原创 AV功率放大器的杜比(Dolby)环绕技术测试

2020-3-11 16:14 362 0 分类: 测试测量

作者:百佳泰测试实验室 / Omar Huang

什么是功率放大器?

功率放大器顾名思义就是用来放大我们输出声音信号的设备,也就是喇叭本体,而放大器还可分成前/后级放大器、KTV放大器、耳机放大器等等。在本篇文章,我们将介绍AV功率放大器或称AV功放。这台放大器本身已集合所有操控功能,让一般用户能轻易上手,而它的主要特色能让A(audio,音频、音响) 与V(video,音频、图像) 集合在一台机器上,虽说音质可能比不上专门的放大器,但对大部份使用者来说是最为方便的选择。此外,AV 功放重要的功能还包括杜比跟DTS两种环绕声道技术的处理器。

什么是杜比(Dolby)和杜比音效(Dolby Audio™)?

时间追溯到1965年,一位美国工程师——Ray Dolby于英国成立了杜比实验室(Dolby Laboratories Inc.)。归功于他发明的噪音衰减技术,不仅让音效的质量提升,也让专业使用者与一般消费者都能轻松获得听觉的盛宴。

杜比音效(Dolby Audio™)在当代已被广泛使用在影院、家庭、手机等硬件设备中,透过广播、下载、实时串流(直播)等方式,为使用者提供丰富清晰与惊心动魄的听觉体验。此外,杜比音效技术还可支持多达7.1声道的环绕音效,无论在电视、电影、音乐、或游戏,都能让用户体验到多层次音效。

杜比数字技术、杜比数字+、与杜比 TrueHD的区别

Dolby Digital Plus基于杜比数位(AC-3)技术;该技术是目前电影、广播、家庭影院环绕声的制定标准,Dolby Digital Plus 又称 E-AC-3(是Dolby Digital / AC-3 的加强编码系统),不仅提升了带宽且能达到 7.1 声道。而Dolby TrueHD 则是一个基于Meridian Lossless Packing的无失真编解碼格式,在多数的蓝光电影都是使用该技术。

杜比数字的三种传输带宽比较表杜比数字(AC-3) 、杜比数字+ (E-AC-3) 、杜比TrueHD

AV功放的杜比测试

在全球多声道技术市场中,杜比因其高质量的多声道技术一直独领风骚,大多数使用者也视杜比认证为音频技术的最高标准。然而,对于想取证的厂商则需要事先完成由杜比所提出的自我检测(self-test),目的是为了降低在认证测试时可能会遇到的问题。自我检测包含了两项测试:聆听测试(Listening Test)和电声测试(Electrical & Recommended Tests)。百佳泰将在本篇文章中透过两台AV功放带大家来认识自我测试的测试内容。

聆听测试 Listening Tests

该测项主要是确认DUT在播放测试音频时的杜比数字+,译码器有没有异常音讯;相较于其他测试,聆听测试的特点可以发现明显的故障。测试会在安静的房间来进行,过程中会播放DUT所能支持的音频格式来识别各个声道有没有正确的呈现,以及播放时声音有没有异常爆音、点击声、失真等等。

测项如下:

1. Channel Identification

2. Difficult Bitstreams

3. Data-Rate Support

4. Sample-Rate Support

5. Error Concealment

6. Consumer Encoder Bitstreams

7. Additional BSI Bitstreams

电声测试 Electrical & Recommended Tests

这个测项主要是透过Audio Precision来测量DUT的主要模拟接口的电声信号。如果DUT有内建网络接口,则需要额外测试网络传输播放档案来测量信号,此外还需量测DUT在杜比数字+的推荐配置下的性能比。

测项如下:

1. Reference Level

2. Maximum output level

3. Signal-to-noise-ratio

4. THD+N vs frequency

5. Dual-Mono Support

6. Audio/Video Synchronization

杜比可能的常见问题:

1. 声音输出有延迟 AV 同步

2. 声音有异常音甚至到破音

3. 多声道无法正确输出

4. Decoder 反应时间过慢

我们选用两台市面上常见的放大器,并在符合ETSI法规的测试聆听室来执行杜比的自我检测,下面请参考我们测试环境以及测试结果。

测试放大器:

测试聆听室:

测试仪器:

Audio Precision APx585

聆听测试Listening Tests的测试结果:

在聆听测试下,两台DUT都能通过各测试的要求准则,在各个声道播放中也有正确的呈现,播放高频以及扫频的测试也都没有爆音或是延迟的情形,而在音质标准最会发生的失真情况也都没有状况。

电声测试 Electrical & Recommended Tests的测试结果:

Reference Level

Reference Level

一般而言放大器的输出越高越能推动阻抗高的喇叭。量测结果显示,两者在最大输出都接近落在7V,而 YAMAHA 则是比 ONKYO 稍微高 0.5V。

Maximum output level

Maximum output level

在这项测试中失真的值都是越低越好。量测结果显示,两者在最大输出的 THD+N 都小于建议标准的3%;而 YAMAHA 则是比 ONKYO 稍微高 0.04%。

Signal-to-noise-ratio

Signal-to-noise-ratio

在这项测试中信噪比的值越高越好;信噪比的值越高则杂音越少。测量结果显示,两者DUT都符合建议标准的数据:>65dB。YAMAHA 则比ONKYO 稍微要好一点。

THD+N vs frequency

ONKYO

YAMAHA

量测结果显示,两者DUT都符合建议标准>65dB,但ONKYO在10K的频率则比 YMAHA更加稳定;YAMAHA 则在200~3KHz区段有相当大的左右声道落差。

Dual-Mono Support

该测试播放了Dual-Mono 的测试信号,用以确认DUT能支持哪几种dual-mono格式。从结果得知两台DUT都支持stereo mode。

结语:

百佳泰深耕声音测试多年,不仅能执行杜比所要求的自我测试(self-test),更能提供多样化的客制化解决方案,帮助厂商在产品开发初期能及早发现问题并进行改善,不但可以降低出货后的客户抱怨外,也能提高消费者满意度。

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