音頻指標(biāo)簡(jiǎn)介及測(cè)試原理方法

1、音頻指標(biāo)測(cè)試均是針對(duì)有輸入和輸出的設(shè)備而言，就是聲音信號(hào)經(jīng)過(guò)了一個(gè)通道以后， 輸出與輸入之間的差別。兩者差別越小那么性能越好，而且在一般情況下聲音經(jīng)過(guò)某一個(gè)通道或某一系統(tǒng)后，一般都有對(duì)原信號(hào)的放大和衰減。信噪比、失真率、頻率響應(yīng)這三個(gè)指標(biāo)是音響器材的基礎(chǔ)指標(biāo)”或基本特性我們?cè)谠u(píng)價(jià)一件音響器材或者一個(gè)系統(tǒng)水準(zhǔn)之前，必須先要考核這三項(xiàng)指標(biāo)，這三項(xiàng) 指標(biāo)中的任何一項(xiàng)不合格，都說(shuō)明該器材或者系統(tǒng)存在著比較重大的缺陷1、信噪比 SNR（Signal to Noise Ratio）（i）簡(jiǎn)單定義：狹義來(lái)講是指放大器的輸出信號(hào)的電壓與同時(shí)輸出的噪聲電壓的比，常常用分貝數(shù)表示，設(shè)備的信噪比越高表明它產(chǎn)生的雜音

2、越少。一般來(lái) 說(shuō)，信噪比越大，說(shuō)明混在信號(hào)里的噪聲越小，聲音回放的音質(zhì)量越高，否 則相反。信噪比一般不應(yīng)該低于 70dB,高保真音箱的信噪比應(yīng)達(dá)到110dB以上。音頻信噪比是指音響設(shè)備播放時(shí)，正常聲音信號(hào)強(qiáng)度與噪聲信號(hào) 強(qiáng)度的比值（2） 計(jì)算方法：信噪比的計(jì)量單位是dB,其計(jì)算方法是 10LG（PS/PN）其中Ps 和Pn分別代表信號(hào)和噪聲的有效功率，也可以換算成電壓幅值的比率關(guān)系：20LG（VS/VN）, Vs和Vn分別代表信號(hào)和噪聲電壓的有效值”。（3）測(cè)量方法：信噪比通常不是直接進(jìn)行測(cè)量的，而是通過(guò)測(cè)量噪聲信號(hào)的幅度換算出來(lái)的，通常的方法是：給放大器一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，通常是0.775Vrms

3、或2Vp-p1kHz,調(diào)整放大器的放大倍數(shù)使其達(dá)到最大不失真輸出功率或幅度（失真的范圍由廠家決定，通常是10%，也有1 %），記下此時(shí)放大器的輸出幅Vs,然后撤除輸入信號(hào)，測(cè)量此時(shí)出現(xiàn)在輸出端的噪聲電壓，記為Vn，再根據(jù)SNR=20LG（Vn/Vs）就可以計(jì)算出信噪比了或者是10LG（PS/PN）,其中Ps和Pn分別代表信號(hào)和噪聲的有效功率計(jì)權(quán)：這樣的測(cè)量方式完全可以體現(xiàn)設(shè)備的性能了。但是，實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，這種測(cè)量方式很多時(shí)候會(huì)出現(xiàn)誤差，某些信噪比測(cè)量指標(biāo)高的放大器，實(shí)際聽(tīng)起來(lái)噪聲比指標(biāo)低的放大器還要大。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，這不是測(cè)量方法本身的錯(cuò)誤，而是這種測(cè)量方法沒(méi)有考慮到人的耳朵對(duì)于不同頻率的聲音敏

4、感性是不同的，同樣多的噪聲，如果都是集中在幾百到幾千Hz,和集中在20KHZ以上是完全不同的效果，后者我們可能根本就察覺(jué)不到這樣就引入了權(quán)的概念。噪聲中對(duì)人耳影響最大的頻段權(quán)”最高，而人耳根本聽(tīng)不到的頻段的權(quán)”為0。這種計(jì)算方式被稱為“A計(jì)權(quán)”,已經(jīng)稱為音響行業(yè)中普遍采用的計(jì)算方式。2、 頻響范圍：（1）頻率響應(yīng)是指在振幅允許的范圍內(nèi)音響系統(tǒng)能夠重放的頻率范圍，以及在此范圍內(nèi)信號(hào)的變化量稱為頻率響應(yīng)。（2 ）測(cè)試方法：要求輸入信號(hào)幅值為一個(gè)固定值（要在動(dòng)態(tài)范圍之內(nèi)，音響設(shè)備我們可以取100mv）。當(dāng)輸入信號(hào)為正常頻率時(shí) （不能有失真，可以定位1KZ）, 記錄這個(gè)時(shí)候的輸出電壓的大小VI。然后開(kāi)

5、始逐漸降低輸入信號(hào)的頻率，當(dāng)降低到一定程度時(shí)，輸出信號(hào)的幅值會(huì)開(kāi)始減小。繼續(xù)降低頻率，直到輸出電壓為0.707V1 時(shí)，記下此時(shí)的頻率 F1,那么該頻率就是此通道的最低響應(yīng)頻率。然后就可以調(diào)高頻率，直至輸出電壓為0.707V1時(shí)，記下此時(shí)的頻率 F2,那么此頻率就是該通道的最高響應(yīng)頻率。那么就可以得出頻率響應(yīng)范圍為：F1F2。 也可以表示為：20log（ F2/F1）（3 ）相頻特性，不同頻率經(jīng)過(guò)系統(tǒng)后，相移滯后的現(xiàn)象稱為相頻特性。（1），（2）的測(cè)試方法是針對(duì)幅頻特性來(lái)說(shuō)的。3、失真度（DISTN）:指信號(hào)在傳輸過(guò)程中與原有信號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)相比所發(fā)生的偏差。在理想的放大器中，輸出波形除放大外，應(yīng)與

