高分辨率实时音频频谱分析仪

FFT 频谱分析仪有两个相互独立的频率维度，外加时间上的第三个维度。它们很容易混淆，而且作用各不相同。

频率分辨率（频点宽度）是指分析仪区分两个相近频率的精细程度。它等于采样率除以 FFT 大小。频点数正是在这个维度上发挥作用：在相同采样率下，频点越多，频点就越窄，从而能分开原本会合并成一个峰的分音。单凭频点数并不等于分辨率。分辨率始终还取决于采样率。

频率范围（最高可测频率）是分析仪所能显示的最高频率。它就是奈奎斯特极限，即采样率的一半。这一点只由采样率决定，与频点数毫无关系。实际上，这个范围还会再受到麦克风的限制，而麦克风通常才是真正的上限（见下文）。

时间分辨率是第三个维度：频谱更新的频率，以及 FFT 所分析的时间窗口有多长。频率分辨率和时间分辨率相互制约（频点越窄，需要的时间窗口越长），因此 VoceVista 将两者作为独立的控件提供，让您可以选择适合任务的平衡点。

综上所述：频点数和采样率共同决定分辨率，采样率单独决定范围，而分析窗口决定如何在分辨率与时间之间取舍。在 Pro 版本约一百万个频点的上限下，常见采样率对应的分辨率和范围如下：

将采样率固定在 44.1 kHz（声乐分析和 CD 音质音频的常用采样率），以下是每种可用 FFT 大小对应的频点宽度。所有版本都提供最高 8,192 pts（8 kpts，2¹³）的大小，而 16,384 pts（16 kpts，2¹⁴）至 1,048,576 pts（1 Mpts，2²⁰）的大小则需要 Pro 版本。

关于范围的说明。真实世界中的上限由麦克风而不是分析仪决定。普通麦克风在 20 kHz 左右开始衰减，44.1 或 48 kHz 的采样率足以覆盖。专业测量麦克风的范围可扩展到约 30 或 50 kHz。超出这个范围就需要实验室级仪器或超声波换能器。因此，虽然在合适的音频接口上软件可以顺畅地以 192 kHz 运行，但您通常最先遇到的限制是麦克风。如需不同价位的具体选择，请参阅我们的麦克风推荐。

关于分辨率的说明。作为对比，歌唱分析的默认设置是 44.1 kHz 下的 8,192 pts（8 kpts，2¹³），这也是 VoceVista Basic 和 VoceVista Video 的上限。这相当于每个频点约 5.4 Hz，对于谐波间隔在 100 Hz 或以上的声乐教学来说绰绰有余，但不足以分开颂钵和锣在低音区间隔很近的非谐和分音。在相同采样率下，Pro 版本的 1,048,576 pts（1 Mpts，2²⁰）可达到每个频点约 0.042 Hz：精细 128 倍。

动态范围是指分析仪所能区分的最响信号与最弱信号之间的差距，它包含沿音频链叠加的多个方面。VoceVista 内部以最高 32 位浮点格式录音，其范围之宽使录音环节本身不会造成任何实际限制；导入的 FLAC 文件支持 24 位和 32 位（标称 144 dB 及以上）。在分析方面，FFT 本身在实践中的可用动态范围约为 100 dB，由窗函数的旁瓣衰减决定。规格表中列出的 12 种可选窗函数会在这一动态范围与主瓣宽度之间进行取舍。对于实时信号，通常远在这些限制之前就会先遇到瓶颈：优质的音频接口可提供 100 至 120 dB 的动态范围，而麦克风和房间噪声通常还会再占去 20 dB。因此，您看到的整体动态范围取决于这些环节中的最小值，实际上设定上限的是硬件，而不是分析仪。