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[经验|分享] 小经验:用SmaartLive检测音频电子设备

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发表于 2019-6-30 18:19:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
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  Smaart测量软件大家都不陌生了,一般都是用来对音响系统的特性进行测量。但是,这个测量工具不光可以测量音响系统,也可以用来测量音响设备的功能特性,今天就来给大家介绍一下具体方法。

  前段时间,我的培训班需要更新一台教学用的数字音频处理器,取代原先的ASHLY3.6SP,因为我有学员生产这东西,就找学员拿了一台回来测试一下,看看其中的各项功能能否满足教学要求。

  为什么要做功能测试,因为之前曾经遇到过某些国产的数字音频设备,虽然功能配置不少,但精度不高,数据误差大。甚至因为软件硬件不匹配,有些功能仅仅是摆设,根本不起作用。教学用的器材,不要求牌子多么响、档次多么高。但必须要求功能齐全,性能稳定,数据误差小,否则就容易误导人了。

  为了避免广告嫌疑,拿了一台无商标的3进6出规格的量产公模产品测试。

  测试分主观听音和客观性能测量两方面,主观听音主要试试设备本底噪声是否明显。至于声音染色现象,只要是个音响设备都有,也称之为“风格”。因每个人对主观效果的理解不同,这里就不做介绍了。

  下面介绍利用大家都比较熟悉的Smaart软件测量系统对设备的客观性能进行定性测试的内容和方法,供大家参考。

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  左边的1号电脑连接数字音频处理器运行处理器的控制软件
  右边的2号电脑运行Smaartlive(V5.0)软件。
  数字音频处理器的控制软件的安装过程很顺利,软件安装完毕后,用USB线和处理器连接上。

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  打开数字音频处理器的控制软件,在软件上选择“连接”。

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  电脑就和处理器就自动连通了

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  下图为处理器与测量系统的连接图

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  Smaartlive通过声卡的Output1插座把信号连接到处理器的Input A通道,数字处理器的Output 1通道接声卡的Input 1插座,声卡的Output 2插座和声卡Input 2插座直接连接。
  接下来开始测试:
  在1号电脑中,打开处理器的控制软件,连接处理器。首先检查各个通道都处于初始状态。

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  第一项、检测设备频响特性曲线

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  打开Smaartlive软件,选中Transfer转换测量模式,选择Pink Noise粉红噪声信号。

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  按下ON运行测试,此时在软件上看到一条曲线,这就是频响曲线。
  但是因为数字设备的AD/DA转换有一定的延时,要测出设备自身的延时量,插入软件进行同步校正后,才能获得准确的频响曲线

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  在上图中,按一下Auto Sm测量设备自身延时量

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  测出设备自身的延时量为0.66ms,这个成绩还算不错。
  设备自身的延时量越小,说明设备AD/DA转换速度比较快,硬件配置较高。
  测出延时量后,按一下页面上的Insert Delay(插入延时)把这个延时量插入测量软件中。

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  可以看到,刚刚测出的延时量已经出现在Delay显示窗中了,表明该延时量已经插入测量软件中,实现的同步校正。
  同步校正后的频响曲线就平整多了,调整一下声卡输入旋钮,或者调整软件窗口右侧的dB+/-,把频响曲线调到0dB刻度线上。

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  当前显示的这条线就是这台处理器的频响曲线,几乎是一条直线,说明频响特性非常好。
  接下来逐个测试各个输入和输出通道的频响曲线,过程这里就不再重复介绍了。后面的测试环节也是一样,只描述一个通道的测试情况,其他通道同样进行。
  经过测试,各个通道的频响曲线基本相同,频响特性平坦,检测合格。
  第二项、检测设备的相位特性曲线

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  在Transfer测量模式下,点击上图中的Phase相位按键,测量相位特性。

