Audio_Precision与音频测量介绍20090702.ppt

1 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 022009 2 内容大綱 音頻接口的類型AudioPrecision基本知識介紹PC音頻測試的重要參數SME的音頻測試能力 3 3 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 4 3 5mm立體聲接口 續 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 爲了適應不同的設備需求 同類的接口目前能看到的有三個尺寸規格 分別是2 5mm 3 5mm和6 22mm接頭 2 5mm接頭在手機類便携輕薄型産品上比較常見 因爲接口可以做的很小 3 5mm接口在PC類産品以及家用設備上比較常見 也是我們最常見到的接口類型 6 22mm接頭是爲了提高接觸面以及耐用度設計的模擬接頭 常見于監聽等專業音頻設備上 6 22mm接頭 3 5mm接頭 2 5mm接頭 5 3 5mm立體聲接口 續 藍色 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 麥克風端口 用于連接到麥克風 黑色 後置環繞喇叭接頭 在四聲道 六聲道 八聲道音效設置下 用于可以連接後置環繞喇叭 橙色 中置 重低音喇叭接頭 在六聲道 八聲道音效設置下 用于可以連接中置 重低音喇叭 灰色 側邊環繞喇叭接頭 在八聲道音效設置下 用于可以連接側邊環繞喇叭 6 RCA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綫纜負責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 就要根據實際的聲道數量配以相同數量的綫纜 立體聲RCA音頻接口 一般將右聲道用紅色標注 左聲道則用藍色或者白色標注 7 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 接收端設備將這兩組信號相减 干擾信號就被抵消掉 從而獲得高質量的模擬信號 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連接相當牢靠 大三芯接口則采用直徑爲6 35毫米的插頭 其優點是耐磨損 適合反復插拔 平衡模擬音頻連接主要出現在高級模擬音響器材或專業音頻設備上 8 平衡模擬音頻接口 續 大三芯插头 XLR接口 帶有XLR和RCA同軸接頭的音箱 9 TRS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接口一樣的優點 耐磨損外 還具有平衡口擁有的高信噪比 抗干擾能力强等特點 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平衡接口的設備一般是高檔設備 只有在2000元以上的專業卡上才可以看到 10 S PDIF接口 S PDIF Sony PhilipsDigitalInterface 索尼和飛利浦數字接口 是由SONY公司與PHILIPS公司聯合制定的一種數字音頻輸出接口 S PDIF接口是一種標準 同軸數字接口和光纖接口都屬于S PDIF接口的範疇 11 S PDIF接口 數字同軸接口 數字同軸 DigitalCoaxial 是利用S PDIF接口輸出數字音頻的接口 同軸綫纜有兩個同心導體 導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體 阻抗爲75歐姆 在裏層絕緣材料的外部是另一層環形導體及其絕緣體 整個電纜由聚氯乙烯或特氟綸材料的護套包住 同軸電纜的優點是阻抗穩定 傳輸帶寬高 保證了音頻的質量 雖然同軸數字綫纜的標準接頭爲BNC接頭 但市面上的同軸數字綫材多采用RCA接頭 BNC接頭 BNC RCA接頭 RCA同軸線纜 12 S PDIF接口 光纖接口 光纖 Optical 以光脉衝的形式來傳輸數字信號 其材質以玻璃或有機玻璃爲主 光纖同樣采用S PDIF接口輸出 其特點是帶寬高 信號衰减小 常常用于連接DVD播放器和AV功放 支持PCM數字音頻信號 Dolby以及DTS音頻信號 13 内容大綱 音頻接口的類型AudioPrecision基本知識介紹PC音頻測試的重要參數SME的音頻測試能力 14 AP 2722的幾種音頻接口 XLR接口 BNC接口 S PDIF光纖接口 AP公司及產品系列 AudioPrecision公司是全球最大的音頻測試儀器制造商 創立于1984年 總部位于美國俄勒岡州 現主要產品為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 而P1系列屬于便攜式的測試儀器 首先來看一下應用比較普遍的2700系列 它包括四種型號可供選擇 2722A 2通道雙模擬 數碼領域 帶DSP功能音頻分析儀 美國杜比公司測試DigitalDolby AC 3的標準型號 2720A 2通道數碼音頻分析儀 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 15 16 SYS 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 真正的雙領域 DualDomain 模擬 