Audio Precision及音頻測量介紹課件

AudioPrecision及音頻測量介紹部門:ECME-SME主講人:陳愛民分機:560-34015日期:Jul.0220091AudioPrecision及音頻測量介紹20090702內(nèi)容大綱音頻接口的類型AudioPrecision基本知識介紹PC音頻測試的重要參數(shù)SME的音頻測試能力2AudioPrecision及音頻測量介紹200907023.5mm立體聲接口

3.5mm立體聲接口又叫做小三芯接口，這是我們目前看到的最主要的接口，絕大部分消費類聲卡（包括板載聲卡）都在使用這類接口。右圖為小三芯接口的公頭。3AudioPrecision及音頻測量介紹200907023.5mm立體聲接口(續(xù))

3.5mm接口提供了立體聲的輸入輸出功能，因此一般來說支持5.1的聲卡（6聲道）或音箱來說，就需要3個3.5mm立體聲接口來接駁模擬音箱（3×2聲道=6聲道）；7.1聲卡或音箱就需要4個3.5mm立體聲接口（4×2聲道=8聲道），以此類推。爲(wèi)了適應(yīng)不同的設(shè)備需求，同類的接口目前能看到的有三個尺寸規(guī)格，分別是2.5mm、3.5mm和6.22mm接頭。2.5mm接頭在手機類便攜輕薄型産品上比較常見，因爲(wèi)接口可以做的很??；3.5mm接口在PC類産品以及家用設(shè)備上比較常見，也是我們最常見到的接口類型；6.22mm接頭是爲(wèi)了提高接觸面以及耐用度設(shè)計的模擬接頭，常見于監(jiān)聽等專業(yè)音頻設(shè)備上。

6.22mm接頭3.5mm接頭2.5mm接頭4AudioPrecision及音頻測量介紹200907023.5mm立體聲接口(續(xù))藍(lán)色：音頻輸入端口，可將MP3、錄音機、音響等的音頻輸出端通過雙頭3.5mm的音頻綫連接到電腦，通過電腦再進(jìn)行處理或者錄製。

綠色：音頻輸出端口，用于連接耳機或2.0、2.1音箱。

粉色：麥克風(fēng)端口，用于連接到麥克風(fēng)。

黑色：後置環(huán)繞喇叭接頭，在四聲道/六聲道/八聲道音效設(shè)置下，用于可以連接後置環(huán)繞喇叭。

橙色：中置/重低音喇叭接頭，在六聲道/八聲道音效設(shè)置下，用于可以連接中置/重低音喇叭。

灰色：側(cè)邊環(huán)繞喇叭接頭，在八聲道音效設(shè)置下，用于可以連接側(cè)邊環(huán)繞喇叭。5AudioPrecision及音頻測量介紹20090702RCA模擬音頻接口