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  软件界面分为上下两层,上层为相位响应曲线,下层为频率响应曲线。
  相位响应曲线越平整越平滑,表明相位特性越好。表现到主观听音上,声音就越自然。
  本机相位特性不错,20Hz-4kHz 区间都很平整,4kHz以上开始小幅偏转,到19.64k附近相位角最大偏转了38.6度,这算是不错的成绩了,检测合格。
  第三项、检测增益控制数据(GAIN)是否准确
  关闭相位测试功能,软件窗口恢复到单窗口显示


  把处理器的Input A的输入增益提升6dB

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  把鼠标点在频响曲线上,观察测试软件界面中频响曲线升高的幅度。

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刚好升高到6dB刻度线,说明输入增益控制准确。

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把OUT1的输出增益调到+15dB

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测试软件中显示升高了15dB,数据准确。

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把OUT1的输出增益调到-12dB

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测试软件中显示降低了12dB,数据准确,检测合格。
第四项、检测输入通道图示均衡器(GEQ)数据是否准确

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打开A通道中的GEQ,任意选择一个推子调整,当期是把125Hz的推子提升12dB。

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测量软件显示频率正确,但提升量为10.7dB,略有偏差。

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再对400Hz衰减12dB

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测试软件显示频率基本正确,衰减量略有偏差。
逐个测试后,发现GEQ的提升/衰减量误差在10%左右,不够完美。但一般实际使用时调整量很少大于10dB,影响不是很大。算是基本合格。
备注:这问题反映给厂家,厂家把Smaart的FFT Size设为32K后测试,数据就基本准确了。
出现误差可能和Smaart测试系统设置有关,但我也不想做更深层次的定量分析,大致了解了就可以了。
第五项、检测输入通道的参量均衡(PEQ)数据是否准确
打开A通道中的参量均衡,选第一段,频率选择140Hz,提升15dB。

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观察软件变化

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测试软件显示频率正确,提升量略有偏差。
对10段均衡逐个测试后,调整量均有10%左右的偏差,基本合格。
第六项、检测输出通道中的参量均衡(PEQ)是否准确?
打开OUT1通道中的一段PEQ,设置频率1000Hz,衰减量-8dB。

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测试软件显示频率正确,衰减量-7.5dB,有少量偏差。

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一个输出通道中有10段均衡,每个输出通道测试完,提升/衰减量误差在10%左右,基本合格。
第七项、检测分频器数据是否准确
分频器由高通滤波器和低通滤波器组成,逐个进行测量。
打开OUT1通道中的高通滤波器(HPF),设置频率125Hz,选择Link/Rilay模式,24dB/oct斜率。注意,该模式在分频点上的衰减量是6dB。

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测试软件显示在125Hz位置衰减了6dB,Link-Rilay模式的测量结果正确。

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在处理器中,选择ButterWorth模式,24dB/oct斜率,该模式在分频点的衰减是3dB,同时曲线较陡。

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测试软件显示Butterworth模式的结果正确

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选择Bessel模式,24dB/oct斜率,该模式在分频点的衰减是3dB,同时曲线较缓。

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测试软件显示Bessel模式的结果正确

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逐个把各个模式和斜率选择测试一遍后,高通滤波器情况正常。
打开OUT1通道中的低通滤波器(HPF),设置频率2000Hz,选择Link/Rilay模式,24dB/oct斜率。注意,该模式在分频点上的衰减量是6dB。

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测试软件显示在2000Hz位置衰减了6dB,Link-Rilay模式的测量结果正确。

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选择ButterWorth模式,24dB/oct斜率,该模式在分频点的衰减是3dB,同时曲线较陡。

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测试软件显示Butterworth模式的结果正确

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选择Bessel模式,24dB/oct斜率,该模式在分频点的衰减是3dB,同时曲线较缓。

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测试软件显示Bessel模式的结果正确

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逐个把各个模式和斜率选择测试一遍后,低通滤波器情况正常。
分频器各项功能测试正常,检测合格。

第八项、检测延时量数据(Delay)是否准确?
在延时器页面中把各个输入和输出通道的延时量均设为0ms。

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选择Smaartlive软件的Impulse脉冲测量功能,

