在本文中，我們將討論開(kāi)環(huán)音頻測(cè)試的一些挑戰(zhàn)，并介紹 APx500 軟件中可用于簡(jiǎn)化這些測(cè)試的資源。

閉環(huán)測(cè)試與開(kāi)環(huán)測(cè)試

首先，一些定義：我們使用“閉環(huán)”這一術(shù)語(yǔ)來(lái)指代一種經(jīng)典的音頻測(cè)試方法，即由音頻分析儀生成的高質(zhì)量音頻激勵(lì)信號(hào)輸入到被測(cè)設(shè)備（DUT）中，分析儀的輸入部分在一次連續(xù)操作中立即獲取并分析被測(cè)設(shè)備的輸出信號(hào)。在分析過(guò)程中，輸出信號(hào)和輸入信號(hào)之間的任何延遲（通常很?。┒紩?huì)被消除。閉環(huán)測(cè)試可以用于任何能夠立即傳遞音頻的設(shè)備，包括功率放大器、音頻轉(zhuǎn)換器（DAC、ADC、SRC）、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、混音臺(tái)等。

我們使用“開(kāi)環(huán)”這一術(shù)語(yǔ)來(lái)指代一種測(cè)試，在這種測(cè)試中，音頻信號(hào)不會(huì)被生成、通過(guò)被測(cè)設(shè)備（DUT）并進(jìn)行連續(xù)分析。開(kāi)環(huán)測(cè)試對(duì)于某些類(lèi)型的音頻設(shè)備是必需的。例如，僅用于播放的設(shè)備（如藍(lán)光播放器、媒體播放器、媒體流設(shè)備等）沒(méi)有音頻輸入接口，因此激勵(lì)信號(hào)必須作為數(shù)字音頻文件存在于被測(cè)設(shè)備（或存儲(chǔ)介質(zhì)）中，或者在連接的服務(wù)器上。另一個(gè)例子是錄音設(shè)備，其“輸出”是數(shù)字音頻文件，而不是傳輸?shù)捷敵鼋涌诘男盘?hào)。許多設(shè)備——尤其是個(gè)人電腦、平板電腦和智能手機(jī)——既可以作為播放設(shè)備，也可以作為錄音設(shè)備。對(duì)于這些設(shè)備，必須分別測(cè)試錄音和播放功能。

第三類(lèi)需要進(jìn)行開(kāi)環(huán)音頻測(cè)試的設(shè)備是廣播網(wǎng)絡(luò)（包括傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)電和電視，以及媒體流應(yīng)用）。在這種情況下，系統(tǒng)的輸入和輸出在物理上相隔很遠(yuǎn)，因此需要使用開(kāi)環(huán)測(cè)試技術(shù)。

閉環(huán)測(cè)試本質(zhì)上比開(kāi)環(huán)測(cè)試要簡(jiǎn)單得多。在閉環(huán)測(cè)試中，音頻分析儀的分析部分“知道”正在生成什么信號(hào)以及信號(hào)何時(shí)出現(xiàn)。而且，發(fā)生器和分析器部分可以協(xié)同工作以達(dá)到最佳效率。例如，在階梯掃頻中，每當(dāng)發(fā)生器切換頻率或電平時(shí)，都可能產(chǎn)生瞬態(tài)信號(hào)。為了處理這些瞬態(tài)信號(hào)，分析器部分會(huì)使用穩(wěn)定時(shí)間，以確保在信號(hào)穩(wěn)定后才進(jìn)行測(cè)量。在閉環(huán)測(cè)試中，一旦取得穩(wěn)定讀數(shù)，分析器就會(huì)立即通知發(fā)生器進(jìn)入下一步，從而減少測(cè)試時(shí)間。在開(kāi)環(huán)測(cè)試中，這種協(xié)調(diào)是不可能的。此外，某些開(kāi)環(huán)測(cè)試需要一個(gè)導(dǎo)頻音或觸發(fā)信號(hào)，以便分析器能夠正確地在輸入信號(hào)中定位被測(cè)設(shè)備（DUT）的響應(yīng)。

為播放創(chuàng)建測(cè)試信號(hào)

測(cè)試設(shè)備的播放功能需要在設(shè)備（或播放介質(zhì)）上放置一個(gè)高質(zhì)量的已知音頻信號(hào)。像電平（Level）、增益（Gain）、頻率（Frequency）、總諧波失真加噪聲（THD+N）、串?dāng)_（Crosstalk）等基本音頻質(zhì)量指標(biāo)可以使用正弦波信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。更復(fù)雜的測(cè)試可能需要使用階梯頻率掃描信號(hào)、粉紅噪聲等。為了方便創(chuàng)建測(cè)試信號(hào)，Audio Precision 提供了一個(gè)名為 APx 波形生成工具 的 Windows 應(yīng)用程序，可以從 AP.com 網(wǎng)站免費(fèi)下載（需要賬戶(hù)）。這個(gè)小型程序（小于 700 KB）可以以多種采樣率、通道數(shù)和位深度生成一些有用的音頻測(cè)試信號(hào)的 .wav 文件（見(jiàn)圖 1）。許多測(cè)試信號(hào)是為與 APx 軟件中內(nèi)置的測(cè)量功能配合使用而設(shè)計(jì)的。例如，該工具生成的頻率掃描信號(hào)會(huì)被包含在 APx 階梯頻率掃描測(cè)量功能所識(shí)別的掃描列表中。如果您的分析儀具有數(shù)字輸入/輸出功能，您也可以在 APx 中生成信號(hào)，并通過(guò)數(shù)字環(huán)回記錄下來(lái)，以創(chuàng)建高質(zhì)量的 .wav 文件。