RCA接頭就是常說的蓮花頭，利用RCA綫纜傳輸模擬信號是目前最普遍的音頻連接方式。每一根RCA綫纜負(fù)責(zé)傳輸一個聲道的音頻信號，所以立體聲信號，需要使用一對綫纜。對于多聲道系統(tǒng)，就要根據(jù)實際的聲道數(shù)量配以相同數(shù)量的綫纜。立體聲RCA音頻接口，一般將右聲道用紅色標(biāo)注，左聲道則用藍(lán)色或者白色標(biāo)注。6AudioPrecision及音頻測量介紹20090702平衡模擬音頻接口與RCA模擬音頻綫纜直接傳輸聲音的方式完全不同，平衡模擬音頻（BalancedAnalogAudio）接口使用兩個通道分別傳送信號相同而相位相反的信號。接收端設(shè)備將這兩組信號相減，干擾信號就被抵消掉，從而獲得高質(zhì)量的模擬信號。平衡模擬音頻通常采用XLR接口和大三芯接口。XLR俗稱卡儂頭，有三針插頭和鎖定裝置組成。由于采用了鎖定裝置，XLR連接相當(dāng)牢靠。大三芯接口則采用直徑爲(wèi)6.35毫米的插頭，其優(yōu)點是耐磨損，適合反復(fù)插拔。平衡模擬音頻連接主要出現(xiàn)在高級模擬音響器材或?qū)I(yè)音頻設(shè)備上。7AudioPrecision及音頻測量介紹20090702平衡模擬音頻接口(續(xù))大三芯插頭XLR接口帶有XLR和RCA同軸接頭的音箱8AudioPrecision及音頻測量介紹20090702TRS平衡接口TRS平衡接口能提供平衡輸入/輸出。TRS的含義是Tip（signal）、Ring（signal）、Sleeve（ground）。分別代表了該接口的3個接觸點（其實與6.22mm接口一樣）。TRS平衡接口除了具有和6.22mm接口一樣的優(yōu)點——耐磨損外，還具有平衡口擁有的高信噪比，抗干擾能力強等特點。對于一個真正的TRS平衡接口來說，其成本將是非平衡的2倍多。因此采用TRS平衡接口的設(shè)備一般是高檔設(shè)備，只有在2000元以上的專業(yè)卡上才可以看到。9AudioPrecision及音頻測量介紹20090702S/PDIF接口S/PDIF（Sony/PhilipsDigitalInterface，索尼和飛利浦?jǐn)?shù)字接口）是由SONY公司與PHILIPS公司聯(lián)合制定的一種數(shù)字音頻輸出接口。S/PDIF接口是一種標(biāo)準(zhǔn)，同軸數(shù)字接口和光纖接口都屬于S/PDIF接口的範(fàn)疇。10AudioPrecision及音頻測量介紹20090702S/PDIF接口-數(shù)字同軸接口數(shù)字同軸（DigitalCoaxial）是利用S/PDIF接口輸出數(shù)字音頻的接口。同軸綫纜有兩個同心導(dǎo)體，導(dǎo)體和屏蔽層共用同一軸心。同軸綫纜是由絕緣材料隔離的銅綫導(dǎo)體，阻抗?fàn)?wèi)75歐姆，在裏層絕緣材料的外部是另一層環(huán)形導(dǎo)體及其絕緣體，整個電纜由聚氯乙烯或特氟綸材料的護(hù)套包住。同軸電纜的優(yōu)點是阻抗穩(wěn)定，傳輸帶寬高，保證了音頻的質(zhì)量。雖然同軸數(shù)字綫纜的標(biāo)準(zhǔn)接頭爲(wèi)B(tài)NC接頭，但市面上的同軸數(shù)字綫材多采用RCA接頭。BNC接頭BNC->RCA接頭RCA同軸線纜11AudioPrecision及音頻測量介紹20090702S/PDIF接口-光纖接口光纖（Optical）以光脈衝的形式來傳輸數(shù)字信號，其材質(zhì)以玻璃或有機玻璃爲(wèi)主。光纖同樣采用S/PDIF接口輸出，其特點是帶寬高，信號衰減小，常常用于連接DVD播放器和AV功放，支持PCM數(shù)字音頻信號、Dolby以及DTS音頻信號。12AudioPrecision及音頻測量介紹20090702內(nèi)容大綱音頻接口的類型AudioPrecision基本知識介紹PC音頻測試的重要參數(shù)SME的音頻測試能力13AudioPrecision及音頻測量介紹20090702AP-2722的幾種音頻接口XLR接口BNC接口S/PDIF光纖接口14AudioPrecision及音頻測量介紹20090702AP公司及產(chǎn)品系列Audio

