Spectra系列软件的多种频谱分析功能完善而全面，波形、相位分析功能也独有长处，配合多种运行模式和详尽细致的设置选项，我们可以将音频分析做得非常严密和完备，将音频信号看得透透彻彻。
波形显示及编辑操作
对于音频信号乃至任何变化量，波形显示是一种直观且易于理解的分析方法，广泛应用于测试、分析的各个领域。作为专业的音频分析软件，Spectra的波形显示功能相当强大。
按照总谐波失真测试的条件准备，然后选择菜单栏“View→Time Series”（视图→波形窗口），并将其最大化，然后点击工具栏的“Run ”（运行）按钮，即可看到波形窗口有跳动的波形录入，点击“Stop”（停止）按钮，波形就被固定下来了，如图1所示。
由图可见，其波形密度太大，形成一块红色区域，根本看不出波形的样子。不要紧，我们可以将其放大来“明察秋毫”。在快捷工具栏第二行有4个缩放工具按钮，从左到右依次是“区域放大”、“二倍放大”、“二倍缩小”和“显示全部”，点击“二倍放大”几次，即可将波形清楚地显示出来，用“区域放大”功能，还可以自由选取你希望显示的部分放大到窗口。图2是正在选取区域的情况。
在这里我们可以看到Spectra的波形不显示取样点，这是与Adobe Audition软件有区别的地方。进一步试验表明，Spectra的波形显示是取样点直接相连而形成的，更接近于真实输出的波形。而Adobe Audition却是由取样点拟合成的正弦波形，虽然更好看，却不能实际输出。看频率比较高的单频正弦波就知道了。
Spectra产生高频正弦波需要调用信号发生器，在“Signal Generator”（信号发生器）对话框的下拉菜单中选择“Signal Generator”（复合音），即可弹出图3所示的对话框，产生你想要的复合波形。
在这里我们可以产生多达10个频率的复合波形，每个频率都可以自由设定频率数值和电平幅度。每个频率前面都有点选框，选中即生效。现在我们只需要一个高频率，选中一个合适的频率即可，如图3中的10000Hz。选好后点击“OK”按钮，然后运行上述的测试过程并将波形放大，即可得到图4所示的波形图。这个波形图已经不是正弦波的样子了，所显示的是接近三角波的折线。
其实这也不难理解。试想对于44.1kHz取样频率的波形，1kHz时每周期有44.1个取样点，自然可以得到相当圆滑的波形；而到了10kHz，每周期只有4.41个取样点，波形突兀也就不足为奇了；再到接近20kHz，每周期只有不到3个取样点，波形就更尖锐了。虽然根据奈奎斯特（Nyquist）取样原理，只要每周期有两个取样点就可以正确处理数字波形，但对于模拟输出的质量就很难保证了，应该说我们从Spectra中看到的波形就是接近实际输出的模拟波形。即使输出端有电容积分效应而使波形趋向圆滑，但肯定不能完美地再现正弦波的原貌。
比较特别的例子是Adobe Audition软件。由于它对数字波形进行了拟合显示，高频波形看起来仍然是标准的正弦波。图5即为Adobe Audition产生的10kHz正弦波放大显示图形。显而易见每个周期只有4个取样点。
但这仅仅是拟合显示的样子，模拟输出的时候其实与Spectra是一样的，不可能出现真实的正弦波拟合。也许正因为如此，Adobe Audition才将取样点突出显示，让你看清真实波形的样子，而Spectra波形是由取样点连接成的，自然不必多此一举了。
快捷工具栏第二行最左边的按钮即选取工具。只有用此工具选取波形，选取的波形将反色显示，才能进行后期编辑操作。点击鼠标右键，将弹出图6所示的对话框，让你自由选择编辑操作选项。你可以进行“Cut”（剪切）、“Copy as Wave”（波形复制）、“Copy as Text”（复制为文本）、“Copy as Bitmap”（复制为位图）、“Play”（播放）、“Compute and Display Average Spectrum”（计算并显示频谱）、“Compute and Display Spectrogram”（计算并显示波谱）、“Compute and Display 3-D Surface”（计算并显示三维频谱）、“Compute RMS Level”（计算有效值电平）、“Compute Crest Factor”（计算峰值因素）、“View Data Values”（查看数据值）、“Properties”（属性）等众多的操作。这里除了“复制为位图”、“查看数据值”及“属性”是针对整个波形窗口外（不选取波形只能操作这三项），其余操作都是针对选定的波形段的。
选中后弹出图7所示的“Sample Values”（取样值）窗口，这里将整段波形的所有取样点数值全部列出来了。数值精确到小数点后六位，想必能够满足你最苛刻的要求。不仅如此，选取波形后执行“复制为文本”操作，还可将这些取样点数值拷贝下来粘贴到其他程序进行分析处理！
选取波形后在“Edit”（编辑）菜单下还可以进行复制、粘贴及特殊播放等操作功能。其中“Play Special”（特殊播放）包括“Loop”（循环）、“Half Speed”（半速）、“Double Speed”（倍速）、“Arbitrary Speed”（任意速度）四种选项。选择“任意速度”时可以任意改变取样速率来播放，得到特殊的效果。我们知道一般男女声的基频大概相差一倍，因此用“倍速”、“半速”播放可以得到简单的“男声变女声”、“女声变男声”的效果。
“属性”设置的窗口如图8所示。这跟选择菜单栏“Options→Time Series”（选项→波形窗口）得到的结果是一样的。
这里我们不仅可以设置波形和背景的颜色、选定时间显示段、改变刷新速率等，还可以选择以能量电平来显示波形。选中“Plot Options”（窗口属性）框中的“Plot Options”后波形窗口将显示电平-时间曲线。这对纯音信号意义不大，但对复杂的声音信号则很有用。
波谱显示
选择菜单栏“View→Spectrogram”（视图→波谱窗口）将显示图9所示的波谱窗口。
所谓“波谱显示”，在这里指的是波形频谱随时间变化的记录图形。图中笔者记录了五段波形，分别是粉红噪声、白噪声、1kHz三角波、100Hz方波、1kHz正弦波。我们可以从图中直观地看到各段波形频谱成分的分布情况，在彩图中还可以由谱线颜色来指示相应的电平。这实际已经具有三维显示的功能了，对于复杂变化的实际声波，波谱显示将更显威力。
选取一段波谱点击鼠标右键，可以从弹出的对话框选择多种操作，与上述波形窗口类似，这里不再详述。
选择菜单栏“Options→Spectrogram”（选项→波谱窗口），将弹出图10所示的对话框，这里我们可以进行频率范围、幅度范围、刷新速率、调色板、卷动方向五项设置。
下期，笔者将为大家介绍Spectra软件在三维频谱显示、录音及后期处理、相位分析等方面的功能。
（文/杨明海）