电脑音频虚拟仪器的构建与使用.docx
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电脑音频虚拟仪器的构建与使用
电脑音频虚拟仪器的构建与使用
近年来电脑虚拟仪器的发展很快。
在飞速发展的计算机技术支持下，“软件即仪器”的理念得到了充分的发挥。
计算机加软件配合合适的AD／DA界面和传感器/控制器,就可以完成形形色色的传统仪器的所有功能，应用领域遍及现代科技的各个方面，大有星火燎原之势。
而且由于其成本较低,升级容易换代快，维护简单,特别是数据的采集、分析、管理做到了智能化,大大提高了工作效率,在科研、计量、工控、自控等应用上特别受青睐，发展势头已将传统仪器远远抛在了后面，并将持续下去。
但是一般的虚拟仪器对于普通电子爱好者来说仍然是太昂贵了,而且由于通用的虚拟仪器要考虑高速信号,往往采用高速低分辨率的ＡD/DA芯片，一般分辨率只能达到8至1２位，这对于电子爱好者常用的音频领域恰恰不够精确。
在现代多媒体电脑上,声卡已经成为一个必不可少的重要组成部分,它给我们提供了丰富多彩的视听娱乐和有声交流功能，使“多媒体”的名称名副其实。
但是你是否知道,利用声卡高精度的ＡD/DA变换界面，加上合适的软件，就可以构成功能十分强大的音频（超音频）虚拟仪器呢？
并且,如果使用足够好的声卡,配合比较简单的扩展设备和传声器/放大器，再选用本文介绍的软件，将是目前音频虚拟仪器的最强、最佳选择。
限于篇幅和时间，本文主要介绍一些原则性的测试方法,期望起到抛砖引玉的作用，给有兴趣的爱好者引个路。
具体的应用还需要大家不断学习、探索,详细的软件应用方法将在2004年《无线电》杂志以及本站连续刊登介绍。
1.声卡的选择
声卡担负着模拟信号进出大门的重任，其性能如何,对虚拟仪器的精度有着最直接的影响,因此选择合适的声卡是非常有必要的。
从分辨率看,一般电脑多媒体声卡为１6位,取样频率为4４.1/4８KＨz，而现在的主流中高档声卡大多具备了９６KHz/24bit的取样精度，好的专业声卡甚至能达到输入/输出兼备的192ＫＨz/24bｉt取样精度。
从音频处理的技术指标看，许多质量良好的廉价声卡已经超越了一般模拟仪器，而高档的专业声卡更是具有极其优异的指标。
这也不奇怪，因为专业声卡本身就是为专业的录音、监听、音频处理而设计的,是音频传播的门槛，理应具有良好的素质。
例如，顶级的专业声卡频率响应可以从几Ｈz平坦地延伸到数十KＨz至接近1００KHz,波动在正负0．1dB以下,噪声水平在-１10dB以下,动态范围大于1１０dＢ，总谐波失真和互调失真远小于万分之一,通道分离度能达到１０0dＢ……这样的声卡已经超越了绝大多数模拟设备的指标，足以应付最苛刻的应用要求,也足以胜任高精度电脑音频虚拟仪器的要求，乃至于数十KHz的超声波研究。
当然了，顶级的专业声卡价格昂贵，一般相当于一套主流电脑的价格,大多数业余爱好者不能或不愿承受,但比起模拟测试仪器来说还是便宜很多，而且软件升级没有限制。
不过近来电脑音频设备市场看好，许多专业声卡厂家推出了“准专业”声卡进军多媒体市场，素质良好，支持多声道,价格也便宜很多,用途广泛,很适合业余爱好者选用。
如果再“抠门”一点，精选百元级优质声卡也是可以应付一般的声学测量的,因为我们知道声学测量的瓶颈一般在于传声器而不是电路。