Precision公司是全球最大的音頻測試儀器制造商，創(chuàng)立于1984年，總部位于美國俄勒岡州，現(xiàn)主要產(chǎn)品為APx500系列、2700系列、ATS-S2和P1系列。其中APx500、2700和ATS-S2系列屬于電腦控制測試系統(tǒng)，而P1系列屬于便攜式的測試儀器。首先來看一下應(yīng)用比較普遍的2700系列。它包括四種型號可供選擇：2722A：2通道雙模擬/數(shù)碼領(lǐng)域，帶DSP功能音頻分析儀（美國杜比公司測試DigitalDolby/AC-3的標(biāo)準(zhǔn)型號）2720A:2通道數(shù)碼音頻分析儀（不帶模擬功能）2712A:2通道模擬音頻分析儀帶DSP功能2702A:2通道模擬音頻分析儀（注A:帶APIB接口和AP2700控制軟件；介面卡：PCI或PCMIAG:帶GPIB接口）15AudioPrecision及音頻測量介紹20090702SYS-2700系列SYS-2700系列是一部和電腦連接工作的多功能音頻綜合測試儀器。具備以下特點：真正的雙領(lǐng)域（DualDomain）模擬/數(shù)碼處理；獨立的高精密度模擬信號源和分析儀，完全和數(shù)碼信號處理器（DSP)分開，避免了互相干擾和對高保真的苛刻要求；最新AP2700控制軟件（APWIN兼容）能在Win98或XP下運作；通過程序編制，完成多功能自動檢測、圖像曲線顯示、FFT頻譜分析、多音頻測試（Multitone），MLS信號測試和實時控制等等。

16AudioPrecision及音頻測量介紹20090702AP儀器與電腦主機的連線圖控制AP的主機AP的信號產(chǎn)生端AP的信號接收端17AudioPrecision及音頻測量介紹20090702SYS-2700系列模擬分析：能測試電平，電平比率，頻率，相位，THD+N失真(<-112dB),互調(diào)失真，噪聲，帶通幅度，串音干擾，抖動。DSP模擬和數(shù)碼：全功能2通道音頻分析儀，F(xiàn)FT頻譜分析儀，Multi-tone多音測試儀，諧波(THD,HD)分析儀和MLS聲器測試儀。數(shù)碼分析：達(dá)到單通道192kHz采樣功能，全功能界面協(xié)議分析，模仿衰減和抖動信號源；能測試脈沖幅度，上升和下降時間，抖動幅度和頻譜，共態(tài)模式幅度，取樣速度，同步到輸出延遲，比特活動，字節(jié)寬度，狀況字節(jié)，接口波形顯示，眼圖顯示邊緣參數(shù)，抖動圖像，F(xiàn)FT抖動頻譜分析和眼圖。高超規(guī)格表演：低失真：模擬域低失真1kHzTHD+N,20kHz帶寬小于等于-112dB;數(shù)字信號源失真/噪聲小于等于-160dB低噪聲：模擬分析儀22Hz-22kHz帶寬小于等于-118dBu；A加權(quán)小于等于-124dBu高帶寬：模擬信號源204kHz，分析500kHz；FFT頻譜/Multi-tone多音頻測試儀120kHz18AudioPrecision及音頻測量介紹20090702低串音干擾：模擬輸入小于等于-140dB、輸出小于等于-120dB平坦度：模擬域20Hz-20kHz典型±0.03dB低抖動：700Hz-100kHz帶寬小于等于600ps；50Hz-100kHz小于等于1.0nsFFT采樣：多至4兆樣本（87秒在48kHz采樣時）SYS-2700系列選件杜比數(shù)字信號源選件編程串連界面匹配器各種標(biāo)準(zhǔn)濾波器—加權(quán)、高通、低通、帶通、帶阻等各種電纜線等等SYS-2700系列19AudioPrecision及音頻測量介紹20090702內(nèi)容大綱音頻接口的類型AudioPrecision基本知識介紹PC音頻測試的重要參數(shù)SME的音頻測試能力20AudioPrecision及音頻測量介紹20090702A-D-PC的測試參數(shù)FullScaleInputVoltage(FSIV滿刻度輸入電壓)SampleFrequencyAccuracy(SFA採樣頻率精準(zhǔn)度)FrequencyResponse(FR頻率響應(yīng))TotalHarmonicDistortion(THD+N縂諧波失真+噪音)DynamicRange(SNR:Signal-to-NoiseRatio動態(tài)範(fàn)圍信噪比)21AudioPrecision及音頻測量介紹20090702PC-D-A的測試參數(shù)FullScaleOutputVoltage(FSOV滿刻度輸出電壓)SampleFrequencyAccuracy(SFA採樣頻率精準(zhǔn)度)FrequencyResponse(FR頻率響應(yīng))TotalHarmonicDistortion(THD+N縂諧波失真+噪音)DynamicRange(SNR:Signal-to-NoiseRatio動態(tài)範(fàn)圍信噪比)NoiseLevelDuringSystemActivity（噪音水平值）22AudioPrecision及音頻測量介紹20090702FullScaleInputVoltage(A-D-PC)Full-scaleinputvoltageistheinputvoltagelevelthatwillcausetheA/Dconverteroutputtobejustequaltofullscale,withnoclippingoneitherpositiveornegativepeaks.

