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音頻測量基礎—噪聲測量
更新時間:2020-1-17 13:48:58 編輯:藍天 文章來源:愛普泰科 調整文字大小:【

一、噪聲

定義:“噪聲”一詞是指任何不想要的信號,包括AC電源哼聲,來自CRT監視器的雜散磁場干擾等,噪聲測量必須要選用濾波器。下面有關噪聲測量只是指在寬頻帶上分布能量的隨機噪聲,以及像哼聲和干擾等不想要的相干信號。

單位:一般用分貝(dB)來衡量噪聲的強度,用信噪比(S/N)來衡量噪聲對有用信號的影響程度。

二、影響噪聲測量的因素

現代音視頻產品已經進入到每個人的生活中,不斷追求產品的音頻表現是整個行業的持續追求。噪聲作為衡量音頻產品好壞的性能指標之一,其測量不可忽視。
    1. 測量帶寬

噪聲具有頻譜擴散特性,其測量只有在說明了測量帶寬的前提下才有意義。在噪聲測量儀器中使用技術指標要求的帶通和加權濾波器,才能準確比較實際噪聲測量結果和噪聲指標間的差異。

在專業,廣播和民用聲頻應用中最常用的噪聲測量帶寬是20Hz~20kHz, 或者是CCIR468技術規定中采用的近似的22Hz~22kHz。在通訊應用中,由于通訊質量的語音要求帶寬要窄得多,因此常用的技術指標為300Hz~3.5kHz。另外測量儀器還會根據特殊的要求提供其他數值帶寬的濾波器。

2. 加權(噪聲計權)濾波器

(1)定義
    加權濾波器是為模擬人耳聽覺對不同頻率的聲音有不同靈敏度的特性,在噪聲測試儀內設計的一種特殊的濾波器。在測量中使用加權濾波器,可使測量結果與未加權的測量結果相比更能與人耳感知相吻合。人耳的靈敏度是不平坦的,其隨頻率而變化,同時人耳的頻率響應還會隨聲壓級的幅度不同而改變。

Fletcher-Munson曲線

(2)A加權濾波器
    不同的加權濾波器開發者假定了不同的聲壓級應用,所以他們使用Fletcher-Munson中的不同曲線。A加權是模擬人耳對40方純音的響度,當信號通過時,其低頻、中段頻(1000Hz以下)有較大的衰減。由于其特性曲線接近于人耳的聽感特性,因此是目前世界上噪聲測量中應用最廣泛的一種,許多與噪聲有關的國家規范都是按A聲級作為指標的。

實際測量中使用的加權濾波器響應

3. 時間變量

噪聲是時變信號,其測量結果還取決于有效的測量時間“窗口”。較長的測量時間產生對噪聲信號更多的積分,其測量結果對不同樣本而言具有可重復性,而短的測量時間將產生變化的結果,其更接近瞬時值。

4.DUT輸入

在許多聲頻儀器中,輸出測得的大部分噪聲是由設備的輸入級產生的,并由后面各級放大后測得的。放大器產生的噪聲電平是放大器源阻抗的函數,所以噪聲測量要指明輸入端接的情況,有時常稱為“后端接”。兩個最常用的指標是短路輸入(零阻端接)和特定阻值的輸入端接時的指標,通常是與該點連接的前一個設備的輸出阻抗相近。
對于高增益設備,在噪聲測量中采用的輸入端物理結構和屏蔽處理對于避免外部信號耦合到端口而產生錯誤的測量結果是非常重要的。目前高質量聲頻信號發生器都做了一定的安排,以便只要信號發生器的輸出信號被關閉,輸出接口就后端接一個阻值等于信號發生器標稱阻抗的電阻。但是當測量增益非常高的低噪聲設備(比如傳聲器的前置放大器)時,還是必須斷開發生器與DUT輸入的連接線纜,并且直接用一個小的屏蔽良好的后端接負載取代DUT輸入,以避免地環路或噪聲耦合到屏蔽良好的線纜中。

5. 儀表特性

儀表特性對噪聲測量是特別重要的,對于大部分噪聲測量而言,儀器必須有真正的RMS檢波器,CCIR 468技術規定要求的是另一種檢波器響應,稱為偽峰值響應,Dolby CCIR-ARM技術規定要求平均值響應檢波器。儀器應該具備高波形因數的能力,因為噪聲在理論上具有無限大的波形因數。儀器應能對限制帶寬和加權濾波器進行選擇。儀器本身的動態范圍和殘留噪聲應兼容特定應用所必須的最低噪聲電平測量。

ABTEC Ax系列音頻分析儀系統性能指標:
    殘余THD+N(20kHz BW):
    -108dB - A5
    -106dB - A1/A2/A4
    殘余輸入噪聲(20kHz BW):
    1.3 uV - A5
    1.4 uV - A1/A2/A4

Ax 系列音頻分析儀除了超高的系統性能外,還提供多種噪聲源與噪聲測試項目,提供可選擇的帶寬與加權濾波器,滿足多類產品音頻測試需求。


關于愛普泰科,abtec
  深圳市愛普泰科電子有限公司 成立于2009年,是一家專業從事音頻測試儀器以及自動化測試系統集研發、生產及銷售于一體的高新技術企業。公司致力于提供專業的音視頻研發及產線測試方案,實現智能化,數據信息化。公司研發實力雄厚,不僅有資深的儀器軟硬件開發班底,更有功能齊全的無響實驗室,可供自行產品驗證和客戶產品的應用測試。研發團隊比例占總人數60%以上,均有豐富的音視頻及自動化測試研發經驗,并獲取多項專利及知識產權。2014年我司通過了ISO9001國際質量體系認證,為產品的質量及服務提供了有力保障。公司始終將技術和創新擺在發展的首位,并于2017年獲得“國家高新技術企業”證書。

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