当然这时最好对声卡模拟电路进行“打摩”如更换运放和输出电容等，以得到更好的效果。
介绍一些具体的声卡品牌。
顶级声卡首选LｙnxＴwo/Lynx 2２,据笔者所知是目前世界上指标最优秀的声卡,价格一千美元左右。
类似的其它专业声卡有RMＥ，比Ｌｙnx还贵（主要因为支持的声道数多）。
另外如果单为测试用,一些专业的测试用AD/ＤＡ界面设备也可用（例如ＳoｕｎdTｅｃhnoloｇy公司的产品），不过可能更昂贵,而且功能少，指标也未必更强，但好处是可以找到USB接口型的,可配合笔记本电脑使用。
这类声卡可以进行精确的电路测试，如作为其它声卡、碟机、功放等设备的输入输出参考标准进行测量，声学测试更是不在话下。
中高档声卡包括许多一般的专业声卡和高级多媒体声卡，价位在一两千元，其中有些是USB接口型的。
较好的有Tｅｒrａtec DMX ６Fire２4／９6、M-Ａudio Aｕｄiopｈiｌe２４９６、创新Audiｇy2等。
特别说明，TerratecDMX6Fire２４/9６的性能指标比较好，而且该公司目前在中国市场的推广力度大，价格相对合理,服务有保障；而创新则是多媒体市场的龙头,游戏和DVD功能出色。
这类声卡可以进行一般的电路测试和比较精确的声学测量。
中低档声卡的型号很多，Terraｔｅc、Ｍ－Auｄio、创新等公司都有许多型号,还有许多其他二线公司的产品，一般售价数百元。
有些指标相当不错，例如TｅrｒａｔecDMＸXFｉｒe1０24,价格不到200元，4４.１/４８KHｚ下的表现甚至可以与不少中高档多媒体声卡叫板，只不过不支持２4bit/9６KHz取样，声道数也少，因而便宜。
大家可以从电脑类报刊杂志、网站找到很多有关的参考资料。
低档声卡数不胜数,这里推荐两款。
其一是创新的VB１2８或PCI128，核心是一样的,售价百余元。
这款声卡的特点是音质相当不错,可以与中档声卡媲美。
由于是符号ＡC’97标准的声卡，采用与核心分离的CODEC（AＤ／DA芯片）,再加一级运放输出模拟信号,“打摩”的余地不小,可以获得更好的音质。
另一款声卡是ＣMI87３8,售价仅四五十元。
这个声卡很有特点，其音质不算很好,但是频率响应特别好，可以与专业声卡相比,特别是其能够处理直流信号的能力更是鹤立鸡群,无人可比，具体内容见第六节。
另外说明,这两款“平民”声卡面世日久,产量极大,在二手市场很容易找到,只用1/3原价即可买到,性能是一样的,更是非常超值！
2.硬件构筑
首先提醒大家,要测量可能输出大于5Ｖ信号的设备（例如功放）,一定要对声卡的输入端口进行保护,否则一旦输入过载，极易损坏声卡。
特别是价格昂贵的中高档声卡，更应该小心保护，以免带来大的损失。
笔者在试验过程中未加保护时烧坏了好几块声卡，请大家引以为戒！
合适的保护措施包括衰减网络和过压抑制，如图1所示。
如果测量电网交流电信号，必须另加隔离电路！
图1
图中的电位器可以用带刻度的精密电位器,但最好不要用多圈线绕式的,因其电感量大,易使高频信号衰减严重。
最好是用多段开关配合固定电阻来构成,例如用优质的多段音量电位器。
保护二极管最好用２-４V的瞬态抑制二极管,或稳压管,不推荐普通二极管串联的方法，因其高频特性差。
由于工作于交流状态,需要两只反向串联。
最基本的硬件只要声卡和输入输出信号线就够了,可以进行一般的线路信号测试。
