笔记本电脑声卡HD音效测试

2011-10-15 08:56:15来源: 互联网
    许多家庭媒体中心使用PC,甚至是笔记本电脑负责整个系统的内容播放,因此Microsoft Vista对音频的要求就成了电脑声卡及其它相关外设的重要指标,其需要达到HD音频的输出品质。此外,对于空间较小的居住环境,如学生公寓等,笔记本电脑就成了其HD欣赏体验的核心设备。

  微软的Windows徽标计划(Windows Logo Plan, WLP)对安装Vista操作系统的PC机和笔记本电脑提出了十分具体的强制性音质要求。对包括THD+N、动态范围、串扰等8项受电脑音频信号通道影响的参数都有详细规定。

图1DTM对WLP中的一些参数进行强制测试将来DTM还会增加一些测试内容


  微软设备测试项目(DTM)目前要求对Vista音效参数的一个子集进行强制测试。图1为DTM简化框图,一台称为DTM Studio的电脑主机控制测试过程并产生测试报告,被测设备(SUT)连接到Audio Precision 公司的2700系列双域音频分析仪上,然后再接到Audio Precision主机的电脑上。所有设备均由DTM控制器通过网络控制。

  目前音频分析仪仅能测试被测系统音频输出接口的电信号,DTM近期可能对其测试设备进行升级来满足扬声器等声学性能测试的要求。系统设计工程师必须认真选择音频信号通道上所有的有源和无源器件,在笔记本电脑中,音频信号始于南桥(南桥支持主板上的低速信号,如音频等,北桥支持存贮和显示)。南桥提供一个连接高清音频(HDA)Codec的接口,Codec的模拟输出再连至音频功放。音频功放的输入和HDA Codec音频输出之间需要放置隔直电容,以防两侧偏置电压不一致。

  在音频功放输出和插座之间通常会有一个EMC滤波器,包括一个低成本的磁珠和一个小电容(图2)。如果使用类似MAX9724A或MAX9789A(MAX9789A集成了AB类立体声扬声器功放、DirectDrive 无电容耳机放大器
和LDO)的立体声音频功放,则音质可超过Vista操作系统的要求(表1)。这些芯片都使用了美信公司的DirectDrive专利技术,传统电路上常见的大尺寸隔直电容可以被省去,从而可以减小尺寸,降低成本,其充放电引起的爆破声也被消除。

  总谐波失真和噪声 (THD+N)

  总谐波失真加噪声(THD+N)量化了系统呈现的非线性,谐波失真会改变音色,让音乐听起来不自然。噪声是指在播放空白音乐期间听到的残余嘶嘶声和嗡嗡声。THD+N是音频信号回放精度的量化指标,对最终用户来讲非常重要。

  THD+N是谐波和噪声的和(不包括基波)与基波的比。通常三个因素会影响THD+N测试:有源器件(HDA Codec和音频功放)、无源器件(电容和磁珠等),以及电路板布局(主要是接地的处理)。

  通常,有源器件仅影响THD+N的高频部分,在这种情况下,可以先测试一下有源器件的评估板。低频出现问题的情况通常是由输入隔直电容的材质和容值引起,要尽量选择使用那些高耐压、电介质材料好的电容。

  磁珠的典型应用是放置在音频功放和输出插座之间,和接地的小电容一起构成一个滤除ESD和EMI影响的滤波器,同时也是会增加THD的另一个无源器件。质量差的磁珠会导致整个音频频段内都无法通过测试。

图2微软DTM测试耳机放大器整个信号通道的电气性能


  如果被测系统选用的有源器件是Vista兼容的,并且还选用了高品质无源器件,则要考虑电路板布局的影响。此时,影响THD+N的主要是噪声而不是失真,最有可能的原因是HDA Codec和音频功放的接地出现了问题。为保证最优的性能,Codec的模拟地必须与音频功放的模拟地共地。如果存在地电位差,则可能增加噪声。

  满幅输出电压

  DTM还需要测试满幅输出电压(FS),该电压是指 Codec输入均为零时在音频输出插座处测得的电压。DTM规定了WLP设备的最小电压。FS非常重要,因为它能确保用户可以在飞机等嘈杂的环境中听清楚DVD的播放内容。为了避免伤害听觉,最近还对该参数的上限作了限制。最小输出电压的要求很可能会伴随着最大输出电压的要求,尤其对那些销往法国和德国的产品而言。

  信号动态范围

  信号动态范围是满幅电平与加权底噪声RMS值的比率。会造成动态范围测试失败的两个主要原因是输出被衰减或底噪声被提升。首先要确认输出插座的电压能够满足满幅输出的要求,如果不能,需要检查衰减发生在哪里。如果系统输出插座处测到的满幅信号没有问题,动态范围则可能受到了噪声的影响。在寻找噪声源之前要确认系统中的有源器件在噪声方面能否满足Vista的要求 (噪声通常会在器件数据资料的电气特性参数表中列出)。如无法确认,则需先使用该器件的评估板进行基本测试。

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关键字:HD音效测试  电脑声卡

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/1015/article_3716.html
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