音頻測試大全(AT相關儀器通用)

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16、tion can be obtained by visiting the Actions website at: http:/www.actions-目錄1適用范圍52測試儀器與連接53測試目標參數(shù)64測試方法74.1輸出幅度84.2輸出功率84.3總諧波失真加噪聲84.4地噪聲94.5 信噪比104.6 動態(tài)范圍114.7串擾測量124.8通道不平衡度134.9 本底噪聲掃描144.10 頻響曲線164.11EQ曲線174.12THD+N曲線184.13 SRS WOW曲線184.14 Line In184.15MIC錄音194.16 FM錄音204.17主觀聽覺效果204.18歐洲聲壓標準

17、215附錄215.1測量文件途徑225.2名詞解釋235.3版本描述271、 適用范圍：本文檔適用于媒體播放器樣機的方案級音頻部分的評估測試。2、 測試儀器與連接音頻分析儀：AP2700或AP2722 電源： 干電池或鋰電池 或精密電壓源負載： 33歐姆/16歐姆/8歐姆電阻負載信號源： FM信號發(fā)生器，AP2722或AP2700，MP3播放器+音箱耳機： 16歐姆/24歐姆/32歐姆待測樣機音頻分析儀左右聲道電纜電阻負載PC電源3、 測試目標參數(shù)1、 輸出幅度（Max Amplitude）2、 輸出功率（Output Power）（最大功率&最大不失真輸出功率）3、 總諧波失真加噪聲（THD

18、+N）4、 地噪聲（Ground Noise）5、 信噪比（SNR）6、 動態(tài)范圍（Dynamic Range）7、 串擾（Crosstalk）/ 通道分離度（Channel Separation）8、 通道不平衡度9、 本底噪聲曲線（Ground Noise）10、 頻率響應曲線（Frequency Response）11、 EQ曲線12、 掃描THD+N曲線測量13、 SRS曲線測量14、 Line In 測試15、 MIC錄音測試16、 FM錄音測試17、 主觀聽覺效果18、 歐洲聲壓標準限制第二部分（EN50332 Limit Part 2）4、 測試方法描述1 輸出幅度首先將待測樣機

19、設置為播放需要測量頻點的正弦波，比如1KHz或者100Hz，調(diào)節(jié)音量（測最大幅度時將音量調(diào)到最大；測100mV時調(diào)節(jié)音量使輸出幅度最接近100mV），連接待測樣機與音頻分析儀，連接模擬電阻負載，按照上圖設置AP2722的測試軟件，待樣機輸出穩(wěn)定后，切換聲道，分別記錄A、B通道的測量數(shù)據(jù)。輸出幅度一般需要測試100Hz，1KHz，10KHz，14KHz和20KHz。2 輸出功率首先將待測樣機設置為播放1KHz正弦波，連接待測樣機與音頻分析儀，連接模擬電阻負載，按照上圖進行輸出功率測量設置，從0級到最大，改變輸出音量，切換聲道，分別記錄A、B通道的測量數(shù)據(jù)。計算參考負載電阻按照實際連接的電阻負載進

20、行設置，如果負載為16歐姆，則將Watts內(nèi)的數(shù)值改為16歐姆，一般測量中，負載為33歐姆。輸出功率與輸出幅度可以進行如下?lián)Q算： （4-1）最大輸出功率：當音量最大（THD+N不超過-60dB）時，輸出的功率最大不失真輸出功率：當某音量下，THD+N參數(shù)最好時，輸出的功率3 總諧波失真加噪聲首先將待測樣機設置為播放待測頻率的正弦波，連接待測樣機與音頻分析儀，連接負載電阻，并按照圖4-3進行軟件設置，調(diào)節(jié)音量，使得讀取到的數(shù)據(jù)最好的情況下，切換聲道，分別記錄A、B通道的測量數(shù)據(jù)。如需測量A-Weight（A加權），使用AP2700儀器，在Fltr選擇Slot 2# ，使用AP2722儀器，選擇A