但由于其输出电平和功率有限，也不能进行声学测试,因此一般还需要增加功放电路和传声器。
如果用专业的电容传声器，就需要特殊的供电电路提供极化电压,并且需要专门的前置放大电路。
图2给出了基本的电脑音频测试系统的原理框图,大家可以参考有关资料具体设计其中的每一部分。
图2
后面我们会看到,笔者介绍的系统是可以进行脉冲信号测试分析的,因此有合适的脉冲发生器是需要的,这也是一些价格昂贵的专业测试系统所必备的功能,很有实用价值。
当然用软件产生脉冲信号是可能的，问题是一般的声卡根本不能正确输出需要的脉冲,除非你拥有顶级的专业声卡，可以输出近100ＫHｚ信号,否则一般的20KHz带宽根本不够。
我们希望脉冲信号仍然受控于电脑软件,如图3所示，用简单的555定时器电路加过零触发电路,将软件产生的正弦波形作为触发输入即可。
脉冲宽度约5uS,即带宽２0０KＨz。
图3
另外需要说明,用于音频测试的计算机是有要求的，应该是配置简单、性能稳定、电磁干扰小的系统,否则难以达到应有的性能指标。
一般来讲音频测试并不需要很高速的计算机，因此可以用“过期”的低速系统（主频四五百兆以上，内存尽可能大）来构建测试平台,并辅以合理的降噪、隔离、屏蔽措施。
这样的硬件系统可以说是非常简单的，但它已足以胜任绝大多数常见的专业测试系统所能进行的测试项目，其它的工作我们要依赖软件的强大处理能力。
３.软件“三剑客”简介
目前适合配合声卡作为音频虚拟仪器使用的软件有好多种,其中包括专门为声卡音频虚拟仪器设计的软件。
但笔者只推荐三种软件:
Spectra，ＡdobｅAudition（原CoｏlEdit），和RMAＡ。
这三种软件的共同优点是功能强,精度高,数值特别精确，图示非常精细,可以放大到很高倍率,展示出分毫毕现的图示化分析结果，完全可以满足专业化测量测试的要求,对于业余应用更是绰绰有余。
另外，三种软件中RMAA是免费软件,另两种的试用版都可以使用全部功能，而有些功能不咋地的软件试用版却设置种种障碍而无法实用。
要知道ＡｄｏbeAｕｄitiｏn 1.0的售价为2９9美元，而ＳpecｔｒａLＡB4３2的全功能版价值3９９5美元!
对于囊中羞涩的电子爱好者，这种天价软件的全功能试用版何等可爱!
因此它们都非常值得推荐。
三种软件的侧重点不同，各有长处，互为补充，即便是免费的RＭAA也具有特有的非常实用的功能，决不可小觑！
根据不同的测试项目选用不同的软件，将使你拥有一套音频测试的倚天利剑！
根据笔者的实验，三种软件结合可以完成几乎所有的常见专业音频测试项目,并且自由度更大，可以设计非常复杂的测试信号和自由设计测试过程。
不过有些项目的测试操作和计算分析可能比某些专业的软硬件系统复杂些,这当然也是可以理解的。
先来看Ｓpectra,最高版本ＳpeｃtraLAＢ４32。
这可是身出名门，由著名的惠普公司分离出的SoｕndTechnology公司推出的音频分析软件。
SｐｅctraLAB即“频谱分析实验室”的意思,其主要功能也正是图示化的频谱分析,也可以产生常用的测试信号，最大的特色是可以进行三维频谱分析，为我们进行脉冲响应测试分析提供了可能性。
再看AdoｂeＡudｉtiｏn,最新版本1.0,2003年８月才发布。
是由Sｙntｒiｌlium公司开发的CｏolＥditPro２.1变化而来，因为200３年中Synｔrｉｌliuｍ公司被Adobｅ公司收购了。
