个人计算机的音频质量测量及电气和声学性能规范

本应用笔记介绍了个人计算机的音频质量测量。该文档讨论了电气和声学性能规范，以及测试设备和测试设置的详细信息。

电气性能规格

以下音频电气性能规格列表与PC音频相关：

• 满量程输入电压
• 满量程输出电压
• 频率响应（FR）
• 总谐波失真加噪声（THD + N）
• 动态范围（DR）
• 持续功率
• 信号通道之间的串扰
• 系统活动期间的噪音水平
• 采样频率精度
• 输入阻抗

对于每个规范，以下段落描述了规范并讨论了测量技术。信号路径在附录A中定义（例如AD-PC）。这些性能规格是在最终用户可访问的信号点处测得的；例如，输入和输出插孔。除非另有说明，否则测量带宽为20 Hz至20 kHz，测试信号频率为997 Hz，系统采样率为44.1 kHz或更高。混音器设置应确保所有音量控件在信号路径中均设置为无衰减且无增益（0 dB），并且只有测试通道不会被静音。

满量程输出电压（PC-DA）
类似地，将输出满量程定义为输入满量程，但有一个例外–负载可能很重要。输出被设计为驱动三种类型的负载：线路电平，耳机和扬声器。专为线路级设计的输出通常具有最小的驱动能力，用于测试的负载应设置在40kΩ以上。对于设计用于驱动耳机和扬声器的输出，用于进行性能测量的负载非常重要，并且应反映最终用户的体验。耳机阻抗的变化范围从16到92，最常见的是32。扬声器负载应设置为8Ω。对于线路水平以外的负载，必须在测试结果中指定负载。为多种功能设计的输出应在每个适当的负载下进行测试。一些分析仪允许将输出信号进行幅度扫描（如图1所示），这很好地显示了削波点。图1描绘了在适当的负载条件下为耳机和线路电平驱动器设计的输出的THD + N。加载输出时，满量程输出会发生变化，说明在使用模拟输出进行测量时正确加载的重要性。

耳机剪裁点

频率响应（FR）

频率响应是信号电平随频率变化的变化。定义频率响应需要使用幅度极限或幅度角（Ac），通常为±1 dB或±3 dB。FR在20 Hz至20 kHz的音频带宽上进行了测试。如果使用点频率进行测试，请选择等于或小于倍频程间隔的频率。将绝对幅度设置为-20 dB FS。选择此电平可将影响FR测量的失真分量降至最低。在997 Hz处测量电平，并将该电平设置为0 dB（参见图2）。

频率响应图

声学性能指标

最终用户的音频体验在很大程度上受到PC制造商使用的麦克风和扬声器质量的影响。如果此类换能器是内置的或包含在系统中的，则应该有关于其质量水平的准则。

以下是与PC音频相关的声学性能规格列表：

• 频率响应
• 总谐波失真
• 喇叭功率输出
• 麦克风灵敏度
• 机械（风扇和磁盘）噪音

对于这些规范中的每一个，以下各段描述了该规范并讨论了测量技术。许多测量需要使用经过校准的已知频率响应和失真，麦克风以及声压级（SPL）仪表。Bruel和Kjaer制造了一系列参考麦克风，Radio Shack提供了合理的SPL计。尽管在安静，相对无反射的环境中很有用，但消声室对于许多测量不是必需的。

编辑：hfy