21、-Weight。使用完成后，還原為NONE。4 Ground Noise（地噪聲）連接測試設備，接好負載電阻。測量最大地噪聲時，將音量調(diào)到最大，播放0Hz文件NO4_16_0_44.MP3，分別記錄A、B聲道的測試數(shù)據(jù)；測量100mV的低噪聲，先播放1KHz文件NO3_16_1K_44.MP3，調(diào)節(jié)音量使輸出幅度最接近100mV，然后保持此音量并播放0Hz文件NO4_16_0_44.MP3，分別記錄A、B聲道的測試數(shù)據(jù)。如需測量A-Weight（A加權），使用AP2700儀器，在Fltr選擇Slot 2# ，使用AP2722儀器，選擇A-Weight。使用完成后，還原為NONE。5 信噪比首先

22、將待測樣機設置為播放1KHz（或100Hz，10KHz，14KHz）的正弦波，調(diào)節(jié)音量（測最大幅度時將音量調(diào)到最大；測100mV時調(diào)節(jié)音量使輸出幅度最接近100mV），連接待測樣機與音頻分析儀，連接負載電阻，并按照圖4-4的左半部分進行軟件設置，將輸出數(shù)據(jù)設為相對值，按一下F4鍵，使得軟件能夠記錄下參考信號幅度，此時測量數(shù)據(jù)應為0dBrA左右。再播放0Hz文件，讀取并記錄相對數(shù)據(jù)。設置輸出數(shù)據(jù)為絕對值，讀取并記錄絕對數(shù)據(jù)。切換到B通道，記錄B通道的絕對數(shù)據(jù)，再將數(shù)值記錄項改為dBrB，讀取并記錄相對數(shù)據(jù)。相對數(shù)據(jù)與絕對數(shù)據(jù)的關系如下： （4-2）上式中，Vs為參考信號幅度，Vn為讀取到的絕對數(shù)

23、據(jù)。對于干電池方案，需要測量BAT端為最高電壓和最低電壓時的SNR。一般一節(jié)干電池方案，測量電壓為1.5V和1.0V。如需測量A-Weight（A加權），使用AP2700儀器，在Fltr選擇Slot 2# ，使用AP2722儀器，選擇A-Weight。使用完成后，還原為NONE。6 動態(tài)范圍連接測試設備，接好負載電阻，設置音量，在最大音量下，播放目錄srv-filePUBFiletest-libLib_AudioTestFilesStandard_AudioTest_V1.1MP3下的1kHz_16bit_-40dB.mp3文件，測量THD+N，得到的數(shù)據(jù)加上-40dB即為動態(tài)范圍。記錄數(shù)據(jù)。

24、7 串擾測量接好負載電阻，連接測試設備，設置樣機在輸出幅度為最接近100mV的音量下，分別播放左右單聲道文件（NO6_16_1KL_44.mp3和NO5_16_1KR_44.mp3，N017_16_100L_44.mp3和N018_16_100R_44.mp3，N011_16_10KL_44.mp3和N012_16_10KR_44.mp3，N014_16_14KL_44.mp3和N015_16_14KR_44.mp3），按照圖4-5設置測試項為Crosstalk，調(diào)節(jié)通道，讀取并記錄數(shù)據(jù)。8 通道不平衡度通道不平衡度表示左右通路輸出幅度的差別，按照上圖讀取并記錄數(shù)據(jù)。測量A通道選擇A，測量B通

25、道選擇B。9 本底噪聲曲線掃描（音頻分析儀的FFT應用）連接測試設備，接好負載電阻，并按照以下步驟進行設置：按下Page2，選擇掃描面板并在主菜單下選擇Digital Analyzer（數(shù)字分析面板）。出現(xiàn)如下窗口：設置完成數(shù)字分析面板后，進行掃描設置：將縱坐標設置為FFT的幅度，將橫坐標設置為FFT的頻率，設置起止頻率為音頻范圍，如2022KHz，此設置為測量輸入信號的FFT分量。設置完成后，按下上圖的GO按鈕，開始進行分析，得到上圖右邊的黃色數(shù)據(jù)。此曲線即為當前時間點信號的頻譜，由于測量中使用音源為0Hz文件，即噪聲文件，上圖數(shù)據(jù)為樣機的噪聲平臺（本底噪音）。另外應用FFT還能夠測量諧波失

