“擦音和嗡嗡声”——Rub & Buzz

扬声器的失真是令人不悦的。然而，失真的类型和水平会极大地影响感知到的烦扰程度。此外，识别失真的类型还可以帮助确定扬声器中导致失真的机制或多种机制。“擦音和嗡嗡声”就是一种特别令人烦恼的失真类型，并且非常难以测量。通过测量来确定问题的原因则更加困难。理解为什么这种类型的失真如此令人烦恼以及如何测量它，对于在生产线上正确测试扬声器至关重要。

人耳对声音的敏感度随频率和音量而变化。Fletcher-Munson响度曲线描述了这种关系。这些曲线表明，音频频段中低频和高频端的音调比中频段中相同幅度的音调不易被听到。这也适用于失真产物。例如，Moir发现，400 Hz以下的谐波失真比400 Hz以上的谐波失真更难检测。

失真可听性也与声音持续时间有关。人耳的时间分辨率是有限的。Moir发现，由于4毫秒音调突发剪辑导致的失真在达到约10%时才被察觉。然而，将脉冲长度增加到20毫秒时，“刚刚可察觉”失真点降低到约0.3%。这相当于将失真降低了20分贝。

另一个重要的心理声学现象是掩蔽效应。我们环境中的声音很少以纯音的形式单独出现。掩蔽研究关注的是声音之间的相互作用。例如，音调掩蔽处理的是在另一音调存在时，特定音调的感知阈值的变化。

R&B是一种传统测量方法很容易漏检的缺陷的典型例子。例如，看看图中两个不同汽车扬声器的频谱，它们都在接近共振频率的情况下以相当高的音量重现200 Hz的音调。

图中两个扬声器之间的显著差异在于，12次谐波以上的谐波水平显著上升。即使是比基频低60 dB的高次谐波也可能非常明显。由于频率差异较大，耳朵会独立于基频感知这些高次谐波。此外，高次谐波通常落在耳朵最敏感的频率范围内。

请注意，在“好的”扬声器（图a）中，总谐波失真（THD）实际上比“坏的”（图b）发出嗡嗡声的扬声器更高。这是因为与高次谐波相比，2次和3次谐波成分在水平上占主导地位。按照传统的公式I计算THD时，只有与最高幅度谐波在6 dB以内的谐波水平会显著增加整体水平。根据公式II对高次谐波进行功率求和，更准确地表示了由R&B引起的失真。因此，“坏的”扬声器的R&B失真比“好的”扬声器更严重。

因此，为了检测擦音和嗡嗡声，有必要独立于低次谐波和背景噪声来测量高次谐波。

R&B的测量需要很大的动态范围和高信噪比，因为失真水平非常低。滤波和平均算法即使在工厂车间等嘈杂环境中，也能提供出色的准确性。

通常，工厂背景噪声通常高于失真谐波。由于大多数测试系统只是将基频滤除，并将剩余能量报告为总谐波失真加噪声（THD+N），因此无法区分有多少能量与失真或背景噪声相关。这可能会导致由于背景噪声过大而拒绝完全合格的扬声器。