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【北測(cè)小課堂】三分鐘帶你了解耳機(jī)的性能及測(cè)試

2021-09-30
8607 作者: NTEK北測(cè)檢測(cè)集團(tuán)官網(wǎng)
本文關(guān)鍵詞:

耳機(jī)性能測(cè)試


當(dāng)我們想買一副耳機(jī)時(shí),隨便打開(kāi)一個(gè)購(gòu)物網(wǎng)站搜索耳機(jī),動(dòng)不動(dòng)就跳出幾十萬(wàn)種商品,價(jià)格從9.9包郵到十幾萬(wàn)一款的都有,款式上又有開(kāi)放式(入耳式)、半開(kāi)放式、封閉式等類型,工作原理上又可分為動(dòng)圈、動(dòng)鐵、靜電耳機(jī)等等,所以要怎樣判斷一副耳機(jī)的優(yōu)劣呢?

本文不討論耳機(jī)的材質(zhì)和工藝,只從耳機(jī)的聲學(xué)指標(biāo)上入手,試著帶您對(duì)耳機(jī)的性能有個(gè)基本的了解,畢竟耳機(jī)就是用來(lái)傳遞聲音信號(hào)的嘛。

聲學(xué)性能里最重要的六個(gè)指標(biāo)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(gè)指標(biāo)

1、增益

是指放大電路對(duì)輸入信號(hào)的放大能力,在耳機(jī)行業(yè),更經(jīng)常使用的是指標(biāo)是靈敏度,它反映的是耳機(jī)發(fā)出聲音的響度。業(yè)界測(cè)試耳機(jī)的靈敏度是用一個(gè)1KHz、1毫瓦的信號(hào)輸入耳機(jī),檢測(cè)它所發(fā)出聲音的聲壓級(jí)來(lái)完成的。如果靈敏度太小,相同的輸入信號(hào)下,耳機(jī)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(huì)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(shí)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(píng)價(jià)耳機(jī)好壞的重要指標(biāo)之一,那什么是頻響范圍呢?頻率響應(yīng)表示耳機(jī)的輸出聲壓級(jí)隨頻率變化的關(guān)系,如果畫(huà)成圖,就是一條以頻率為橫坐標(biāo),以輸出聲壓(或者聲壓的分貝數(shù))為縱坐標(biāo)的函數(shù)曲線。這條曲線在中頻段的總體趨勢(shì)是水平的,在低頻端和高頻端,曲線出現(xiàn)下跌的趨勢(shì),耳機(jī)的輸出會(huì)減少,通常把低頻端和高頻端的輸出相對(duì)于中間水平段下跌3dB(因?yàn)槌^(guò)3分貝時(shí),人耳很容易察覺(jué)頻響在強(qiáng)度上的變化)的那兩點(diǎn)成為低頻截止點(diǎn)和高頻截止點(diǎn),這兩點(diǎn)之間的頻帶就是該耳機(jī)的頻響范圍。人耳所能聽(tīng)到聲音頻率是20-20000Hz,大于這個(gè)范圍,人耳就聽(tīng)不到了。但可以感受的到。所以,我們?cè)诙鷻C(jī)中會(huì)發(fā)現(xiàn),同樣是同一首曲子,用不同耳機(jī),感受就會(huì)不同。某個(gè)瞬間的聲音信號(hào),除了它本身的基波頻率以外,還有無(wú)窮多個(gè)諧波頻率。換句話說(shuō),某個(gè)瞬間的聲音信號(hào),是由無(wú)窮多個(gè)信號(hào)合成得到的。比如一個(gè)2kHz的聲音信號(hào),是由2KHz,4KHz,8KHz…等多個(gè)信號(hào)構(gòu)成的,這就需要耳機(jī)的頻響范圍更大,才能更準(zhǔn)確地還原聲音信號(hào)。高頻的頻響范圍越寬,聲音聽(tīng)起來(lái)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(dá)到下潛更深的效果。高端的耳機(jī),低頻可以下潛到16Hz。而且,頻響好的耳機(jī),信號(hào)一來(lái)就立即響應(yīng),信號(hào)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(xì)節(jié)之處。


