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音频测试的六大基本测试项目

编辑:金沙官网www.cqstyq.com        发布日期:2018-07-15        点击量:673

音频测试基本都是以激励响应作为基础来进行的,即将已知特性的激励信号加到待测品的输入端,测量待测品的输出端的信号特性,从而与输入端的信号进行对比,通过测量输出端的信号劣化来评判该被测品的音频性能。当然,该激励信号可以通过音频分析仪(如美国AP,国产ABTEC A2等)直接输出,也可以通过直接在待测品上播放标准的测试信号来进行测试。

在音频测试中,最常用的激励信号是正弦波信号,因为这种信号可以将能量集中到频谱中的一点上,因此对比测试相对比较简单。在日常测试中,也有用多个正弦波或者噪声进行测试。


1.电平测试:

电平测试是音频测试中最基本,也是最简单的测试项目,在这个测试中,可能需要测试的包括输出电平,功率,增益等。测试时,一般测试最大不失真(1%)的前提下的电平。在测试中,将待测品输出端接负载(根据产品实际需要接相对应的负载),然后再测量负载两端的信号,将待测品音量调整到最大,然后调整信号幅度,在仪器上实时查看信号失真度的大小,当失真度到1%时,这个信号即为最大不失真信号,在后续的测试中,一般都会以这个特定失真情况下的输入电平作为激励信号源,一般测试信号频率使用1kHz:

一般测试信号频率使用1kHz


增益在不同待测品是不一样的,有部分产品如果带音量或者音调调整的功能,这些产品的增益就是可以调整的,所以在测试的时候,要根据需要设置增益控制。

测试中,根据输出电平以及输入电平来计算该待测品的增益。所以在测试增益的时候,需要使用所谓的闭环测试,即激励信号是由仪器输出提供,产品的输出电平输入到音频分析仪进行实时分析。这种测试速度快精度高,而且自动化测试更加容易实现。


2.频率响应

频率响应指的是待测品受已知电平不同频率的激励信号激励时的输出信号电平。最常用的方法是在待测品的频率范围内,从最低频到最高频的正弦波信号的扫描,并将结果绘于同一张电平。

在做扫频测试测试中,首先要确定扫描电平。可以在低电平下进行扫描,但是响应中可能会出现噪声或者其他杂散信号;也可以在高电平下扫描,但是可能会出现高失真度。

功率放大器一般会采用输出为1W的时候的输入电平。声学响应的测试方法类似,但是单位一般为dBSPL。

功率放大器一般会采用输出为1W的时候的输入电平


3.总谐波失真加噪声THD+N

THD+N的全称叫总谐波失真加噪声,谐波失真指的是原有音频信号新增的不必要的音调。为原有信号的谐波相关音调。信号为频率f1的正弦波时,谐波为f2,f3等,为原音调的整数倍。总谐波失真为待测设备带宽中的所有谐波之和。

一直以来都是总谐波失真加噪声一起测试,有人就问,为什么不分开测试谐波跟噪声了,因为在进行总谐波加噪声测试的时候,采用的是快速傅里叶(FFT)测试,很难将谐波跟噪声分离开来,但是加在一起测试就相对简单。当然,目前的新款的音频分析仪(ABTEC的A2)已经可以根据需要实时查看总谐波,噪声以及从f2-f10的各阶谐波信号分布情况。

各阶谐波信号分布情况


因为测试总谐波失真加噪声跟测试带宽有很到关系,带宽越宽,所包含的噪声跟谐波成分就越多,所以在测试的时候要注意带宽设置。

另外就是测试输入电平的设置,在低电平的时候,输出信号较小,但是待测品的噪声在输出电平中相对比较高了;在高电平的时候,可能会出现削顶失真,这样总谐波失真会比较高,所以一般测试的时候才有最大不失真1%的输入电平。


4.相位

在音频测试中,相位测量用于描述在周期波形循环中的时间偏移,时间偏移根据参考波形测得。参考值通常为系统中位于不同点的相同信号或者位于不同通道的相关信号。参考值的选择定义了两个常用的相位测了:输入输出相位和通道间相位。相位的单位为°度。

相位的测试同样的提供一个指定的电平,在一个频率或者不同频率下进行测试,可以是单点频率的相位或者频率范围内的相位变化。

在测试输入输出通道的相位时,选择仪器的其中一个通道作为参考通道,用连接线直接连接,因为信号在相对短的测试线中传输的延时基本可以忽略不计,测试通道以参考通道作为参考点计算相位变化。

通道间的相位测试,选择其中一个通道作为参考通道,测试通道与参考通道之间的相位差即为大家所需要的测试结果。


5.串扰

在超过一个通道的音频系统中,如果出现其中一个通道的信号以降低电平的信号出现在另外一个通道的输出端,则为不良现象。这种跨通道的信号泄露称为串扰。串扰表示为未受激励通道中的无用信号与受激励通道中的信号之比。串扰很大程度上是由设备中通道导体间的寄生电容和电感耦合造成的,通常出现随频率上升的特性。

如果电路阻抗近似为与频率无关的常数,那么有单纯一个电容耦合引起的串音将随频率的提高以6db/oct为斜率增加。由于电感耦合,共用电源,共用地回路也会引起串音。


6.信噪比

多大的噪声算太大?这取决于信号的响度。

信噪比SNR就是这种差值的测量值。信号通常设为标称工作电压或者被测设备的最大工作电平。使用最大工作电压进行信噪比测试的时候,测量结果可以称为动态范围,因为其展示了被测设备中两个电平极端值。在这里要注意在数字域中的动态范围在意义上有所不同。信噪比通常以分贝表示。

噪声的测量必须是指定测量带宽和加权滤波器。

在测试信噪比的过程中,以前是需要进行两个步骤,先输入一个激励电平到待测品,仪器获取到信号的大小,然后在关掉信号,获取到噪声信号,然后进行对比计算出信噪比的值。现在的仪器都是自动控制信号并且自动计算数据。

 


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