26、真等用途。10 頻響曲線測量類似于FFT掃描，設置如下圖的頻率響應曲線掃描，完成后，樣機在待測音量下播放fr_0db.mp3文件，同時按下GO按鈕，開始進行數(shù)據(jù)抓取。音源為開始和結(jié)束10秒為1KHz正弦波，而后從20Hz開始，以1%的速率增長，直到22KHz，在輸出頻率為1KHz時，按下F4鍵，保存當前頻響曲線的參考值（0dBr）。測試音樂播放完后，掃描會自動停止。保存數(shù)據(jù)。一般頻率響應曲線是在最大音量下測量到的，因此，頻率響應可以與最大輸出幅度互相轉(zhuǎn)換。頻響曲線越平坦，對于信號的還原度越好。11 EQ曲線測量音效指MP3播放時，在解碼中增加濾波器，使得輸出的音頻信號在某些頻段上加強或者減弱，

27、EQ曲線是測量在各種音效下的頻率響應曲線。播放文件為fr_0db.mp3，首先將樣機的輸出音量調(diào)到最大，音效為Normal， 按照頻率響應曲線的設置方法進行設置，但要選擇掃描設置窗口中的Append選項。在樣機輸出達到1KHz左右時，按下F4鍵保存當前參考值。接下來修改音效為Rock、Jazz等，重新播放測試文件，得到一組曲線。修改線寬和顏色，并保存數(shù)據(jù)。每條曲線都以Normal在1KHz的值為參考0dB。對于EQ，同時也需要測量THD+N，測試方法詳見下一小節(jié)。對于每一種音效，都需要保存一條THD+N的曲線。EQ的THD+N掃描文件使用fr_0db.mp312 掃描THD+N曲線測量不同頻率

28、下，THD+N也不盡相同。類似于頻率響應曲線和EQ曲線的測量，在基本測量面板上，修改測量選項為THD+N Ratio。在掃描面板上，修改縱坐標為THD+N。播放fr_0db.mp3文件，同時點擊按鈕“Go”，開始掃描，結(jié)束后，調(diào)整測量范圍，保證曲線有較大的分辨率，保存數(shù)據(jù)。13 SRS WOW曲線測量SRS WOW的測量包括4個分量選項，SRS 3D，F(xiàn)ocus，Trubass和默認SRS WOW（SRS 3D=8 ，F(xiàn)ocus=8，Trubass=4）；每一種分量下需要進行2個不同文件的播放測量，f44.mp3和f44_sw90.mp3（0相位和90相位）。測量SRS WOW曲線時，系統(tǒng)連接

29、和設置與測量頻響曲線相同，選上掃描設置窗口中的Append選項，音量改為24級（為防止輸出飽和）。首先測量SRS 3D，將SRS 3D分量調(diào)節(jié)為10，將Focus和Trubass分量調(diào)節(jié)為0，播放F44.mp3文件，待輸出頻率到達1KHz時，按下F4，保存相對參考值。接下來需要測量SRS 3D播放f44_sw90.mp3文件和剩下三個分量的6項測量。以上七個測量數(shù)據(jù)均以dBr為單位，絕對參考值為SRS 3D的0相位在1KHz的輸出幅度。最后在一張圖上保存8條曲線輸出，即為SRS WOW的測量結(jié)果。14 Line In測量如果樣機帶有Line In接口，可以使用音頻分析儀輸出正弦波，通過樣機錄音