3、總諧波失真
耳機(jī)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(hào)成分的增減,就叫失真。諧波失真是任何信號(hào)都會(huì)存在的,它表示除了原信號(hào)本身以外還多出來(lái)的雜波信號(hào)大小。由于音頻信號(hào)的頻率范圍很廣,因此這個(gè)參數(shù)往往只給出一個(gè)標(biāo)稱值。在耳機(jī)的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)上標(biāo)注的總諧波失真一般是在1KHz單頻率下測(cè)量的,只有一個(gè)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(huì)相差太遠(yuǎn)。一副耳機(jī)標(biāo)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(jī)不標(biāo)注這個(gè)參數(shù),是因?yàn)檫@個(gè)參數(shù)比較差。有些耳機(jī)聽(tīng)起來(lái)讓人感到煩躁,感覺(jué)疲勞,就是失真較大所引起的。


4、串?dāng)_

衡量左右兩個(gè)耳機(jī)通道之間相互干擾、互相隔離的程度。這個(gè)值越小越好。


5、信噪比

是有效信號(hào)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(gè)耳機(jī)產(chǎn)品好壞的重要指標(biāo)。信號(hào)通常設(shè)為標(biāo)稱工作電平或者耳機(jī)的最大工作電平。使用最大工作電平進(jìn)行信噪比測(cè)試時(shí),測(cè)量結(jié)果可以稱為動(dòng)態(tài)范圍,因?yàn)槠湔故玖吮粶y(cè)耳機(jī)中兩個(gè)電平的極端值。測(cè)試方法一般是音頻分析儀發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試音頻(1kHz 幅度以實(shí)際所需為準(zhǔn))經(jīng)過(guò)耳機(jī)以后,耳機(jī)再輸出回儀器進(jìn)行分析得到“信噪比”。音頻分析儀發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)的靜音測(cè)試音頻經(jīng)過(guò)耳機(jī)以后,再輸出回音頻分析儀進(jìn)行分析可測(cè)得耳機(jī)的底噪。


6、信道間相位測(cè)量
同一信號(hào)經(jīng)過(guò)不同的通道后可能會(huì)有不同的相位。耳機(jī)的相位差測(cè)量是指對(duì)同一信號(hào)通過(guò)左右兩個(gè)耳機(jī)通道后,信號(hào)相位差的測(cè)量。這個(gè)值也是越小越好。
以上就是耳機(jī)最主要的六個(gè)參數(shù),除此之外,耳機(jī)還有一些常見(jiàn)參數(shù),如音域、音色、音質(zhì)、音染、音場(chǎng)、解析力等。這些參數(shù)其實(shí)都可以通過(guò)以上的六個(gè)參數(shù)進(jìn)行等效,不再累述。


NTEK性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)室


NTEK性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)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(guó)AP公司專注音頻測(cè)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(dá)1MHz的帶寬,120萬(wàn)點(diǎn)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(biāo)參數(shù)上的表現(xiàn)極端苛刻,可以完美的對(duì)耳機(jī)的高頻端和低頻端進(jìn)行測(cè)試。


人工頭、仿真嘴、711人工耳、自由場(chǎng)麥克風(fēng)和降噪測(cè)試


NTEK還擁有半消聲室以及人工頭、仿真嘴、711人工耳、自由場(chǎng)麥克風(fēng)等配件,有能力完成耳機(jī)產(chǎn)品的全部指標(biāo)測(cè)試。除了以上的六個(gè)基本指標(biāo)之外,近年來(lái),降噪耳機(jī)大火,催生出越來(lái)越多的評(píng)價(jià)耳機(jī)降噪效果的測(cè)試需求。

降噪功能對(duì)耳機(jī)的作用很重要,一是減少噪音,避免過(guò)度放大音量,從而減少對(duì)耳朵的損害。二是過(guò)濾噪音從而提高音質(zhì)和通話質(zhì)量。NTEK性能實(shí)驗(yàn)室可以通過(guò)使用兩個(gè)仿真嘴,一個(gè)在耳機(jī)的0角度位置播放粉紅噪聲,另一個(gè)仿真嘴在90度角位置播放掃頻信號(hào)的方式,通過(guò)711仿真耳收取耳機(jī)發(fā)出的聲音,并送回音頻分析儀并與原理音頻文件進(jìn)行比較,再通過(guò)相關(guān)軟件的計(jì)算,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)耳機(jī)的降噪深度的測(cè)試。

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