音訊裝置常見音訊效能測試

2021-10-07 09:28:08 字數 2538 閱讀 6430

在音訊測試中,多數測試都會涉及到音訊的六大基本的測試專案:

在音訊測試中,最常用的激勵訊號是正弦波訊號,因為這種訊號可以將能量集中到頻譜中的一點上,因此對比測試相對比較簡單。在日常測試中,也有用多個正弦波或者雜訊進行測試。 

1. 電平測試(level)

電平測試是音訊測試中最基本,也是最簡單的測試專案,在這個測試中,可能需要測試的包括輸出電平功率增益等。測試時,一般測試最大不失真(1%)的前提下的電平。在測試中,將待測品輸出端接負載(根據產品實際需要接相對應的負載),然後再測量負載兩端的訊號,將待測品音量調整到最大,然後調整訊號幅度,在儀器上實時檢視訊號失真度的大小,當失真度到1%時,這個訊號即為最大不失真訊號,在後續的測試中,一般都會以這個特定失真情況下的輸入電平作為激勵訊號源,一般測試訊號頻率使用1khz:

增益在不同待測品是不一樣的,有部分產品如果帶音量或者音調調整的功能,這些產品的增益就是可以調整的,所以在測試的時候,要根據需要設定增益控制。測試中,根據輸出電平以及輸入電平來計算該待測品的增益。所以在測試增益的時候,需要使用所謂的閉環測試,即激勵訊號是由儀器輸出提供,產品的輸出電平輸入到音訊分析儀進行實時分析。這種測試速度快精度高,而且自動化測試更加容易實現。

2. 頻率響應(frequency response)

頻率響應指的是待測品受已知電平不同頻率的激勵訊號激勵時的輸出訊號電平。最常用的方法是在待測品的頻率範圍內,從最低頻到最高頻的正弦波訊號的掃瞄,並將結果繪於同一張電平。在做掃頻測試測試中,首先要確定掃瞄電平。可以在低電平下進行掃瞄,但是響應中可能會出現雜訊或者其他雜散訊號;也可以在高電平下掃瞄,但是可能會出現高失真度。功率放大器一般會採用輸出為1w的時候的輸入電平。聲學響應的測試方法類似,但是單位一般為dbspl。

3. 總諧波失真加雜訊thd+n (total harmonic distortion plus noise)

thd+n的全稱叫總諧波失真加雜訊,諧波失真指的是原有音訊訊號新增的不必要的音調。為原有訊號的諧波相關音調。訊號為頻率f1的正弦波時,諧波為f2,f3等,為原音調的整數倍。總諧波失真為待測裝置頻寬中的所有諧波之和。

一直以來都是總諧波失真加雜訊一起測試,有人就問,為什麼不分開測試諧波跟雜訊了,因為在進行總諧波加雜訊測試的時候,採用的是快速傅利葉(fft)測試,很難將諧波跟雜訊分離開來,但是加在一起測試就相對簡單。當然,目前的**的音訊分析儀(abtec的a2)已經可以根據需要實時檢視總諧波,雜訊以及從f2-f10的各階諧波訊號分布情況。 

因為測試總諧波失真加雜訊跟測試頻寬有很到關係,頻寬越寬,所包含的雜訊跟諧波成分就越多,所以在測試的時候要注意頻寬設定。 

另外就是測試輸入電平的設定,在低電平的時候,輸出訊號較小,但是待測品的雜訊在輸出電平中相對比較高了;在高電平的時候,可能會出現削頂失真,這樣總諧波失真會比較高,所以一般測試的時候才有最大不失真1%的輸入電平。 

4. 相 位 (phase)

在音訊測試中,相位測量用於描述在週期波形迴圈中的時間偏移,時間偏移根據參考波形測得。參考值通常為系統中位於不同點的相同訊號或者位於不同通道的相關訊號。參考值的選擇定義了兩個常用的相位測了:輸入輸出相位和通道間相位。相位的單位為°度。相位的測試同樣的提供乙個指定的電平,在乙個頻率或者不同頻率下進行測試,可以是單點頻率的相位或者頻率範圍內的相位變化。在測試輸入輸出通道的相位時,選擇儀器的其中乙個通道作為參考通道,用連線線直接連線,因為訊號在相對短的測試線中傳輸的延時基本可以忽略不計,測試通道以參考通道作為參考點計算相位變化。通道間的相位測試,選擇其中乙個通道作為參考通道,測試通道與參考通道之間的相位差即為我們所需要的測試結果。

5. 串 擾 (crosstalk)

在超過乙個通道的音訊系統中,如果出現其中乙個通道的訊號以降低電平的訊號出現在另外乙個通道的輸出端,則為不良現象。這種跨通道的訊號洩露稱為串擾。串擾表示為未受激勵通道中的無用訊號與受激勵通道中的訊號之比。串擾很大程度上是由裝置中通道導體間的寄生電容和電感耦合造成的,通常出現隨頻率上公升的特性。

如果電路阻抗近似為與頻率無關的常數,那麼有單純乙個電容耦合引起的串音將隨頻率的提高以6db/oct為斜率增加。由於電感耦合,共用電源,共用地迴路也會引起串音。 

6. 訊雜比 (signal-to-noise ratio)

多大的雜訊算太大?這取決於訊號的響度。

訊雜比snr就是這種差值的測量值。訊號通常設為標稱工作電壓或者被測裝置的最大工作電平。使用最大工作電壓進行訊雜比測試的時候,測量結果可以稱為動態範圍,因為其展示了被測裝置中兩個電平極端值。在這裡要注意在數字域中的動態範圍在意義上有所不同。訊雜比通常以分貝表示。雜訊的測量必須是指定測量頻寬和加權濾波器。在測試訊雜比的過程中,以前是需要進行兩個步驟,先輸入乙個激勵電平到待測品,儀器獲取到訊號的大小,然後在關掉訊號,獲取到雜訊訊號,然後進行對比計算出訊雜比的值。現在的儀器都是自動控制訊號並且自動計算資料。 

音訊裝置常見測試指標及測試方法

音訊裝置常見的測試指標主要有電平 level 頻率響應 fr,frequencyresponse 總諧波失真加雜訊 thd n 訊雜比 snr,signal to noise ratio 串擾 crosstalk 等引數。此外還有一些諸如相位 phase 動態範圍 等指標。電平 level 音訊裝置...

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音訊效能測試

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