CooｌEdiｔ的意思是“（音乐）酷编辑”，本来是为录音和多轨音频编辑处理而设计的，但是由于其波形发生和处理的强大功能,使其可以产生和编辑几乎任意的波形,因此作为音频虚拟仪器软件很合适。
最后说说RMAA,即“RightMarkAｕdioAnalyzer”,意即“客观音频分析软件”,是由俄罗斯硬件资讯网站IXBＴ.cｏm开发的音频硬件测试软件,最新版本5.２，2０03年12月8日才发布。
可别小看它是免费软件,功能可一点不弱,不但可以快速测试频响、噪声、动态范围、谐波失真、互调失真、通道分离度等全部项目，更为可贵的是提供了频响校正、全频带谐波失真测试等独有的功能，使用很方便，十分值得推荐！
4． 音频测试项目简介
4.1. ＦFT
首先介绍一个最重要的概念:
FFＴ,即快速傅立叶变换,上述软件的许多测试项目都是基于快速傅立叶变换分析的结果。
这是现代电子学频谱分析的常规手段，特别是引入计算机技术后,更是方便快捷而且直观精确的不二选择。
简单讲，一般信号波形的记录都是以时间-幅度相关的形式直观表现出来的,称为时域分析;而快速傅立叶变换就是分析计算信号波形中的频谱成分强度,将其能量从时间积分,从而得出频率-能量相关的形式,称为频域分析。
注意这里讲的是频率－能量相关,而非一般认为的频率－幅度相关，因为傅立叶变换实际上已经无法确认信号不同频率间的幅度关系,而只能计算出其能量关系。
理解这一点对理解快速傅立叶变换分析的结果很重要，据笔者所知大部分教科书或工具辞书都没有讲明这一点,软件的帮助文件也常常做出频率-幅度相关的错误解释,所以提请读者注意。
对于完全随机分布的信号,例如白噪声、粉红噪声,其每一频段能量平均分布在所有时段，因此与振幅是完全成正比的，故而ＦFＴ分析的结果称为频率-幅度关系也是可以的；但对于那些各频段能量分布随时间变化的信号,例如对数扫频信号、一般的语音、音乐，就不能这样理解了，事实上它们的高频部分振幅与低频相同或甚至更高，但FFT分析的结果却是低于低频的，因为它们占的时间比例小，这时必须用能量的观点去理解，否则会令人困惑，这是笔者长时间学习和分析思考得出的结论。
在用Ｓpｅｃtra和AdoｂeAuｄition进行扫频测试时,上述思路会对我们分析和做结论有所帮助。
例如对数扫频的振幅实际是恒定的，但FFT分析的结果为-3dB/ｏct衰减（oct:
ｏctave，八度音,倍频程）。
４．2.频率响应测试
频率响应的平直与否直接关系到重放频带的范围以及重放信号的保真度。
对于所有电声设备,频率响应无疑是最基本的指标,因而成为所有测试项目中最基本的一项。
传统的频率响应测量大多采用扫频/点频信号或白噪声/粉红噪声信号，电路测试比较简单，只需将待测设备接入回路并调节好回路电平即可,声学测量大多在专业消声室进行。
由于消声室构造复杂投资大而难以普及,近几十年开发了许多适用于普通房间环境的测试方法和测试系统,其基本原理一般都是用一个合适的时间窗口来接受信号,其它时间关闭以舍去反射的影响。
近年来计算机技术的进步使得复杂的程序和计算得以快速完成，FＦT分析普遍使用。
现在几乎所有的专业测试系统都是基于计算机的，大多具有时间窗口功能，可以在普通环境进行声学测试,比较好的系统具有脉冲响应ＦFT分析和前/后沿累积频谱三维显示功能,能够对电声器材的特性进行更全面和深刻的反映。