輸入一段模擬正弦波信號，對其進(jìn)行采樣、量化、編碼轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號。能夠使這段數(shù)字正弦波正好是滿刻度(達(dá)到最大的采樣位數(shù)），在正負(fù)兩個頂點處沒有任何損耗的輸入電壓。23AudioPrecision及音頻測量介紹20090702FullScaleOutputVoltage(PC-D-A)Outputfullscaleisdefinedasthevoltageproducedattheoutputwhileplaying(PC-D-A)a997Hzdigitalfull-scalesinewave.

播放一段997Hz的數(shù)字滿刻度正弦信號，轉(zhuǎn)化成模擬音頻信號后在輸出端得到的電壓值。輸出滿幅,一般定義為,把PC音量調(diào)節(jié)到最大幅度時候的輸出電壓值,單位Vrms,但是要求THD+N小于1%,否則就找到1%點,定義為FSOV,一般PC的要求10k負(fù)載的時候,需要達(dá)到1Vrms以上.然后把FSOV定義為0dB值。24AudioPrecision及音頻測量介紹20090702FrequencyResponse(A-D-PC\PC-D-A)Frequencyresponseisthevariationinsignallevelasthefrequencyisvaried.Amplitudelimitsoramplitudecorners(Ac)arerequiredtodefinefrequencyresponseandareusuallyeither±1dBor±3dB.FRistestedovertheaudiobandwidthof20Hzto20kHz.

頻響范圍包括頻率范圍和頻率響應(yīng)。頻率范圍是指最低有效聲音頻率到最高有效聲音頻率之間的范圍，單位為赫茲（Hz）。頻率響應(yīng)是指將一個以恒定電壓輸出的音頻信號與系統(tǒng)相連接時，它產(chǎn)生的聲壓隨頻率的變化而發(fā)生增大或衰減以及相位隨頻率而發(fā)生變化的現(xiàn)象。頻率響應(yīng)的單位是分貝（dB），其值越小，表明失真越小。

25AudioPrecision及音頻測量介紹20090702TotalHarmonicDistortionplusNoise(A-D-PC\PC-D-A)TotalHarmonicDistortion(THD)istheratiooftheamplitudeofthesignalharmonicstothetestsignalamplitude.MorecommonlyusedtoindicateTHDisameasurementknownasTotalHarmonicDistortionplusNoise(THD+N),whichmeasuresboththeharmonicsandthenoisepresentintheoutputsignal.

由于各音頻接口的放大器存在著一定的非線性,導(dǎo)致音頻信號通過放大器時產(chǎn)生新的各次諧波成分,由此而造成的失真稱為諧波失真。諧波失真使聲音失去原有的音色,嚴(yán)重時使聲音變得刺耳難聽。該項指標(biāo)可用新增諧波成分總和的有效值與原有信號的有效值的百分比來表示,因而又稱為總諧波失真。26AudioPrecision及音頻測量介紹20090702DynamicRange(A-D-PC\PC-D-A)DynamicRangeistheratioofthefullscalesignalleveltothenoiselevel,inthepresenceofsignal,expressedindBFS.ThisspecificationisgivenasanabsolutenumberandissometimesreferredtoasSignal-to-NoiseRatio(SNR)inthepresenceofasignal.