30、，再進行播放，使用音頻分析儀進行測量。輸出配置如下圖，配置完成后，將分析儀的信號輸出端口連接到樣機的Line In接口，選擇Line In，錄制MP3文件，再回放，測量SNR和THD+N。由于系統(tǒng)會對Line In信號進行放大，因此，可能產(chǎn)生飽和，在確定FW中設定的增益后，選擇合適的輸出幅度進行測量。一般固件會將增益設置為0dB，可以采用以下設置進行：對于213X系列22XX：Audio Precision的輸出可以設置為2.6Vpp和0Vpp；對于9X系列（不包括22XX）：Audio Precision的輸出可以設置為1.8Vpp和0Vpp。分別錄音得到信號和噪聲，輸出測量時不用帶負載。必

31、要時可用示波器觀察輸出波形。213X系列22XX的正常指標約為：幅度490mV，THD+N-80dB，SNR-83dB。9X系列的正常指標約為： 幅度275mV，THD+N-74dB，SNR-78dB。15 MIC錄音測試使用聲壓計測量背景噪聲聲壓等級，設置為Lo量程，F(xiàn)ast模式，A加權。背景噪聲需要小于60dB。使用MP3播放器播放1KHz歌曲，此播放器應保證此時輸出的失真度不高于-60dB，將播放器連接到音箱上，如果是立體聲音箱，需要去掉一個音箱，因為相干多音源在空間中會產(chǎn)生疊加，導致DUT處的聲壓過高或者過低。測試過程中，盡量保持安靜。在MIC處，使用聲壓計測量聲壓等級，設置為Hi量程

32、，F(xiàn)ast模式，A加權。操作可以參考下圖。調(diào)節(jié)音源音量，使得測量點的聲壓等級為90dBA，在此條件下，DUT的MIC方向也應該對著音源方向，進行錄音。錄音結(jié)束后，將錄音文件重放，并在音頻分析儀上進行最大輸出幅度和失真度的測量，并記錄數(shù)據(jù)。16 FM錄音測試使用FM信號發(fā)生器，在90MHz，98MHz和106MHz三個載波頻點，具體可以參考FM測試標準，產(chǎn)生60dBuV的FM信號輸出，調(diào)制信號為1KHz正弦波，在樣機上進行錄音并保存文件。在最大音量下，進行最大幅度、THD+N的測量。17 主觀聽覺效果使用16歐姆、24歐姆和32歐姆負載耳機，在比較安靜的地方，播放靜音文件，操作機器，包括改變音量

33、，切換其他功能等，注意是否能聽到細微的噪音，啟動和停止、開機關機、Standby和喚醒過程是否存在POP音。播放單聲道文件，是否串音明顯。播放正常歌曲，在主觀聽覺上是否失真、聲音是否清晰，音量變化是否均勻，EQ模式是否有效，Video播放，MIC錄音，F(xiàn)M錄音，Line In等是否存在人耳能夠感知的失真等。18 歐洲聲壓標準限制第二部分（EN50332 Limit Part 2）按照測量最大輸出幅度，設置音頻分析儀，播放文件Gauss_Noise_-10dB.MP3，測量樣機輸出電壓。調(diào)節(jié)音量，使得左右聲道的輸出幅度都剛剛低于150mV時，將所有音效都測量一遍，如果存在超過150mV，再減小音

34、量，直到所有音效的輸出幅度都低于150mV。記錄當前輸出幅度和音量等級。文件目錄：srv-srdTest-Filetest-libLib_AudioTestFilesOtherTestFiles Gauss_Noise5、 附錄1 測量信號源文件路徑(1)普通測試音頻文件。測試文件可以在srv-filePUBFiletest-libLib_AudioTestFilesStandard_AudioTest_V1.1目錄下找到。測試文件包括：NO1_16_200_44.MP3 NO1_16_200_44.WMANO2_16_15K_44.MP3NO2_16_15K_44. WMANO3_16_1K