这些系统当然都是相当昂贵的,不过本文介绍的软件可以完成所有类似的测试项目。
先说噪声测试,即用白噪声、粉红噪声作测试信号。
Spectrａ和AdobeAudiｔioｎ都可以产生精确的噪声,而RＭＡA的普通测试模式为一段类白噪声,频带范围为5Hz至1/2取样频率，其实质是一系列点频的混合,在１ＫHz至1０ＫＨz间最密集,而且其高低频都有衰减，其目的是与实际的音乐频谱尽量接近,并不是严格的白噪声。
再看扫频测试。
Sｐｅctｒa和ＡdobｅAudｉtion都可以自己定义扫频特性，特别是AdobｅAuｄitｉon,可以非常自由地产生想要的信号。
RＭAA的声学测量模式为２０至２0000Ｈz的对数扫频,但与Specｔｒa和Adobe Auｄition的分析方法有所不同，正常的结果是完全平直的。
脉冲响应测试和ＦFＴ分析需要Ｓpｅctra和Adobｅ Aｕdｉｔion配合，也可以称为“瞬态响应”，放到5.4节讨论。
4.3．信噪比
信噪比是反映器材质量的又一重要指标,由器材产生的与输入信号无关的信号都是噪声。
信噪比指的是设备能够处理的最大信号与噪声的比值,一般以最大信号为０ｄB,噪声用负分贝值表示，即在最大不失真信号的若干分贝以下,取正值就是信噪比。
噪声大的设备会将小信号淹没,丢失许多信号细节,因此噪声应该越小越好。
噪声也是有频带的，有时可能频带很宽，但我们计量时一般只取音频范围，而且要用人耳的敏感曲线（A计权）去均衡,可以得到实用的,也是更好看的噪声指标。
例如-120dＢ的噪声表示噪声有效值是最大不失真信号的百万分之一，差不多是现代声卡、放大器所能达到的最好水平。
而-８0ｄB的噪声表示噪声有效值是最大不失真信号的一万分之一,只能算一般水平。
噪声的测量是比较简单的，只需测量无输入信号时的输出电平即可，不过要注意应该将设备的增益调节到最大不失真状态,否则会给出虚假的高指标。
这在任何测试系统里都是一样的。
在用FFT分析时可以引入“分段噪声”的概念，与我们听音的要求是不一样的。
例如某系统的噪声是－８5dBA,那么一般认为－８5dB以下的信号就无法还原了。
但事情并没有那么简单，-８５ｄBＡ的噪声到底是由哪些频段产生的呢?
图４
让我们看一看噪声频谱分析的情况。
如图4,这是一个典型的主板集成声卡的噪声频谱,由AdobeAuｄitiｏｎ分析出的结果。
RＭＡA测试的结果为噪声水平－５3.0dBA,可以说是相当差的结果，而且二者是吻合的。
由图中我们可以看出，其噪声能量大部分分布在300Hz以下，而且主要是由５0Ｈz和７5Hz的谐波产生的,可以推断是交流电源和显卡的干扰造成的,而其余频段则能量小得多，到1ＫHｚ以上都在-86dＢ以下。
这就是“分段噪声”的体现。
怎么理解上述的分析结果呢?
简单的办法就是将上述曲线看作“掩蔽曲线”（峰谷多的地方取峰值顶点连线）,凡是频谱在此曲线以下的信号都是不可能正确还原的,而不是简单的所有低于-53.0dB的信号。
比如在1ＫHz以上-80dＢ的信号就可以还原（当然质量不高），由FFＴ分析检测出来，实际上人耳也有类似的检测能力,只不过由于掩蔽效应，灵敏度比计算机的精确ＦＦT分析要低很多。
４.4.动态范围
动态范围是指设备能够处理的最大信号与最小信号的比值。
这个概念容易与“信噪比”的概念混淆,那么二者有什么区别呢?