動態(tài)范圍在音頻中指的就是滿刻度信號值和噪音值的比值，通常被當(dāng)作音頻信號的信噪比。27AudioPrecision及音頻測量介紹20090702CrosstalkBetweenSignalChannels(PC-D-A)Crosstalkistheleakageofinformationfromonechanneltoanother.

串?dāng)_是音頻在傳輸過程中一些信號從一個通道泄露到另一個通道中的現(xiàn)象，通常用泄漏到另一通道中去的電平與這條通道內(nèi)的信號電平之差表示。28AudioPrecision及音頻測量介紹20090702NoiseLevelDuringSystemActivity(PC-D-A)Thepurposeofthistestistomeasureanydegradationinthenoiseflooroftheaudioplaybackorrecordpathduringtheactivityofthemouse,keyboard,display,diskdriveorCD-ROMdrive.

在錄音或者放音的過程中所有的外圍設(shè)備引起的噪音值，如鼠標(biāo)、鍵盤、顯示器、磁盤驅(qū)動器等外圍設(shè)備。29AudioPrecision及音頻測量介紹20090702FrequencyAccuracy(A-D-PC\PC-D-A)A-D:用待測PC用某一采樣率（假設(shè)為48KHz）錄制一段正弦波音頻信號，在錄制過程中用一個采樣率正好為48KHz的頻率測量儀量測在997Hz點處的采樣率實際是多少，該數(shù)值與48KHz的偏移百分?jǐn)?shù)即為SFA。

D-A:在待測的PC上播放一段預(yù)先已經(jīng)設(shè)定正好為某一采樣率（假設(shè)為48KHz）的正弦波，在播放的過程中用一個采樣率正好為48KHz的頻率量測儀量測在997Hz點處的采樣率實際是多少，該數(shù)值與48KHz的偏移百分?jǐn)?shù)即為SFA。30AudioPrecision及音頻測量介紹20090702內(nèi)容大綱音頻接口的類型AudioPrecision基本知識介紹PC音頻測試的重要參數(shù)SME的音頻測試能力31AudioPrecision及音頻測量介紹20090702SME實驗室目前擁有一臺AudioPrecisionSYS-2722音頻測試儀，能夠?qū)β暱?、PC等的音頻輸入輸出接口進(jìn)行Performance測試，測試項目在上一節(jié)有所提及，即—FSOV,FSIV,DR,FR,THD+N,CrossTalk,SFA等一系列參數(shù)，除此以外，該儀器還能進(jìn)行Microsoft關(guān)于Audio

Codec的WHQL測試。首先來介紹一下測試各類輸入輸出音頻接口Performance的測試解決方案。SME的音頻測試能力32AudioPrecision及音頻測量介紹20090702