35、_44.MP3NO3_16_1K_44. WMANO4_16_0_44.MP3NO4_16_0_44. WMANO5_16_1KR_44.MP3NO5_16_1KR_44. WMANO6_16_1KL_44.MP3NO6_16_1KL_44. WMANO7_16_31.5_44.MP3NO7_16_31.5_44. WMANO8_16_127_44.MP3NO8_16_127_44. WMANO9_16_20K_44.MP3NO9_16_20K_48. WMA NO3_16_1K_44表示編號3號的信號頻率為1KHz，44.1K采樣率。注：測試WMA文件音頻技術指標與測試MP3文件音頻技術指標

36、方法相同。數(shù)據(jù)記錄在表格中有添加。(2)音效曲線測量文件測試文件可以在srv-filePUBFiletest-libLib_AudioTestFilesStandard_Swept_V1.0目錄下找到，包括：fr_-20db.mp3 fr_0db.mp3fr_-20db.OGGfr_-20db.wavfr_-20db.wma -20dB或者0dB表示衰減為-20dB或者不衰減。(3)SRS評估音頻文件測試文件可以在srv-filePUBFiletest-libLib_AudioTestFilesStandard_Swept_V1.0SRS掃頻測試文件 目錄下找到。測試文件包括：f44.mp3

37、f44.wmaf44_sw90.mp3 f44_sw90.wma（3）單聲道測試文件：srv-filePUBFiletest-libLib_Music_Mp3Lib_Mp3_1chmute笨小孩.MP3 笨小孩_leftmute.MP3 笨小孩_rightmute.MP32 名詞解釋SNR: 信噪比某個信道中，信號幅度與噪聲幅度的比值SNR= -20log（V噪聲/V信號） 單位：dB“信號”測量一般采用的是指定輸出電平的中頻段正弦信號（通常為1kHz），由于測量不可避免的會增加白噪聲，這里的信號實際為信號+噪聲，但正弦信號幅值遠大于噪聲幅度，在此將噪聲忽略?！爸付娖健蓖ǔＪ侵冈O備的最大標稱

38、或標準的工作電平?！霸肼暋睖y量必須指定測量帶寬和加權濾波器。兩個測量的比值就是設備的信噪比。因此，在參考信號幅度大小相同時，信噪比與本底噪聲可以互相轉(zhuǎn)換。由于不同客戶有不同的標準，參考信號幅度大小是不同的，因此，必須注意此時SNR的意義是否與客戶端信噪比意義相同。另外，SD&Analog部門經(jīng)常給出信噪比屬于DAC+PA的信噪比，由于方案本身存在干擾，因此，方案測量到的SNR不會超過SD部門給出的數(shù)據(jù)，但2者會比較接近。CROSSTALK: 分離度(串音，通道隔離度)雙通道中，一個通道的輸出信號電壓與在另一個通道引起的信號電壓之比。CROSSTALK= 20log(V1/V2) 單位：dBV1

39、指無信號輸出通道的電壓均方根值，V2指有信號輸出通道的電壓均方根值，通常V2是1kHz正弦波產(chǎn)生的。串音一般是利用分析儀調(diào)諧到發(fā)生器頻率的帶通濾波器進行選擇性測量，以便能測量等于或低于寬帶噪聲電平的串音。這不僅是出于理論上的考慮原因；當信號的幅度處于寬帶噪聲電平之下10dB20dB，人耳能夠區(qū)分出象正弦波這樣的相干信號。A通道到B通道的串音與B通道到A通道的串音并不是完全一致的。兩個方向上串音具有不同值通常是電路的布局和復雜的寄生電容引起的?？傊C波失真（THD） THD（不要與THD+N，總諧波失真加噪聲相混淆）通常是由一系列單獨諧波幅度測量結(jié)果計算出來的，而不是一次測量得到的。THD是單獨諧

