1、模擬音頻參數(shù)和測試1.基本單位和概念dBu以0.775V(有效值)為基準電壓時的電壓電平單位。表示為：dBu=20lg(v/0.775)dBu的計算只考慮電壓電平本身，而不考慮與相應(yīng)的電功率電平之間的關(guān)系，不考慮阻抗是否為600Q。-參照GY/T192-2003dBu采用接近0的源阻抗和接近無窮大的負載阻抗！基準信號的電平為0.775VRMSdBu=20log(Vx/0.775),Vx=0.775*10(Dbu/20),0.775VRMS對應(yīng)的電阻為600ohm,即1mWft600ohrniT生0.77459的電壓22U0.775P=0.001WR600注意dBu表示的是電壓值，在音頻上并不是

2、以1uV作為基準電壓，而是以0.775VRMS作為基準所以dBu換算出來是RMSSVrms有效值，均方根值，正弦波時，均方根值Vrms為振幅VH勺0.707倍，為峰峰值的0.707/2倍根據(jù)焦耳初次定律，當周期電流信號逋過電阻R時，一個周期T內(nèi)電阻所消耗的能策為,717叫=£ptdt=Ri2（t）dl號通過電-r,在相同的時間t內(nèi)，讀電阻消耗的能量為】卬上=fRI2dt=Rl2T如果WJWL叩火尸丁=：用由+匕此電湎I的定義V為周期.號電霸UC）的（1效值.t.丁有效值等T周期電3W時值的甲方-f周期中的一均值的十方幫1,因此又稱為均方極值.通用大一字母，示.當周期棺號為正，電款時,

3、將2）=/cos（幽+回代人均方極值計算期K中可以用到一一小即同一母fW%=上匕=。，7。7用同理周期電壓VU）的有效值可定一為7曾正弦電次的育效值為V=0,707V.Vpp峰峰值Vpp=2*Vm=2.828VrmsdBFs（dBbelowdigitalFullScale）以滿刻度的量值為0dB,常用于各種特性曲線上；數(shù)字音頻信號測量中經(jīng)常使用到單位“dbFS'。0dbFS既是指滿刻度的數(shù)字音頻參考電平，即“數(shù)字滿刻度電平”，它是指在數(shù)字域的音頻系統(tǒng)中，A/D或D/A轉(zhuǎn)換器可能達到的“數(shù)字過載”之前的最大可編碼模擬信號電平。0dbFS為數(shù)字音頻信號最高峰的絕對值，與16bit線性編碼P

4、CM言號對應(yīng)的最高值為7FFF（16進制），最高負值電平為8000（16進制），十進制數(shù)為32767。不同國家對數(shù)字設(shè)備滿度電平值OdBF斫對應(yīng)的電平模擬信號的電平值不盡相同，目前還沒有這個標準數(shù)字碼的國際標準，常見的是SMPTE（美國電影電視工程師學(xué)會）和EBU歐洲廣播聯(lián)盟）推薦的兩個方案。SMPTE隹薦的轉(zhuǎn)換基準規(guī)定為對于16bit的PCW音信號，頻率為lkHz的模擬正弦波信號的正、負峰值使A/D轉(zhuǎn)換器分別產(chǎn)生OCCDF333數(shù)字碼時的幅度為參考電平。OCC后口F333對應(yīng)的十進制數(shù)為3277,因20lg3277/32767=-20dBFS,所以SMPTEt薦的參考電平為-20dBFS=E

5、BU推薦的轉(zhuǎn)換基準規(guī)定對于l6bit的PCM聲音信號，頻率為lkHz的模擬正弦波信號的正、負峰值使A/D轉(zhuǎn)換器分別產(chǎn)生0FFF,F000數(shù)字碼時的幅度為參考電平。0FFF,F000對應(yīng)的十進制數(shù)為4095,因201g4095/32767-18dBFS,所以EBU隹薦的參考電平為-18dBFS。針對不同的模擬基準電平，0dBFS所對應(yīng)的模擬信號電壓電平也不同。由于中國廣播系統(tǒng)中采用+4dBu作為音頻系統(tǒng)的校準電平，所以廣播電影電視行業(yè)標準GY/T192規(guī)定數(shù)字設(shè)備的滿度電平值0dBFS對應(yīng)的模擬信號電平為24dBu,考慮到中國廣播電臺的實際情況，現(xiàn)階段允許滿度電平值0dBFS對應(yīng)的模擬信號電壓電

