音頻指標簡介及測試原理方法

音頻指標測試均是針對有輸入和輸出的設備而言，就是聲音信號經過了一個通道以後，輸出與輸入之間的差別。 兩者差別越小那麼性能越好，而且在一般情況下聲音經過某一個通道或某一系統後，一般都有對原信號的放大和衰減。

　　信噪比、頻率響應、失真率這三個指標是音響器材的「基礎指標」或「基本特性」，我們在評價一件音響器材或者一個系統水準之前，必須先要考核這三項指標，這三項指標中的任何一項不合格，都說明該器材或者系統存在著比較重大的缺陷。

1、 信噪比SNR(Signal to Noise Ratio)：

1> 簡單定義：

　　狹義來講是指放大器的輸出信號的電壓與同時輸出的雜訊電壓的比，常常用分貝數表示，設備的信噪比越高表明它產生的雜音越少。一般來說，信噪比越大，說明混在信號里的雜訊越小，聲音回放的音質量越高，否則相反。信噪比一般不應該低於70dB，高保真音箱的信噪比應達到110dB以上。音頻信噪比是指音響設備播放時，正常聲音信號強度與雜訊信號強度的比值；

2> 計算方法：

　　信噪比的計量單位是dB，其計算方法是10LG(PS/PN)，其中Ps和Pn分別代表信號和雜訊的有效功率，也可以換算成電壓幅值的比率關係：20LG(VS/VN)，Vs和Vn分別代表信號和雜訊電壓的「有效值」；

3> 測量方法：

　　信噪比通常不是直接進行測量的，而是通過測量雜訊信號的幅度換算出來的，通常的方法是：給放大器一個標準信號，通常是0.775Vrms或2Vp-p@1kHz,調整放大器的放大倍數使其達到最大不失真輸出功率或幅度（失真的範圍由廠家決定,通常是10％，也有1％），記下此時放大器的輸出幅Vs，然後撤除輸入信號，測量此時出現在輸出端的雜訊電壓，記為Vn，再根據SNR=20LG(Vn/Vs)就可以計算出信噪比了. 或者是10LG(PS/PN)，其中Ps和Pn分別代表信號和雜訊的有效功率；

4> 計權：

　　這樣的測量方式完全可以體現設備的性能了。但是，實踐中發現，這種測量方式很多時候會出現誤差，某些信噪比測量指標高的放大器，實際聽起來雜訊比指標低的放大器還要大。經過研究發現，這不是測量方法本身的錯誤，而是這種測量方法沒有考慮到人的耳朵對於不同頻率的聲音敏感性是不同的，同樣多的雜訊，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，後者我們可能根本就察覺不到. 這樣就引入了權的概念。雜訊中對人耳影響最大的頻段「權」最高，而人耳根本聽不到的頻段的「權」為0。這種計算方式被稱為「A計權」，已經稱為音響行業中普遍採用的計算方式。

2 、頻響範圍 ：

1>頻率響應是指在振幅允許的範圍內音響系統能夠重放的頻率範圍,以及在此範圍內信號的變化量稱為頻率響應。

2>測試方法：

　　要求輸入信號幅值為一個固定值（要在動態範圍之內，音響設備我們可以取100mv）。 當輸入信號為正常頻率時（不能有失真，可以定位1KZ），記錄這個時候的輸出電壓的大小V1。 然後開始逐漸降低輸入信號的頻率，當降低到一定程度時，輸出信號的幅值會開始減小。繼續降低頻率，直到輸出電壓為0.707V1時，記下此時的頻率F1，那麼該頻率就是此通道的最低響應頻率。

　　然後就可以調高頻率，直至輸出電壓為0.707V1時，記下此時的頻率F2，那麼此頻率就是該通道的最高響應頻率。

　　那麼就可以得出頻率響應範圍為：F1~F2。 也可以表示為：20log（F2/F1）

3>相頻特性，不同頻率經過系統後，相移滯後的現象稱為相頻特性。1>，2>的測試方法是針對幅頻特性來說的。

3、失真度（DISTN）：

指信號在傳輸過程中與原有信號或標準相比所發生的偏差。在理想的放大器中，輸出波形除放大外，應與輸入波形完全相同，但實際上，不能做到輸出與輸入的波形完全一樣，這種現象叫失真。

1>類型：

A、按波形失真的不同情況有：

幅度失真：對幅度不同的信號放大量不同。

頻率失真：對頻率不同的信號放大量不同。

相位失真（或時延失真）：頻率不同的信號，經放大後產生的時間延遲不同。

B、按性質分：

線性失真：是指信號頻率分量間幅度和相位關係的變化，僅出現波形的幅度及相位失真，這種失真的特點是不產生新的頻率分量。

非線性失真：是指信號波形發生了畸變，併產生了新的頻率分量的失真。

2> 聲音失真的要點

1）諧波失真

　　這種失真是由電路中的非線性元件引起的，信號通過這些元件後，產生了新的頻率分量（諧波），這些新的頻率分量對原信號形成干擾，這種失真的特點是輸入信號的波形與輸出信號波形形狀不一致，即波形發生了畸變。

2）互調失真

　　兩種或多種不同頻率的信號通過放大器或揚聲器後產生差拍與構成新的頻率分量，這種失真通常都是由電路中的有源器件（如晶體管、電子管）產生的。失真的大小與輸出功率有關，由於新產生的這些頻率分量與原信號沒有相似性，因此較少的互調失真也很容易被人耳覺察到。

3）交流介面失真

　　交流介面失真是由揚聲器的反電動勢（揚聲器發音振動時，切割磁力線所產生的電勢）反饋到電路而引起的。

4）瞬態失真

　　瞬態失真是現代聲學的一個重要指標，它反映了功放電路對瞬態躍變信號的保持跟蹤能力，故又稱瞬態反應。這種失真使音樂缺少層次或透明度。 這裡又分為瞬態互調失真和轉換速率過低引起的失真。