40、波幅度的平方求和開方之后得到的。THD技術指標一般要說明包含在計算中的最高次諧波的次數(shù)；比如，“THD含蓋到5次諧波”。THD并不是經(jīng)常進行的測量，因為它要求用一個相當不常用的分析儀來測量低于正常工作電平很多的某次諧波，并且要自動或手動計算出結(jié)果。應注意的是，許多早期的THD+N結(jié)構(gòu)的分析儀在其面板上標注的是THD，并且許多人在使用的實際是THD+N技術時，認為是THD測量?？傊C波失真噪聲（THD+N） 目前最常用的失真測量方法就是THD+N技術了。其中的主要功能塊就是可調(diào)諧的陷波器。在工作時，該濾波器手動或自動調(diào)諧到正弦波的基波頻率上，以便基波被很大衰減。所設計的濾波器實際在2次和高次諧波處

41、沒有插入損耗，所以諧波基本上無衰減地通過。寬帶噪聲，與AC電源有關的哼聲和任何其他處在陷波器頻率上下的干擾信號也可以無衰減地通過；這也就是“+N”（加噪聲）部分的由來。THD+N技術是極為吸引人的，因為DUT輸出中除了純測量信號的任何成分都會使測量下降。低的THD+N測量結(jié)果不僅說明諧波失真低，而且也說明哼聲，干擾信號，以及寬帶白噪聲也是比測量值低（或等于測量值）。所以THD+N比任何其他的失真測量技術更能說明問題，它只用一個數(shù)據(jù)就能說明DUT是否存在大的問題動態(tài)范圍:一個信號系統(tǒng)的動態(tài)范圍被定義成最大不失真電平和噪聲電平的差。而在實際用途中，多用對數(shù)和比值來表示一個信號系統(tǒng)的動態(tài)范圍，比如在

42、音頻工程中，一個放大器的動態(tài)范圍可以表示為：D = 10 lg（Power_max / Power_min）=20 lg (Vout_Max/Vout_Min)使用數(shù)字量衰減的信號的目的是保證當前功率放大器沒有包含自身存在的較大諧波失真。因而假設當前輸出信號的THD+N測量數(shù)值為Ground Noise的數(shù)值。此時的THD+N的分貝數(shù)值表示Ground Noise與輸出信號的比值，加上數(shù)字衰減掉的部分實際上得到的是Ground Noise與最大不失真輸出信號的比值。SRS WOW技術SRS(Sound Retrieval System)是由SRS研究所開發(fā)的、最具代表性的3D立體聲技術。該技術

43、的核心是可以利用2個揚聲器獲得環(huán)繞立體聲的效果。更具體一點說，聲波在周邊各空間點都有其特定的音量振幅、傳播速度以及位置參數(shù)等，人的耳朵可以非常靈敏地分析這些數(shù)據(jù)，捕捉聲音的強弱、移動方向以及位置. 此時，存在聲音的滯后和破音(當聲波碰到外耳之后出現(xiàn)亂反射的現(xiàn)象)，在普通揚聲器中對聲波延遲進行適當處理之后，再行輸出的技術即為SRS技術。典型測量單位意義說明：0dB: 指功放設備發(fā)出的電信號沒有經(jīng)過任何衰減的最大輸出幅度。0dBr 參數(shù)：指相對于參數(shù)的幅度（功率）的比值，其中參數(shù)為系統(tǒng)中的標定固定值。 dBV: 指與1伏特(1V)信號比較得出的分貝數(shù)值。dBm: 指與1毫瓦（1mW）信號比較得出的

44、分貝數(shù)值。dBu或者dBv: 指與0.774V（0.774V在600歐姆負載上產(chǎn)生1mW功率）信號比較得出的分貝數(shù)值。dB SPL（Sound Pressure Level）：指聲壓1Pa（1牛頓/平方米）對應的等級。1Pa對應94 dB SPL。以上功率對數(shù)在不同領域有不同的默認值，如在通信領域內(nèi)，有75歐姆和50歐姆等需要注意。A Weight Filter：在生理學中，人耳對應的頻率響度曲線不是平坦的，而是符合Fletcher-Munson 的等響曲線 ( Equal Loudness Level Contours )，A Weight Filter 表示基于40Phon的Fletcher-Munson曲線。聲壓等級（Sound Pressure Level）：指聲音能量在空氣中傳播，對于接收裝置的震動傳