6、平+22dBu的數(shù)字設(shè)備繼續(xù)使用。測試數(shù)字電視接收產(chǎn)品的音頻輸出電平時必須對測試碼流中的音頻信號電平進行規(guī)定。GY/T-192規(guī)定中國的數(shù)字音頻滿刻度電平0dBFS寸應(yīng)的模擬彳9號電平為+24dBu,但國際上對這個對應(yīng)關(guān)系并沒有統(tǒng)一的標準。另外因應(yīng)用場合不同，各種儀器設(shè)備的數(shù)字滿引度所對應(yīng)的模擬電平也不相同。目前中國生產(chǎn)企業(yè)和測試機構(gòu)多選用國外生產(chǎn)的數(shù)字測試信號發(fā)生器，主要產(chǎn)品有美國泰克公司生產(chǎn)的MTG系列和R&然司生產(chǎn)的DVRG1。其中DVRG寸音頻信號有如下規(guī)定：0dBr=+6dBu=l.66V(DIN45406),0dBFS初刻度，16bit編碼，對應(yīng)信號峰一峰的十進制數(shù)為655

7、36;0dBr=-6dBFS,16bit編碼，對應(yīng)信號峰一峰的十進制數(shù)為32768(±16384)。可以看出，DVRG勺數(shù)宇滿刻度電平OdBFS對應(yīng)的模擬電平不是+24dBu,而是+l2dBu,其參考電平是-6dBFS(+6dBu)。有線數(shù)字電視系統(tǒng)用戶終端接收機入網(wǎng)技術(shù)條件和測量方法第一部分：透明傳輸電性能參數(shù)(暫行)中規(guī)定：在測量數(shù)字有線電視接收機的音頻輸出電平時應(yīng)采用-20dBFS(+4dBu)的信號，要求接收機的輸出電平不小于-8dBu。但是如果使用DVRG為信號源，其-20dBFS所對應(yīng)的不是+4dBu,而是-8dBu,如果仍采用-20dBFS的信號進行測試，會造成測試結(jié)果

8、的不正確。因此在使用數(shù)字測試信號發(fā)生器前，應(yīng)對其音頻數(shù)字滿刻度所對應(yīng)的模擬信號電平進行確認，采用標準規(guī)定的信號電平進行測試，才能保證測試結(jié)果的準確性。dBu和dBFS是有對應(yīng)關(guān)系的FSFullScale在美國ATSCK統(tǒng)中，0dBFS被定義為相當于模擬電平的24dBu(12.3V),在中國及歐洲D(zhuǎn)VB系統(tǒng)中，0dBFS被定義為相當于模擬電平的22dBu(9.76V)實際DBFS實驗室測試用碼流DBFSDBuVrmsVpp-36-24-120.1950.551-35-23-110.2180.618-34-22-100.24510.6931-33-21-90.2750.778-32-20-80.3

9、090.873-31-19-70.3460.979-30-18-60.3881.098-29-17-50.4361.232-28-16-40.4891.383-27-15-30.5491.552-26:-14-20.6161.741-25-13-10.6911.953-24-1200.7752.192-23-1110.8702.459-22-1020.9762.759-21-931.0953.096-20-841.2283.474-19-751.3783.897-18-661.5464.373-17:-571.7354.907-16-481.9475.505-15-392.1846.177-1