6、輸入波形完全相同，但實(shí)際上，不能做到輸出 與輸入的波形完全一樣，這種現(xiàn)象叫失真。3.1類型：A、按波形失真的不同情況有：幅度失真：對(duì)幅度不同的信號(hào)放大量不同。頻率失真：對(duì)頻率不同的信號(hào)放大量不同。相位失真（或時(shí)延失真）：頻率不同的信號(hào)， 經(jīng)放大后產(chǎn)生的時(shí)間延遲不同。B、按性質(zhì)分：線性失真：是指信號(hào)頻率分量間幅度和相位關(guān)系的變化，僅出現(xiàn)波形的幅 度及相位失真，這種失真的特點(diǎn)是不產(chǎn)生新的頻率分量。非線性失真：是指信號(hào)波形發(fā)生了畸變，并產(chǎn)生了新的頻率分量的失真。3.2聲音失真的要點(diǎn)3.2.1諧波失真這種失真是由電路中的非線性元件引起的，信號(hào)通過(guò)這些元件 后，產(chǎn)生了新的頻率分量（諧波），這些新的頻率分

7、量對(duì)原信號(hào)形成 干擾，這種失真的特點(diǎn)是輸入信號(hào)的波形與輸出信號(hào)波形形狀不一致， 即波形發(fā)生了畸變3.2.2互調(diào)失真兩種或多種不同頻率的信號(hào)通過(guò)放大器或揚(yáng)聲器后產(chǎn)生差拍與構(gòu)成新的頻率分量，這種失真通常都是由電路中的有源器件（如晶體管、電子管）產(chǎn)生的。失真的大小與輸出功率有關(guān)，由于新產(chǎn)生的這些頻 率分量與原信號(hào)沒(méi)有相似性，因此較少的互調(diào)失真也很容易被人耳覺(jué)察到。3.2.3交流接口失真交流接口失真是由揚(yáng)聲器的反電動(dòng)勢(shì)（揚(yáng)聲器發(fā)音振動(dòng)時(shí)，切割 磁力線所產(chǎn)生的電勢(shì)）反饋到電路而引起的324瞬態(tài)失真瞬態(tài)失真是現(xiàn)代聲學(xué)的一個(gè)重要指標(biāo)，它反映了功放電路對(duì)瞬態(tài) 躍變信號(hào)的保持跟蹤能力，故又稱瞬態(tài)反應(yīng)。這種失真使

8、音樂(lè)缺少層 次或透明度。這里又分為 瞬態(tài)互調(diào)失真和轉(zhuǎn)換速率過(guò)低引起的失真。另外還有:1、信納比：SINADSINAD=（S+N+D）/（N+D）.S 是信號(hào)功率 N是噪聲功率D是失真功率。2、動(dòng)態(tài)范圍：動(dòng)態(tài)范圍是指音響系統(tǒng)重放時(shí)最大不失真輸出功率與靜態(tài)時(shí)系統(tǒng)噪聲輸 出功率之比的對(duì)數(shù)值。1、音頻性能測(cè)試：測(cè)試儀器：音頻分析儀 HP8903B信號(hào)發(fā)生器（可不用）4.1動(dòng)態(tài)范圍測(cè)試要求測(cè)試設(shè)備通道放大倍數(shù)在測(cè)試的時(shí)候?yàn)橐欢ㄖ礙，輸入電壓的頻率為一定固定值（可以定位 1Khz）（1）測(cè)試輸入通道為0時(shí)，記下這個(gè)時(shí)候的輸出電壓VI。（2）逐漸增大輸入電壓，使得輸出電壓不能出現(xiàn)失真，且電壓的放大倍數(shù)為定值

9、K。逐漸增大輸入電壓，直到輸出的放大倍數(shù)K （可以大概估算輸出電壓與輸入電壓的比值）據(jù)輸出電壓比減小比較多，或者波形出現(xiàn)失 真（用示波器看），或者失真度（8903B可以看到）大于某一值（一般可 以是15%）。那么這個(gè)輸入電壓和輸出電壓V2就稱為最大電壓。這就可以算出動(dòng)態(tài)范圍為：20log（ V2/V1 ）。4.2頻率范圍測(cè)試要求通道放大倍數(shù)不變，輸入信號(hào)幅值為一個(gè)固定值（要在動(dòng)態(tài)范圍之內(nèi)，音 響設(shè)備我們可以取100mv）。當(dāng)輸入信號(hào)為正常頻率時(shí)（不能有失真，可以定位1KZ）， 記錄這個(gè)時(shí)候的輸出電壓的大小V1。然后開(kāi)始逐漸降低輸入信號(hào)的頻率，當(dāng)降低到一定程度時(shí)，輸出信號(hào)的幅值會(huì)開(kāi)始減小。繼續(xù)降低頻率，直到輸出電壓為0.707V1 時(shí)，記下此時(shí)的頻率 F1,那么該頻率就是此通道的最低響應(yīng)頻率。然后就可以調(diào)高頻率，直至輸出電壓為0.707V1時(shí)，記下此時(shí)的頻率 F2,那么此頻率就是該通道的最高響應(yīng)頻率。那么就可以得出頻率響應(yīng)范圍為：F1F2。也可以表示為：20log ( F2/F1)4.3信噪比和失真測(cè)試要求被測(cè)試設(shè)備通道的放大倍數(shù)固定，輸入1khz的為通過(guò)0809b就能夠直接讀出信噪比和失真度。不能測(cè)試的失