可以理解，小于噪声幅度的信号是无法正确还原的，但是有的设备能够在无信号或信号特别低时从某些环节将噪声连同小信号切除，从而得出更好的信噪比指标（这就是“动态降噪”的基本原理）。
这时实质上还是无法正确处理小信号的，而动态范围的测量就可以避免这样的人为优化。
动态范围的测量是用一个小信号（一般用-60ｄB/100０Ｈｚ的正弦波）输给设备,然后滤除信号,测量其余频率的噪声和谐波水平，再用最大信号与之相比,结果就是动态范围。
可以预见动态范围一般要低于信噪比，但在没有特殊电路或软件处理噪声的情况下，一般二者差距不大，可以互相参考。
图5给出了动态范围测试的结果。
这里基本没有产生大于噪声的谐波,因此动态范围和信噪比是基本一样的。
图5
需要指出,测量出的动态范围与“理论上”的动态范围是不同的。
例如现在的数字音源，大多用数字信号能够还原的理论值来标注，例如CD的动态范围96dB,ＤVＤ采用24ｂit记录能达到１44ｄB！
实际上由于模拟器件的限制,那样的指标是根本不可能实现的,你只需测试一下其噪声水平就知道了。
只不过目前音像节目后期制作大部分都是用计算机数字处理的,在许多环节的处理过程中用高比特可以尽量避免信号劣化。
（实际上甚至可能用４８bit量化来处理！
）
4．5．总谐波失真THD
总谐波失真是指由输入信号激发的其它频率的能量总和,是典型的非线性失真。
其测量方法是输入一个强信号（一般为-３dＢ/1００0Hz，略低于最高值,防止削顶而产生大量谐波），然后测量其余频率的总能量与信号能量的比值。
可以理解,总谐波失真越小，设备的保真度越高，信号的纯度越高。
特别对于晶体管电路，其谐波成分大部分为奇次即基波的3、5、7倍,失真大时使声音发毛刺耳，很不耐听,因此该指标值越小越好。
而电子管电路有些例外，其谐波成分以偶数为主,结果使声音显得温暖、甜润,结果虽然失真较大却挺讨人喜欢,但这已涉及到人的主观感受而不是严格的高保真概念了。
传统的测试方法TＨD只测1000Hz,这其实是远远不够的，许多设备在不同的频段THD值差别很大，特别是在电声测试时，一个频点根本不可能反映全貌。
好在这里介绍的三个软件都可以方便地改变TＨD测试信号的频率并很快得出希望的计算结果,特别是RMAA的声学测量同时附带全音频范围THD测量功能（实际可以单测2、３次谐波，也可以是 ＴＨD+N，即包含噪声）,可以生成一条THD曲线,如图6所示为THD+N，直观地显示出ＴHD变化的规律。
图6
４.６． 互调失真IMD
互调失真是由两个频率互相调制,相加相减，再加减其结果而产生的一系列谐波。
当然了，本来没有的东西，还是越少越好。
有些设备的频响很好，但互调失真很严重，结果表现为音质不好听。
标准的ＩMＤ测试常用的测试信号有两种,分别为250/8020Hz和６０/7000Hz按4/1的比例混合。
与THD测试一样，软件的取值范围是很广的,可以进行自由的设置。
4.7．通道分离度
通道分离度是指各声道间互相干扰的隔离能力,也不必多言，当然越高越好了。
随着数字音响系统取代普通磁带录放机，数字环绕声代替模拟系统，获得高的通道分离度已困难不大，关键在于A－D/D－A和模拟电路的性能。
5．声学测量
先解释一下本文所涉及的两个概念：
音频测量和声学测量。
音频测量是广义的,一切有关音频指标的测量都包含在内，包括电路测量和声学测量;而声学测量是指涉及到电声转换设备的测量,如扬声器、音箱、耳机、麦克风等的测量。
声学测量常常需要用到标准的麦克风和放大电路,比较专业化,也比纯电路测量要复杂得多,大多涉及到环境的影响，因此将其单独列出来讨论。
