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【北測小課堂】三分鐘帶你了解耳機的性能及測試

2021-09-30
12020 作者: NTEK北測檢測集團官網(wǎng)
本文關(guān)鍵詞:

耳機性能測試


當(dāng)我們想買一副耳機時,隨便打開一個購物網(wǎng)站搜索耳機,動不動就跳出幾十萬種商品,價格從9.9包郵到十幾萬一款的都有,款式上又有開放式(入耳式)、半開放式、封閉式等類型,工作原理上又可分為動圈、動鐵、靜電耳機等等,所以要怎樣判斷一副耳機的優(yōu)劣呢?

本文不討論耳機的材質(zhì)和工藝,只從耳機的聲學(xué)指標上入手,試著帶您對耳機的性能有個基本的了解,畢竟耳機就是用來傳遞聲音信號的嘛。

聲學(xué)性能里最重要的六個指標即是增益(Level & Gain)、頻率響應(yīng)(Frequency Response)、諧波失真(THD+N)、串?dāng)_(Crosstalk)、信噪比(Signal-to-Noise Ratio)和信道間相位差(Phase)

聲學(xué)性能里最重要的六個指標

1、增益

是指放大電路對輸入信號的放大能力,在耳機行業(yè),更經(jīng)常使用的是指標是靈敏度,它反映的是耳機發(fā)出聲音的響度。業(yè)界測試耳機的靈敏度是用一個1KHz、1毫瓦的信號輸入耳機,檢測它所發(fā)出聲音的聲壓級來完成的。如果靈敏度太小,相同的輸入信號下,耳機發(fā)出的音量就小,想獲得大的響度就要增大音源,失真度就會增加。靈敏度越大,總諧波失真就越大,尤其在輸出大音量的時候更是如此。因此靈敏度不是越大越好,一般在100dBSPL左右就足夠了。


2、頻響范圍

頻率響應(yīng)是評價耳機好壞的重要指標之一,那什么是頻響范圍呢?頻率響應(yīng)表示耳機的輸出聲壓級隨頻率變化的關(guān)系,如果畫成圖,就是一條以頻率為橫坐標,以輸出聲壓(或者聲壓的分貝數(shù))為縱坐標的函數(shù)曲線。這條曲線在中頻段的總體趨勢是水平的,在低頻端和高頻端,曲線出現(xiàn)下跌的趨勢,耳機的輸出會減少,通常把低頻端和高頻端的輸出相對于中間水平段下跌3dB(因為超過3分貝時,人耳很容易察覺頻響在強度上的變化)的那兩點成為低頻截止點和高頻截止點,這兩點之間的頻帶就是該耳機的頻響范圍。人耳所能聽到聲音頻率是20-20000Hz,大于這個范圍,人耳就聽不到了。但可以感受的到。所以,我們在耳機中會發(fā)現(xiàn),同樣是同一首曲子,用不同耳機,感受就會不同。某個瞬間的聲音信號,除了它本身的基波頻率以外,還有無窮多個諧波頻率。換句話說,某個瞬間的聲音信號,是由無窮多個信號合成得到的。比如一個2kHz的聲音信號,是由2KHz,4KHz,8KHz…等多個信號構(gòu)成的,這就需要耳機的頻響范圍更大,才能更準確地還原聲音信號。高頻的頻響范圍越寬,聲音聽起來越通透純凈。低頻的頻響范圍更寬,低音就能更好地保持足夠的響度,達到下潛更深的效果。高端的耳機,低頻可以下潛到16Hz。而且,頻響好的耳機,信號一來就立即響應(yīng),信號一停就嘎然而止,決不拖泥帶水,分辨率好,可以還原聲音的細節(jié)之處。


3、總諧波失真
耳機的輸出不能完全復(fù)現(xiàn)其輸入,產(chǎn)生了波形的畸變或者信號成分的增減,就叫失真。諧波失真是任何信號都會存在的,它表示除了原信號本身以外還多出來的雜波信號大小。由于音頻信號的頻率范圍很廣,因此這個參數(shù)往往只給出一個標稱值。在耳機的產(chǎn)品說明書上標注的總諧波失真一般是在1KHz單頻率下測量的,只有一個代表性。在復(fù)雜多變的頻率下,諧波失真也是不斷變化的,但大體上不會相差太遠。一副耳機標稱的總諧波失真在0.05%左右就已經(jīng)是極佳了,一些中低端耳機不標注這個參數(shù),是因為這個參數(shù)比較差。有些耳機聽起來讓人感到煩躁,感覺疲勞,就是失真較大所引起的。


4、串?dāng)_

衡量左右兩個耳機通道之間相互干擾、互相隔離的程度。這個值越小越好。


5、信噪比

是有效信號電平與噪聲電平的差值,通常以分貝表示衡量,它是衡量一個耳機產(chǎn)品好壞的重要指標。信號通常設(shè)為標稱工作電平或者耳機的最大工作電平。使用最大工作電平進行信噪比測試時,測量結(jié)果可以稱為動態(tài)范圍,因為其展示了被測耳機中兩個電平的極端值。測試方法一般是音頻分析儀發(fā)送標準的測試音頻(1kHz 幅度以實際所需為準)經(jīng)過耳機以后,耳機再輸出回儀器進行分析得到“信噪比”。音頻分析儀發(fā)送標準的靜音測試音頻經(jīng)過耳機以后,再輸出回音頻分析儀進行分析可測得耳機的底噪。


6、信道間相位測量
同一信號經(jīng)過不同的通道后可能會有不同的相位。耳機的相位差測量是指對同一信號通過左右兩個耳機通道后,信號相位差的測量。這個值也是越小越好。
以上就是耳機最主要的六個參數(shù),除此之外,耳機還有一些常見參數(shù),如音域、音色、音質(zhì)、音染、音場、解析力等。這些參數(shù)其實都可以通過以上的六個參數(shù)進行等效,不再累述。


NTEK性能測試實驗室


NTEK性能測試實驗室擁有迄今為止業(yè)界最高性能和最多功能的雙通道音頻分析儀APX555。APX555是美國AP公司專注音頻測量行業(yè)30年后的巔峰之作,它擁有-120dB的典型剩余失真、高達1MHz的帶寬,120萬點的FFT,完整的24位分辨率,以及0.001 Hz至80 kHz的掃頻范圍,在指標參數(shù)上的表現(xiàn)極端苛刻,可以完美的對耳機的高頻端和低頻端進行測試。


人工頭、仿真嘴、711人工耳、自由場麥克風(fēng)和降噪測試


NTEK還擁有半消聲室以及人工頭、仿真嘴、711人工耳、自由場麥克風(fēng)等配件,有能力完成耳機產(chǎn)品的全部指標測試。除了以上的六個基本指標之外,近年來,降噪耳機大火,催生出越來越多的評價耳機降噪效果的測試需求。

降噪功能對耳機的作用很重要,一是減少噪音,避免過度放大音量,從而減少對耳朵的損害。二是過濾噪音從而提高音質(zhì)和通話質(zhì)量。NTEK性能實驗室可以通過使用兩個仿真嘴,一個在耳機的0角度位置播放粉紅噪聲,另一個仿真嘴在90度角位置播放掃頻信號的方式,通過711仿真耳收取耳機發(fā)出的聲音,并送回音頻分析儀并與原理音頻文件進行比較,再通過相關(guān)軟件的計算,即可實現(xiàn)對耳機的降噪深度的測試。

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