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音箱音质评估的客观标准
发布时间:2010/7/28 23:56:00 来源:
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  音乐好不好听,见仁见智,但是音质好不好,却可以精确评估。一般所谓音质好,就是发声装置能够真实重现上述4种声音的物理特性。换句话说,无论以模拟或数字方式重现,都以音频信号范围越准确、失真度与干扰(例如噪讯)越少,声音越能接近来源越好。
 
 以数字音效来说,又可分为语音类与音乐类重现。语音类相对较单纯,通常以5个等级评估,一般只要与音频率达到7Hz以上,并且使用者不察觉失真,即可评估为优良。
 
 但是IT/CE多媒体设备所播放的数字音乐,原音重现就相当困难,由于数字音乐本身通常就并非由来源100%转换,因此数字音乐的取样率,分辨率,压缩格式都会影响声音质量甚巨,再者如噪讯比(SNR)、总谐波失真(THD)等因素,也都会影响数字音乐质量。
 
 而且,数字音乐的质量评估,也较语音类困难许多,因为音乐重现质量优劣取决于多种因素综合评量,如声源(声压、频率、频谱等)、讯号(失真度、响度、动态范围、噪讯比、瞬态响应、声道分离度等)、音场与方位性(直接音、前期反射声、混响声、立体感、基准振动、吸声率等)、听觉特性(可听范围、各种听感)等。
 
 
 
 由于评估的要点众多,甚至连人声与音乐评估都必须分开处理,因此评估方式也较为复杂,分主观与客观2种方式处理。主观方式评估参数为立体感、定位感、空间感、层次感、厚度感等5大方向,由于主观方式较无标准可言,因此详细评估细节在此不多赘述。
 
 客观评估方式多以仪器或是测试软件评量,通常会有下列几种标准:
 
 1、总谐波失真(THD)
 
 失真是检验数字音乐是否接近原音重现的关键,若失真度太大,则其它评估标准表现再优异也没用。总谐波失真(Total Harmonic Distortion,THD)则是检查的第一关。主要是评估数字音效是否有非线性失真(Nonlinear Distortion)产生。
 
 非线性失真是指输入信号经过处理后,输出时所产生的错误部分,而这个错误部分则与原本的输入信号完全无关,例如不是因破坏性压缩格式所造成,是在输入信号以外的频率产生的其它类错误信号。这些属于非线性失真的频率就称为谐波(harmonics),谐波产生的位置是原始信号频率的整倍数的位置,例如,1KHz的谐波就是2kHz、3kHz、4kHz。
 
 2、互调失真(IMD)
 
 互调失真(Intermodulation Distortion)是指2个频率间,因为频率混合所产生的和、差、乘积的失真频率,例如输入频率为2KHz与6KHz的讯号后,产生8KHz、4KHz、16KHz的讯号,甚至原始输入讯号2KHz与失真的8KHz,又可能产生10KHz的讯号,这些失真的讯号亦称为谐波,以数字播放装置来说,这些互调失真的谐波当然越少越好。
 
 3、相位失真(Phase Error)
 
 相位失真则是1种线性失真,系指音源信号在传输和放大过程中发生时间延迟。因为电子音讯设备,在其输出信号与输入信号之间一般是存在相位差,例如电容和电感对交流信号(电压或电流)具延迟作用。当一个交流信号经过电容、电感和电阻时,或多或少造成延迟现象,这会导致这个交流信号的幅度变化时间向后推迟一段时间,造成声音讯号不一致,对于需要定位性的声音,如立体声,影响更大。
 
 4、频率响应(Frequency Response)
 
 频率响应是对DAC/ADC转换器频率响应能力的评价标准之1。最佳状态是在每1个频率都能输出稳定,换句话说,输出质量越好的装置,频率响应曲线就越平直,反之则不但在高或低频衰减得很快(因为高低频讯号重建困难),在一般频段,即人耳对声音的可接收范围20HZ-20KHZ内,亦可能呈现抖动的现象,无论是曲线突起(功率增益过大)或下滑(功率衰减)都是音质失真的表现。
 
 5、噪讯比(Noise Level)
 
 讯噪比是指最大不失真讯号与噪音之间的比例,噪音分为2种,首先在数字音效的转换过程中,每个相关零件都可能产生噪声,并成为处理中的数字音效的一部分,这些讯号与输入信号无关,但却会随着讯号源进入下一个处理单元或是输出成声音,换言之,就是设备自己发出的噪音。此外,当有讯号发出时所伴随的调变噪讯(Modulation Noise),也是噪音的一种。噪讯比以S/N或SNR(dB)表示。于音效播放装置来说,比值当然越大越好,例如Hi-Fi音响的SNR>70dB,CD机要求SNR>90dB。在实际设计上,因为人耳对4~8kHz的噪声最灵敏,所以这个范围的噪声对于实际聆听的影响较大。
 
 6、动态范围(Dynamic Range)
 
 动态范围表示的是最大不失真信号与噪声值的比例,此处的噪声指的是没有信号输出时的噪声值。如音频信号无失真最强部分与最微弱部分之间的电平差,这个比值为越大越好。不过动态范围跟响度有关,并不是无限制的,即从最小的响度到最大不失真响度间的范围,以CD为例,其声音采样分辨率为16bit,因此动态范围就算毫无瑕疵,也只有65,536种响度变化,不可能超过。
 
 7、立体声分离度(Stereo Channels Crosstalk)
 
 单声道基本上不可能创造出立体感的声音,只有2声道以上才能办到,就是所谓的立体声。所谓声道分离度,就是指不同声道间立体声之间的隔离程度,通常用1个声道的信号电平与串入另1声道的信号电平差来表示,换句话说,就是数字播放器左(右)声道的声音,传到相对应另一声道的情况。这个数值越大越好。一般要求Hi-Fi音响分离度>50dB。。
 
 实际上,在数字信号中,要做到100%的左右声道独立是非常简单的事情,然而实际能够听的声音,却是模拟信号,而能发出模拟信号的设备,本身就无法达到这一理想值,就是串音(Crosstalk)了,为一种讯号干扰,模拟在线相邻讯号间的耦合干扰,会影响到彼此的讯号接收。例如在左声道的信号,也能在右声道取得一点点细微的相同信号,就会造成立体声无法达到听觉上的良好分离状态。
 
 此外,还有声道平衡度,是指2个声道的增益、频响等特性的一致性。否则,将造成声道或声相偏移。
 
 
 图说:透过软硬件设备与各种客观标准,音效可以评估优劣以及加以调整。
 我司的音频功率放大IC产品资料请查阅:http://www.szczkjgs.com/product_1001.htm

 
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