间分辨率越低（△t值越大）。因此，我们需要让低音炮输出更高的频率信号（相当于更高的△F值，即更低的频率分辨率）来提高时间分辨率，从而更准确地确定全频所需的延迟时间。如果可能的话，我们可以绕过超低通滤波器获得更多的高频输出信号。这有助于更准确地判断低音炮的能量到达时间。假设我们现在不能绕过滤波器，或者即使绕过之后，我们也不能得到足够精确的时间分辨率。

此时，我们需要在没有高频信号的情况下获得准确的时间信息。这似乎是一项不可能完成的任务。事实上，仅仅在时域是不可能做到这一点的。但是在频域中，有一种方法可以让我们非常准确地获得时间信息，那就是群时延。群时延的数学定义是相位对频率的负导数。

不要被低音炮曲线的高频部分所困扰。这些波动是由400Hz以上的测量数据的低信噪比引起的。参考图3，低音炮的输出在200Hz时降低了24dB，我们使用了四阶滤波器。因此，输出的低音炮在400赫兹将低于-48分贝，并将迅速褪色。难怪高频部分的信噪比这么差。

另一点我认为将有助于理解的因素，似乎影响到达时间的低通滤波器。这“看起来”是因为它只在到达时间改变时发生。图10和图11分别示出了四阶巴特沃斯低通滤波器的etc和脉冲响应图像。这些曲线之间的较大区别在于滤波器的过渡频率（-3dB）。

这些滤波器曲线的实际到达时间为5ms。图中，到达时间为5ms的互补高通滤波器与互补低通滤波器重叠。如果为高通滤波器设置延迟使得到达时间超过5ms，则叠加滤波器后的曲线将产生如图5和图6所示的问题。

总之，我们已经看到，电子滤波器的响应将与扬声器的响应叠加，以获得所需的输出响应（校准）。我们也理解为什么低通设备使到达时间晚于实际值。我们还演示了如何使用群延迟来精确校准输出频率受限的器件的延迟时间。希望以上内容能对您有所帮助。