10、4-2102.4516.931-13-1112.7507.776-120123.0858.725-111-133.4629.790-10-143.88410.985-9-154.35812.325-81-164.89013.829-7-175.48715.516-6-186.15617.409-5-196.90719.534-4-207.75021.917-3-218.69624.591-2-229.75727.592-1-2310.94730.9590-2412.28334.736備注對于16bit采樣音頻信號的動態(tài)范圍是96DBdBFS=20*log(采樣信號/11111111111111

11、11)20*log(1111111111111111/1111111111111111)=0dBFS20*log(0000000000000001/1111111111111111)=-96dBFS(換成10進制)而24bit采樣的采樣音頻信號的動態(tài)范圍144.4943974DB-10-LogIQ(Signalvoltage)2SignalR牌Ypllagi戶INoiseR>20*Logi0NoisevoltageJW*Log10NoiseR)SignalR；20LogfSignalvcjltagcANoisevoltage>ifNoiseR=SignalR音頻信噪比音頻信噪比是指

12、音響設(shè)備播放時，正常聲音信號強度與噪聲信號強度的比值。當信噪比低，小信號輸入時噪音嚴重，在整個音域的聲音明顯變得渾濁不清，不知發(fā)的是什么音，嚴重影響音質(zhì)。信噪比的大小是用有用信號功率（或電壓）和噪聲功率（或電壓）比值的對數(shù)來表示的。這樣計算出來的單位稱為“貝爾”。實用中因為貝爾這個單位太大，所以用它的十分之一做計算單位，稱為“分貝”。對于便攜式DVCm說，信噪比至少應(yīng)該在70dB（分貝）以上，才可以考慮。信噪比，即SNR（SignaltoNoiseRatio）,又稱為訊噪比。狹義來講是指放大器的輸出信號的電壓與同時輸出的噪聲電壓的比，常常用分貝數(shù)表示，設(shè)備的信噪比越高表明它產(chǎn)生的雜音越少。一般

13、來說，信噪比越大，說明混在信號里的噪聲越小，聲音回放的音質(zhì)量越高，否則相反。信噪比一般不應(yīng)該低于70dB,高保真音箱的信噪比應(yīng)達到110dB以上。信噪比定義的詳細描述SNR-QLog/"叵INoisepower)信噪比的測量及計算通過計算公式我們發(fā)現(xiàn)，信噪比不是一個固定的數(shù)值，它應(yīng)該隨著輸入信號的變化而變化，如果噪聲固定的話，顯然輸入信號的幅度越高信噪比就越高。顯然，這種變化著的參數(shù)是不能用來作為一個衡量標準的，要想讓它成為一種衡量標準，就必須使它成為一個定值。于是，作為器材設(shè)備的一個參數(shù)，信噪比被定義為了“在設(shè)備最大不失真輸出功率下信號與噪聲的比率”，這樣，所有設(shè)備的信噪比指標的測

14、量方式就被統(tǒng)一起來，大家可以在同一種測量條件下進行比較了。信噪比通常不是直接進行測量的，而是通過測量噪聲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-p1kHz調(diào)整放大器的放大倍數(shù)使其達到最大不失真輸出功率或幅度（失真的范圍由廠家決定，通常是10%,也有1%）,記下此時放大器的輸出幅Vs,然后撤除輸入信號，測量此時出現(xiàn)在輸出端的噪聲電壓，記為Vn,再卞g據(jù)SNR=20LG（Vn/Vs就可以計算出信噪比了。Ps和Pn分別是信號和噪聲的有效功率，根據(jù)SNR=10LGPs/Pn）也可以計算出信號比。這樣的測量方式完全可以體現(xiàn)設(shè)備的性能了。但是，實踐中發(fā)現(xiàn)

15、，這種測量方式很多時候會出現(xiàn)誤差，某些信噪比測量指標高的放大器，實際聽起來噪聲比指標低的放大器還要大。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，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于不同頻率的聲音敏感性是不同的，同樣多的噪聲，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，后者我們可能根本就察覺不到。因此就引入了一個“權(quán)”的概念。這是一個統(tǒng)計學(xué)上的概念，它的核心思想是，在進行統(tǒng)計的時候，應(yīng)該將有效的、有用的數(shù)據(jù)進行保留，而無效和無用的數(shù)據(jù)應(yīng)該盡量排除，使得統(tǒng)計結(jié)果接近最準確，每個統(tǒng)計數(shù)據(jù)都由一個“權(quán)”，“權(quán)”越高越有用，“權(quán)”越低就越無用,毫無用處的數(shù)據(jù)的“權(quán)”為0。于是，