PC音頻接口的測試測試儀器及軟體:1.AudioPrecisionSYS-2722(簡稱:SYS-2722)XLRcable(公頭與母頭各兩條)與XLR轉(zhuǎn)立體聲接頭x2APIBCable與PCMCIA控制卡地線x1香蕉端子負(fù)載(11KΩ,32Ω與320Ω各兩個)內(nèi)接麥克風(fēng)插頭轉(zhuǎn)立體音接頭轉(zhuǎn)接治具立體聲接頭(音源對錄線或耳機接頭)2.控制Audioprecision的機臺(控制機臺)x1(利用PCMCIA控制卡與APIBcable)在控制機臺安裝APWIN軟體(AP2700)與PCMCIA控制驅(qū)動程式.複製相關(guān)的測試*.at27檔案到控制機臺.3.USB音效卡:SoundBlasterAudigy2NX與相關(guān)配件(USB線,光纖線)33AudioPrecision及音頻測量介紹20090702PC音頻接口測試的設(shè)備需求34AudioPrecision及音頻測量介紹20090702PC放音（D-A）測試35AudioPrecision及音頻測量介紹20090702AudioPrecisionDigitalOutputAnalogInputPCAudioLineOutUSB聲卡USBOutputS/DIFInputVAC虛擬Cable信號流程圖(放音PC-D-A)D-AUSBHUBAADDDDDD-DAA36AudioPrecision及音頻測量介紹20090702配置AudioRepeater和Set0dB裝置放音測試的軟件設(shè)置37AudioPrecision及音頻測量介紹20090702<1%THD+NFSOV及SFA測試圖38AudioPrecision及音頻測量介紹20090702FR測試圖39AudioPrecision及音頻測量介紹20090702THD+N測試圖40AudioPrecision及音頻測量介紹20090702DR測試圖41AudioPrecision及音頻測量介紹20090702NoiseLevel測試圖42AudioPrecision及音頻測量介紹20090702CrossTalk測試圖43AudioPrecision及音頻測量介紹20090702音頻接口錄音測試方法測試條件硬件要求：AudioPrecision、音頻傳輸線、USB聲卡、S/PDIF光纖導(dǎo)綫是測試時必須的器材；軟件要求：Apwin

測試軟件、VirtualAudioCable—AudioRepeater、Set0dB工具—HDQA.exe。44AudioPrecision及音頻測量介紹20090702PC音頻錄音（A-D）測試45AudioPrecision及音頻測量介紹20090702AudioPrecisionAnalogOutputDigitalInputPCAudioLineIn/MicUSB聲卡S/DIFOutputUSBInputVAC虛擬Cable信號流程圖(錄音A-D-PC)A-DUSBHUBAAAADDDDDD-D46AudioPrecision及音頻測量介紹20090702錄音測試的軟件設(shè)置47AudioPrecision及音頻測量介紹20090702FSIV測試圖48AudioPrecision及音頻測量介紹20090702SFA測試圖49AudioPrecision及音頻測量介紹20090702FR測試圖50AudioPrecision及音頻測量介紹20090702THD+N測試圖51AudioPrecision及音頻測量介紹20090702DR測試圖52AudioPrecision及音頻測量介紹20090702測試參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)53AudioPrecision及音頻測量介紹20090702音頻接口的WHQL測試通過微軟的DTM軟體控制，可以自動測試參考電平、失真、動態(tài)範(fàn)圍、頻率回應(yīng)、採樣精準(zhǔn)度、分離度、雜訊、相位。也可以進(jìn)行手動測試如下項目：DtoA數(shù)字至模擬AtoD模擬至數(shù)字AtoA模擬至模擬（Linein/Micin）A/D-PC-D/A全路徑54AudioPrecision及音頻測量介紹20090702WHQL測試連線圖55AudioPrecision及音頻測量介紹20090702AP其它測試儀器介紹1.APx585系列以圖形的方式提供正確的測試連接方法；選擇不同的信號連接路徑，模擬和數(shù)字不同的連接組合；8個信號源輸出和8個通道輸入分析儀，平衡與非平衡方式，還有數(shù)字AES/EBU和SPDIF/Toslink光纖輸出輸入接口；軟件提供了非常方便的操作導(dǎo)航器，只需選擇相應(yīng)的測量項目，設(shè)置相關(guān)頻率范圍與信號幅度即可進(jìn)行測量。56AudioPrecision及音頻測量介紹20090702APx585系列57AudioPrecision及音頻測量介紹20090702APx585系列選件

58AudioPrecision及音頻測量介紹20090702APx585

HDMI選件（續(xù)）業(yè)界上唯一的HDMI和藍(lán)光音頻測試方案HDMI1.3A譯本源（Source）和終端（Sink）設(shè)備輸出和輸入HDMILayout0或