數碼處理 獨立的高精密度模擬信號源和分析儀 完全和數碼信號處理器 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 AP儀器與電腦主機的連線圖 17 控制AP的主機 AP的信號產生端 AP的信號接收端 18 SYS 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 互調失真 噪聲 帶通幅度 串音干擾 抖動 DSP模擬和數碼 全功能2通道音頻分析儀 FFT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 數碼分析 達到單通道192kHz采樣功能 全功能界面協議分析 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 共態模式幅度 取樣速度 同步到輸出延遲 比特活動 字節寬度 狀況字節 接口波形顯示 眼圖顯示邊緣參數 抖動圖像 FFT抖動頻譜分析和眼圖 高超規格表演 低失真 模擬域低失真1kHzTHD N 20kHz帶寬小于等于 112dB 數字信號源失真 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120kHz 19 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系列選件杜比數字信號源選件編程串連界面匹配器各種標準濾波器 加權 高通 低通 帶通 帶阻等各種電纜線等等 SYS 2700系列 20 内容大綱 音頻接口的類型AudioPrecision基本知識介紹PC音頻測試的重要參數SME的音頻測試能力 21 A D PC的測試參數 FullScaleInputVoltage FSIV滿刻度輸入電壓 SampleFrequencyAccuracy SFA採樣頻率精准度 FrequencyResponse FR頻率響應 TotalHarmonicDistortion THD N縂諧波失真 噪音 DynamicRange SNR Signal to NoiseRatio動態範圍信噪比 22 PC D A的測試參數 FullScaleOutputVoltage FSOV滿刻度輸出電壓 SampleFrequencyAccuracy SFA採樣頻率精准度 FrequencyResponse FR頻率響應 TotalHarmonicDistortion THD N縂諧波失真 噪音 DynamicRange SNR Signal to NoiseRatio動態範圍信噪比 NoiseLevelDuringSystemActivity 噪音水平值 23 FullScaleInputVoltage A D PC Full scaleinputvoltageistheinputvoltagelevelthatwillcausetheA Dconverteroutputtobejustequaltofullscale withnoclippingoneitherpositiveornegativepeaks 輸入一段模擬正弦波信號 對其進行采樣 量化 編碼轉化成數字信號 能夠使這段數字正弦波正好是滿刻度 達到最大的采樣位數33554432 在正負兩個頂點處沒有任何損耗的輸入電壓 24 FullScaleOutputVoltage PC D A Outputfullscaleisdefinedasthevoltageproducedattheoutputwhileplaying PC D A a997Hzdigitalfull scalesinewave 播放一段997Hz的数字满刻度正弦信号 轉化成模擬音頻信號后在输出端得到的电压值 输出满幅 一般定义为 把PC音量调节到最大幅度时候的输出电压值 单位Vrms 但是要求THD N小于1 否则就找到1 点 定义为FSOV 一般PC的要求10k负载的时候 需要达到1Vrms以上 然后把FSOV定义为0dB值 25 FrequencyResponse A D PC PC D A Frequencyresponseisthevariationinsignallevelasthefrequencyisvaried Amplitudelimitsoramplitudecorners Ac arerequiredtodefinefrequencyresponseandareusuallyeither 1dBor 3dB FRistestedovertheaudiobandwidthof20Hzto20kHz 频响范围包括频率范围和频率响应 频率范围是指最低有效声音频率到最高有效声音频率之间的范围 单位为赫兹 Hz 频率响应是指将一个以恒定电压输出的音频信号与系统相连接时 它产生的声压随频率的变化而发生增大或衰减以及相位随频率而发生变化的现象 频率响应的单位是分贝 dB 其值越小 表明失真越小 26 TotalHarmonicDistortionplusNoise A D PC PC D A TotalHarmonicDistortion THD istheratiooftheamplitudeofthesignalharmonicstothetestsignalamplitude MorecommonlyusedtoindicateTHDisameasurementknownasTotalHarmonicDisto。