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点击Generator图标,打开信号发生器。

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选择Pink Noise粉红噪声信号测量,

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按Start开始测量

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直接测出本机自身延时量为0.66ms。

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然后,测量输入通道延时量精度。


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在输入A通道上加150ms的延时

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测得延时时间为150.66ms,减去本机延时量0.66ms,说明延时量准确。
测量输出通道延时

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在OUT1通道上加20ms延时量

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测量得出20.66ms,减去本机的0.66ms,输出通道的延时量准确。
逐个测试各个通道后,确定各个通道延时量准确,检测合格。
第九项、检测限幅器(Limiter)是否有效
使用Smaartlive软件的Spectrum频谱测量功能,选择粉红噪声信号测量。

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点击Generator图标打开信号发生器


选择Pink Noise粉红噪声信号后,按Gen健打开测试信号。
设置限幅器,把门限值设置为-20dB。
另外针对限幅器,门限值这个说法是错误的,应为启动电平或阈值,门限值是针对噪声门的,已经通知厂家改正。

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按下测试软件的ON键,把粉红噪声的信号电平设置为-30dB,调整声卡输入到软件的信号电平为-20dB。

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加大粉红噪声信号电平到-3dB

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可看到参考信号通道的电平表已经显示爆灯,但经过处理器中限幅器处理过的信号电平依然保持在-20dB,没有增长,说明限幅器有效。
逐个测试各个输出通道后,结果正常,检测合格。
第十项、检测全通滤波器是否有效
在输入A通道中的GEQ上,对1000Hz做一个12dB的提升。

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使用SmaartLive的Transfer转换测量功能,测量当前的频响曲线和相位曲线。

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可以看到在频响曲线的1000Hz出现了突起的波形,同时在1000Hz处,相位曲线也发生了扭转。
在输出1通道中的参量均衡(PEQ)中,选取一段均衡,滤波器类型中选择All Pass全通滤波器。频率设置为1000Hz 。

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调整Q值,观察测试软件中相位曲线的变化。

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对照之前的相位曲线,可以发现扭转的现象有所改善,说明全通滤波器有效,检测合格。
第十一项、检测极性转换功能
把OUT1通道的极性(相位)反转开关(180)设为默认位置。

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利用Smaartlive的Impulse脉冲测量功能进行测试

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可以看到测量结果数据栏最右侧的括号中的“+”号,(+)表示当前信号极性为正极性(正相位)。
按下OUT1通道上的极性(相位)反转开关。

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再次测量,可以看到括号中变成了(-),表现当前信号极性反转了,变成负极性(反相位)了。

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逐个测试各个输出通道,极性转换功能正常,检测合格。
第十三项、噪声门功能测试
利用测量软件发送弱电平粉红噪声信号,处理器输出通过功放接音箱,可在音箱中听到测试信号的声音。

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调高噪声门门限值后,测试信号的声音消失,说明噪声门功能正常,检测合格。
第十四项、DSP资源测试
延时功能是比较耗费处理器中DSP资源的一种功能,测试时把处理器中所有输入输出通道的延时量设置为最大值。

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然后,给处理器输入粉红噪声信号,输出接功放,功放就不用接音箱了。
连续工作2小时,看看会不会死机,不死就过关啦,检测合格。
下图是测试通过后装入机箱后补拍的,测试通过后,又实测6小时。

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经过上述检测,能够确定当前这台数字音频处理器的功能正常,精度不错,算是一台不错的产品,可以留做教学器材了。
该内容及方法适合测试数字音频处理器、数字调音台、数字卡拉OK前级效果器等数字音频产品,当然,也适合对各种模拟音响电子产品(除功放外)的客观特性进行测量。
有兴趣的朋友可以试一试,把自己的设备检测一下,不管结果如何,也能够让自己对自己的设备性能心中有个底了。




来源:陈曦音响培训, 责任编辑:admin


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