16、經(jīng)過一系列測試和研究，科學(xué)家們找到了一條“通用等響度曲線”，這個曲線代表的是人耳對于不同頻率的聲音的靈敏度的差異，將這個曲線引入信噪比計算方法后，先兆比指標就和人耳感受的結(jié)果更為接近了。噪聲中對人耳影響最大的頻段“權(quán)”最高，而人耳根本聽不到的頻段的“權(quán)”為0“這種計算方式被稱為“A計權(quán)”，已經(jīng)稱為音響行業(yè)中普遍采用的計算方式。總諧波失真（THD信號的失真情況，通常使用THD*就是總諧波失真來表示，總諧波失真是指用信號源輸入時，輸出信號比輸入信號多出的額外諧波成分。諧波失真是由于系統(tǒng)不是完全線性造成的，它通常用百分數(shù)來表示，也可以用dB來表示。在正常工作的情況下，輸出信號中總的諧波電壓有效值與總

17、輸出信號的電壓有效值之比。所有附加諧波電平之和稱為總諧波失真。一般說來，1KHz頻率處的總諧波失真最小，因此不少產(chǎn)品均以該頻率的失真作為它的指標。但總諧波失真與頻率有關(guān)，必須在20-20000Hz的全音頻范圍內(nèi)測出。般我們測試時測試THD+NL。諧波失真加噪聲）左右聲道用擾在多通道的放大器中，一個通道的信號可能會以衰減或失真的形式串進另一個通道，音頻左右聲道申擾是指當一個聲道輸入信號的時候，在另一個聲道因為用過去的干擾所產(chǎn)生的信號強度，稱為申擾，以dB為單位（其實是dBr）,通常以0dB單左聲道和0dB單右聲道的音源測試L聲道對R聲道的用擾(U"20log(Ur)l左右聲道相位差兩個

18、聲道輸入同一頻率的信號時，由電路延時差異造成的相位差別（電容，電感都會造成相位差），通常以1KHz為標準，所測值是個相位。單位為度或者弧度左右聲道電平差音頻左右聲道電平差，就是當兩個聲道輸入同一幅度的信號時，輸出部分由于電路增益差異造成的輸出電平差別，以dB為單位。動態(tài)范圍（dynamicrange）數(shù)字音頻的分辨率采樣率44.1K48K2.幾個測試指標（幾個不同的標準，測試結(jié)果請注意單位）序號項目單位廣電DVB-C要求IPTV要求備注1音頻輸出電平dBu一8一8負載阻抗600測試信號為1KHZ/-20dBFs正弦波音頻信號2音頻失真度%<1.5測試信號電平為1KHZ/-8dBFs測試頻

19、率范圍為1KHZ3首頻幅頻牛寸性dB+1/-2測試信號電平為-20dBFs測試頻率范圍為60HZ-18KHZ4音頻信噪比(不加權(quán))dB>705音頻左右聲道串擾dB<-706音頻左右聲道相位差°<57音頻左右聲道電平差dB<0.5高清標清機頂盒設(shè)備技術(shù)規(guī)范10.2音頻信號要求R/L音頻信號以復(fù)介音須(RCA)輸出信號為測試信號，符合SJ/T11331-2006數(shù)字電視接收設(shè)備接口規(guī)范第5部分：模擬音頻信號接口(1)幅頻響應(yīng)：20Hz20kHz+/-2dB(2)60Ilz18kHz+/-1dB(3)諧波失真：Wl%(4)S/N：270dB(5)左右聲道串擾；WTOdB(6)左右聲道電平差：<05dB待測項標準值測量