?頻設備常見?頻性能測試

2022-05-19   ?   Orange

音頻領域通常關注的性能指標最重要的是音視頻質量的客觀評價。其中音頻的客觀評價相對成熟, ITU-T的P800和P830定義了MOS(Mean Opinion Score);視頻的客觀評價更復雜一些,比較常用的有NTIA提出的VQM。

在?頻測試中,多數(shù)測試都會涉及到?頻的六?基本的測試項?:

?頻測試基本都是以激勵響應作為基礎來進?的,即將已知特性的激勵信號加到待測品的輸?端,測量待測品的輸出端的信號特性,從?與輸?端的信號進?對?,通過測量輸出端的信號劣化來評判該被測品的?頻性能。當然,該激勵信號可以通過?頻分析儀(如美國AP,國產(chǎn)ABTECA2等)直接輸出,也可以通過直接在待測品上播放標準的測試信號來進?測試。

在?頻測試中,最常?的激勵信號是正弦波信號,因為這種信號可以將能量集中到頻譜中的?點上,因此對?測試相對?較簡單。在?常測試中,也有?多個正弦波或者噪聲進?測試。 

1. 電平測試(Level):

電平測試是?頻測試中最基本,也是最簡單的測試項?,在這個測試中,可能需要測試的包括輸出電平,功率,增益等。測試時,?般測試最?不失真(1%)的前提下的電平。在測試中,將待測品輸出端接負載(根據(jù)產(chǎn)品實際需要接相對應的負載),然后再測量負載兩端的信號,將待測品?量調(diào)整到最?,然后調(diào)整信號幅度,在儀器上實時查看信號失真度的??,當失真度到1%時,這個信號即為最?不失真信號,在后續(xù)的測試中,?般都會以這個特定失真情況下的輸?電平作為激勵信號源,?般測試信號頻率使?1kHz:

增益在不同待測品是不?樣的,有部分產(chǎn)品如果帶?量或者?調(diào)調(diào)整的功能,這些產(chǎn)品的增益就是可以調(diào)整的,所以在測試的時候,要根據(jù)需要設置增益控制。測試中,根據(jù)輸出電平以及輸?電平來計算該待測品的增益。所以在測試增益的時候,需要使?所謂的閉環(huán)測試,即激勵信號是由儀器輸出提供,產(chǎn)品的輸出電平輸?到?頻分析儀進?實時分析。這種測試速度快精度?,?且?動化測試更加容易實現(xiàn)。


?頻設備常見?頻性能測試(圖1)


 2. 頻率響應(Frequency Response):

頻率響應指的是待測品受已知電平不同頻率的激勵信號激勵時的輸出信號電平。最常?的?法是在待測品的頻率范圍內(nèi),從最低頻到最?頻的正弦波信號的掃描,并將結果繪于同?張電平。在做掃頻測試測試中,?先要確定掃描電平??梢栽诘碗娖较逻M?掃描,但是響應中可能會出現(xiàn)噪聲或者其他雜散信號;也可以在?電平下掃描,但是可能會出現(xiàn)?失真度。功率放?器?般會采?輸出為1W的時候的輸?電平。聲學響應的測試?法類似,但是單位?般為dBSPL。

3. 總諧波失真加噪聲THD+N (Total Harmonic Distortion plus Noise):

THD+N的全稱叫總諧波失真加噪聲,諧波失真指的是原有?頻信號新增的不必要的?調(diào)。為原有信號的諧波相關?調(diào)。信號為頻率f1的正弦波時,諧波為f2,f3等,為原?調(diào)的整數(shù)倍??傊C波失真為待測設備帶寬中的所有諧波之和。

?直以來都是總諧波失真加噪聲?起測試,有?就問,為什么不分開測試諧波跟噪聲了,因為在進?總諧波加噪聲測試的時候,采?的是快速傅?葉(FFT)測試,很難將諧波跟噪聲分離開來,但是加在?起測試就相對簡單。當然,?前的新款的?頻分析儀(ABTEC的A2)已經(jīng)可以根據(jù)需要實時查看總諧波,噪聲以及從f2-f10的各階諧波信號分布情況。 

因為測試總諧波失真加噪聲跟測試帶寬有很到關系,帶寬越寬,所包含的噪聲跟諧波成分就越多,所以在測試的時候要注意帶寬設置。

另外就是測試輸?電平的設置,在低電平的時候,輸出信號較?,但是待測品的噪聲在輸出電平中相對?較?了;在?電平的時候,可能會出現(xiàn)削頂失真,這樣總諧波失真會?較?,所以?般測試的時候才有最?不失真1%的輸?電平。 

 4. 相 位 (Phase):

在?頻測試中,相位測量?于描述在周期波形循環(huán)中的時間偏移,時間偏移根據(jù)參考波形測得。參考值通常為系統(tǒng)中位于不同點的相同信號或者位于不同通道的相關信號。參考值的選擇定義了兩個常?的相位測了:輸?輸出相位和通道間相位。相位的單位為°度。相位的測試同樣的提供?個指定的電平,在?個頻率或者不同頻率下進?測試,可以是單點頻率的相位或者頻率范圍內(nèi)的相位變化。在測試輸?輸出通道的相位時,選擇儀器的其中?個通道作為參考通道,?連接線直接連接,因為信號在相對短的測試線中傳輸?shù)难訒r基本可以忽略不計,測試通道以參考通道作為參考點計算相位變化。通道間的相位測試,選擇其中?個通道作為參考通道,測試通道與參考通道之間的相位差即為我們所需要的測試結果。

5. 串 擾 (Crosstalk):

在超過?個通道的?頻系統(tǒng)中,如果出現(xiàn)其中?個通道的信號以降低電平的信號出現(xiàn)在另外?個通道的輸出端,則為不良現(xiàn)象。這種跨通道的信號泄露稱為串擾。串擾表?為未受激勵通道中的??信號與受激勵通道中的信號之?。串擾很?程度上是由設備中通道導體間的寄?電容和電感耦合造成的,通常出現(xiàn)隨頻率上升的特性。

如果電路阻抗近似為與頻率?關的常數(shù),那么有單純?個電容耦合引起的串?將隨頻率的提?以6db/oct為斜率增加。由于電感耦合,共?電源,共?地回路也會引起串?。

6. 信噪? (Signal-to-noise ratio):

多?的噪聲算太??這取決于信號的響度。

信噪?SNR就是這種差值的測量值。信號通常設為標稱?作電壓或者被測設備的最??作電平。使?最??作電壓進?信噪?測試的時候,測量結果可以稱為動態(tài)范圍,因為其展?了被測設備中兩個電平極端值。在這?要注意在數(shù)字域中的動態(tài)范圍在意義上有所不同。信噪?通常以分貝表?。噪聲的測量必須是指定測量帶寬和加權濾波器。在測試信噪?的過程中,以前是需要進?兩個步驟,先輸??個激勵電平到待測品,儀器獲取到信號的??,然后在關掉信號,獲取到噪聲信號,然后進?對?計算出信噪?的值?,F(xiàn)在的儀器都是?動控制信號并且?動計算數(shù)據(jù)。

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