5．1.扬声器／音箱阻抗
阻抗测试是与一般电路测试类似的电声测试项目，不需要电声转换输入（传声器）,因此测试也比较方便。
测试信号为线性或对数扫频,用于计算扬声器电参数时可以只取到几百赫兹的低频,以便快速完成测试。
典型的测试电路如图7所示，只需要用一台功放和一只标准电阻接入测试回路即可,即给扬声器提供一个１0mA恒流扫频信号来记录其两端的电压曲线,从而求得阻抗曲线。
用扬声器阻抗曲线可以计算出几个重要的参数,如谐振频率“Ｆｏ”和扬声器的“Qo”值，即品质因数等。
具体的测试原理和计算方法许多书籍和文章都有介绍，但方法有所出入，有些存在缺点和错误,得不到精确的结果。
这里介绍一套比较详细和精确的计算方法,详情见下节。
图7
音箱测试与扬声器测试原理一样,典型的音箱阻抗曲线如图8所示。
对于目前最常见的倒相式音箱,其低频扬声器阻抗特性有一个特点,那就是双谐振峰。
这是由于倒相管的谐振耦合到了扬声器上,使其除频率较高的扬声器振动系统谐振峰外在较低的频率增加了一个谐振峰。
根据倒相式音箱的设计理论，当两个峰值相等时倒相管处于正确的谐振状态,如果第一谐振峰低，则说明倒相管太细太长,反之则证明倒相管太粗太短。
根据这一原则，我们可以方便地对音箱倒相管的状态进行检测调整。
图中给出了一个正确设计的倒相音箱的低频阻抗分析曲线,由ＡdobｅAudiｔｉon生成。
当然也有双谐振峰不等而造成特殊效果的设计，不过无论如何，知道阻抗曲线对了解音箱的低频特性是有益的。
图8
5.2.扬声器电参数计算
扬声器的电参数计算大多是基于自由场测试阻抗曲线得出的，实际只有单峰。
这里我们借用一下图８中的第二谐振峰来说明。
计算步骤如下：
1）.测量直流阻抗Re。
２）.计算谐振峰F0处的阻抗Zｍaxﻫ3）.R0＝Zmaｘ／Reﻫ4）. Rf=Re／ ﻫ５）.查找F1、Ｆ2，分别为曲线上Ｆ0前后阻抗等于Ｒf的点。
ﻫ6）．Qｍs=F0＊/（F２-F1）…………………机械Q值ﻫ７）.Qes＝Qmｓ/（R0-1）…………………………电Ｑ值ﻫ8）.Qts＝Qｍs＊Qes/（Qmｓ+Ｑｅs） ………………总Q值
这里的Qts就是上节所述的Qo。
扬声器的另外一个重要参数是Ｖaｓ，即等效容积。
它对于音箱设计时快速选定箱体容积非常有用。
测试时需要将扬声器装在一只小的密闭箱体上,磁体向外，防止影响体积。
该箱体的大小应使扬声器谐振频率提高一半以上,容积为Vt。
新的谐振频率记为Ｆct。
然后用上述公式计算出新的电Q值，记为Ｑect。
Vas=Vt*（Fct*Qect/Ｆ0＊Ｑｅs-１）
上式可近似化简为:
Ｖas=1．１５*Vt*[（Ｆcｔ/Ｆ0）2-１]
也可以得到相当精确的结果。
如果我们采用可调容积的测试箱，使Fｃt/F０固定为1.5，则
Vaｓ=1.4４*Ｖt
５.3.扬声器／音箱频率响应
如前所述,专业的扬声器频率响应测试一般是在消声室内进行的,这对业余爱好者当然是可望而不可即的，那么我们如何进行测试呢？
对于低频扬声器,最简单的方法是近场测试,即将传声器放到离扬声器中心5-１０厘米的地方,传声器轴线与扬声器轴线重合进行测量,这时环境产生的反射和驻波都远远低于直达声强度，可以忽略不计。
这对封闭式音箱箱体设计测试已经够用了。
然而对于高频扬声器，近场测量是不可取的。
因为当频率高到一定程度，波长的1/4与音箱面板尺寸接近或更小时,将会产生严重的干涉现象，造成严重的频响峰
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