圖 1. 音頻設(shè)備錄音功能的開(kāi)環(huán)測(cè)試

對(duì)于頻率響應(yīng)測(cè)量，APx 軟件有幾種測(cè)量方式：(1) 可以在開(kāi)環(huán)配置中使用，(2) 需要特定的激勵(lì)信號(hào)：階梯掃頻(Stepped Frequency Sweep）,多音分析（Multitone Analyzer）,連續(xù)掃頻（Continuous Sweep） 和聲學(xué)響應(yīng)（Acoustic Response）。為了方便，這些測(cè)量方式內(nèi)置了生成激勵(lì)信號(hào)的.wav 文件的功能。注意：傳遞函數(shù)測(cè)量（Transfer Function）也可以用于開(kāi)環(huán)頻率響應(yīng)測(cè)量，但它無(wú)法創(chuàng)建.wav 文件，因?yàn)樗梢允褂萌魏螌拵Ъ?lì)信號(hào)（如噪聲、音樂(lè)、語(yǔ)音等）。

測(cè)試播放功能

在圖 2 中展示了對(duì)音頻設(shè)備播放功能進(jìn)行開(kāi)環(huán)測(cè)試的過(guò)程。在這種情況下，被測(cè)設(shè)備（DUT）的輸出連接到音頻分析儀的輸入。步驟如下：

1. 配置信號(hào)發(fā)生器并保存激勵(lì)信號(hào)的.wav 文件。

2. 如果需要，對(duì).wav 文件進(jìn)行編碼（注意：某些設(shè)備無(wú)法直接播放.wav 文件；可能需要將文件編碼為.mp3 格式等）。

3. 將激勵(lì)信號(hào)文件復(fù)制到 DUT 上。

4. 在 APx500 軟件中開(kāi)始分析。

5. 從被測(cè)設(shè)備播放測(cè)試信號(hào)。

6. 音頻分析儀從被測(cè)設(shè)備獲取信號(hào)并進(jìn)行分析，以生成音頻質(zhì)量指標(biāo)。

圖2. 音頻設(shè)備播放功能的開(kāi)環(huán)測(cè)試

在普通房間中測(cè)試聲學(xué)播放設(shè)備（例如 Wi-Fi 音箱或智能音箱）時(shí)，需要額外的步驟。此時(shí)，最好選擇 APx 聲學(xué)響應(yīng)測(cè)量功能 (Acoustic Response)，該功能可以對(duì)脈沖響應(yīng) (Impulse RespoInse) 進(jìn)行窗口處理，以消除房間反射。所需的額外步驟是在信號(hào)獲取后設(shè)置時(shí)間窗口。

測(cè)試錄音功能

為了測(cè)試設(shè)備的錄音功能，設(shè)置基本上與播放功能相反。在這種情況下，音頻分析儀的信號(hào)發(fā)生器連接到被測(cè)設(shè)備（DUT）的輸入端，而分析儀的輸入“連接器”設(shè)置為文件 File (Digital Units)，意味著輸入信號(hào)將來(lái)自一個(gè).wav 文件。分析儀發(fā)出的輸入信號(hào)由被測(cè)設(shè)備錄制到文件中，然后由音頻分析儀進(jìn)行分析。該過(guò)程如圖 3 所示，步驟如下：

1. 在音頻分析儀準(zhǔn)備好生成激勵(lì)信號(hào)后，開(kāi)始對(duì)被測(cè)設(shè)備進(jìn)行錄音。

2. 啟動(dòng)信號(hào)發(fā)生器。

3. 當(dāng)信號(hào)記錄完成后，停止記錄過(guò)程。

4. 保存錄音文件并將其復(fù)制到運(yùn)行 APx 軟件的電腦上。

5. 如果信號(hào)不是.wav 文件（例如是.mp3 格式），則對(duì)其進(jìn)行解碼。

6. 將測(cè)量指向上述步驟中傳輸?shù)?wav 文件。

7. 在 APx 測(cè)量中分析輸入文件。

對(duì)于聲學(xué)設(shè)備，可能需要一些額外的步驟。例如，假設(shè)信號(hào)是由一個(gè)人工嘴（一種特殊揚(yáng)聲器，具有規(guī)定的開(kāi)口尺寸以生成語(yǔ)音信號(hào)）產(chǎn)生的。在這種情況下，需要額外的步驟來(lái)校準(zhǔn)人工最，并使其輸出均衡，以獲得平坦的頻率響應(yīng)，從而準(zhǔn)確地再現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)。

圖 3. 音頻設(shè)備錄音功能的開(kāi)環(huán)測(cè)試

這就是我們對(duì) APx500 系列音頻分析儀開(kāi)環(huán)音頻測(cè)試的概述，希望這些功能可以幫助您更好地完成需要的測(cè)試。