前言
为了理解可以使用REW进行的测量，对了解测量原理是有帮助的。本主题概述了信号和测量的基础知识，并解释了如何生成REW中的各种图形，以及它们如何与我们所测量的内容相关。
1. 信号、采样率和分辨率
首先要了解在进行声学测量时的信号。我们感兴趣的信号是通过麦克风或声压计记录的声音。声压在麦克风/仪表中产生电信号，由声卡捕获。声卡测量输入端的电平。每次测量都称为样本。采样频率由采样率控制，REW支持44.1kHz或48kHz的采样率，这意味着声卡每秒在其输入端捕获44100或48000次电平。以48kHz采样的信号的3秒表示3*48000=144000测量值的序列。在任何给定的采样率下，可以捕捉到的最高频率都是该频率的一半——我们需要在每个频率周期中至少有两个采样来重现该频率。在48kHz采样时，这意味着我们可以捕获的最高频率为24kHz。高于一半采样率的频率会导致混叠，它们看起来比实际的要低。例如，以48kHz采样的25kHz信号实际上看起来像23kHz信号。为了防止这种情况，声卡的输入端有抗混叠滤波器，它们试图阻止信号高于可捕获的信号，但它们并不完全有效，因此我们总是需要考虑我们试图捕获的信号的频率内容。
声卡测量的分辨率（bit）通常为16位或24位。16位分辨率与CD上使用的分辨率相同，是REW支持的分辨率。16位分辨率意味着单个测量值的范围可以从-32768到+32767（可以用15个二进制数字表示的数字，再加上16个二进制数字来存储数字的符号）。与其直接使用测量数字，不如根据它们与最大数字（称为满标度，缩写为FS）的接近程度来方便地引用它们。满标度值为-32768和+32767。最小的非零测量值为1，其占满量程的百分比为100（1/32768）或约为0.003%FS。任何比这小的都被声卡视为零。满标度值将对应声卡输入处的特定电压-通常约为1伏。具有更高分辨率的声卡，如24位声卡，通常具有相同的最大输入电压（约1伏），但可以使用更大范围的数字来测量电压。对于24位声卡，满刻度测量值为-8388608和+8388607。这仍然只有1伏（通常），最大的输入电压没有改变，但24位声卡有更高的分辨率-它能检测到的最小值是满标度的100（1/8388608），0.000012%FS。高分辨率的好处是信号最小。满标度值通常被视为对应于1的值，而满标度以下的所有内容都是对应于1的比例，因此半满标度将为0.5，依此类推。
2. 截幅
如果信号大于满标度值，声卡将无法记录信号–无论输入端实际发生了什么，测量值都无法高于满标度。当信号超出范围时，输入端就可以测量到信号被截断。在输入信号中，截幅显示为响应的平坦部分。如果削波发生在声卡输入端，它将在+100%FS或-100%FS处，REW将警告您，但有时削波会在信号到达声卡之前发生（例如，在增益设置过高的麦克风前置放大器中）。在这种情况下，测量值可能永远达不到声卡的FS级，但信号仍然被截断。测量时必须避免削波，因为捕获的信号不再代表在输入端实际发生的情况，这会影响测量的准确性。
3. 信号显示
观察信号的一种方法是根据时间绘制测量值。当捕获的信号在范围图上以REW绘制时，它们显示为%FS，达到100%FS的信号是声卡能够捕获的最大信号。REW范围图的示例如下所示，显示REW已生成的扫描信号和（红色）从麦克风捕获的结果信号。
4. 频谱
我们通常不仅仅对样本值感兴趣。构成该信号的频率同样也值得分析。构成信号的频率范围称为其频谱，我们可以使用快速傅立叶变换或FFT来计算它们。FFT计算出一组余弦波的振幅和相位，当这些余弦波加在一起时，将给出与时间信号相同的一组测量值。余弦波的振幅和相位是表示时间信号的一种不同方式，用组成时间信号的频率来表示，而不是用单独的测量值。振幅很容易理解，较大的振幅意味着较大的余弦波。相位表示测量序列中第一个样本时余弦波的起始值。零度相位意味着起始值是振幅cos（0）=振幅。90度的相位意味着振幅cos（90）=0的起始值。我们对振幅比相位更感兴趣，但我们不应该完全忘记相位——它们包含了原始时间信号形状的一半信息。
当使用FFT计算频谱时，它使用一组频率，这些频率从DC（零频率）均匀分布到采样率的一半（可以正确表示的最大值）。间隔取决于我们在FFT中分析的信号长度。当信号长度是16k（16384）、32k（32768）或64k（65536）等2的幂时，FFT计算最有效。为了从采样频率为48kHz的信号中计算64k FFT，我们需要信号的65536/48000秒或1.365s。频率间隔为24000/65536=0.366Hz。如果FFT是从16k个样本中产生的，则频率间隔为1.465Hz。用于生成FFT的样本越少，频率间隔越远，因此频率分辨率越低。对于高频分辨率，我们需要分析长时间的信号。
5. RTA：实时分析
查看时间信号频谱的常用方法是使用实时分析仪（RTA）。RTA显示了构成它正在分析的信号的频率的振幅图。然而，尽管FFT产生均匀间隔频率的信号，RTA将它们按倍频程的分数分组在一起。一个倍频程是倍频程，所以从100Hz到200Hz的范围是一个倍频程。从1kHz到2kHz的跨度也是如此-一个倍频程分数的实际频率跨度越大，频率就越高。对于1/3倍频程的RTA，20Hz时的跨距约为4.6Hz，20kHz时为4.6kHz。对于1/24倍频程的RTA，跨距是1/8宽。在倍频程分数的范围内，许多单独的FFT值可用于产生RTA分配给该频带的单个值。下面是REW RTA的图像，显示1kHz音调的频谱及其失真谐波。
6. 系统和传递函数
观察信号的频谱有其用途，但我们也对我们使用的设备如何改变信号的频谱感兴趣。系统改变通过它的信号频谱的方式称为系统的传递函数。传递函数由频率响应和相位响应两部分组成。频率响应显示系统如何改变频率的振幅，相位响应显示频率的相位如何改变。一个完整的系统描述需要两个响应，不同的系统可以有相同的频率响应，但它们不同的相位响应可以让我们区分它们。
注意不要混淆系统的频率响应和系统输出的频谱。一个信号的频谱向我们展示了它所包含的频率是由什么组成的。传递函数的频率响应告诉我们系统如何改变信号的频谱。像REW这样的测量软件的目的是测量传递函数，REW的SPL和相位图显示了传递函数的频率和相位响应。频率响应振幅显示为SPL轨迹。下面是房间测量的频率响应（上轨迹，左手轴）和相位响应（下轨迹，右手轴）的曲线图，显示了高达200Hz的跨度。
