Методика тестирования усилителей мощности (и усилителей для наушников) - программное обеспечение, проведение теста и обработка результатов (Варианты корректно отображаемых результатов и ошибочных)

Журнал iXBT.com. Июль-2008. Поступил в продажу! [Подробнее]

Потеря сэмплов при воспроизведении/записи

Тестовый сигнал №1 загружается в анализ RMAA. Первым делом смотрится Интермодуляционные искажения (переменная частота). Если тест произведен корректно - вид графика будет как зеленый без резких пиков.

Если во время теста происходил срыв синхронизации, и часть сэмплов "потерялось", на графике будут вертикальные пики, как на оранжевом.

Вид волны выглядит так - вверху исходный вид, нижний - потерянные сэмплы. При такой потере сэмплов у волны получается излом, который на всех графиках будет выражаться как повышенные искажения.

Второй вариант некорректного отображения графиков из-за "щелчков" - неверное определение RMAA синхронизирующего тона. Это хорошо видно в тесте Интермодуляционные искажения - 60 Гц и 7 кГц, сигнал анализируется между участками Гармонические искажения - 1 кГц и Интермодуляционные искажения - 60 Гц и 7 кГц. Как правило в таком случае АЧХ представляет собой бессмысленную изломанную линию.

Потеря сэмплов может быть не обязательно при воспроизведении, что слышно как "щелчки" - но и во время записи при корректном воспроизведении без щелчков. Если случилась такая проблема - следует выгрузить лишние программы, звуковой карте скорее всего не хватило ресурсов. Так же у части внешних карт USB может быть ограничение на одновременное воспроизведение и запись в высоких частотах дискретизации.

Клиппинг

Во время теста надо следить, что бы при записи не произошло клиппинга. Однако его можно получить и во время обработки результата.

По умолчанию в RMAA предлагается нормализовать амплитуду сигнала по отношению к синхронизирующему тону. Для звуковых карт синхронизация по тону 1 кГц вполне корректна - практически все звуковые карты сейчас имеют АЧХ с малой неравномерностью. Однако усилитель, особенно с тембр блоком может иметь подъемы АЧХ в сравнении с синхронизирующем тоном. В примере показан клиппинг в районе 7 кГц. На АЧХ сложно увидеть, произошел клиппинг или нет

Клиппинг хорошо заметен в тесте Интермодуляционные искажения (переменная частота)

Зеленый график - нет клиппинга, оранжевый - клиппинг есть.

Варианта избежать клиппинга два - использовать синхронизирующий тон в области максимального подъема АЧХ, либо отключить нормализацию сигнала. В случае отключения нормализации сигнала, численные значения в таблице недействительны. Более того, численные значения при нелинейной АЧХ будут корректны только для тех тестов, где после нормализации уровень тона/тонов соответствуют тому уровню, по которому производится расчет численного значения.

Отсутствие клиппинга при калибровке в RMAA и наличие перегрузки на графиках

Может получится так, что откалибровав уровни рядом с порогом перехода усилителя в искажения

маркер показывает место перехода в искажения


участок до искажений


учесток после перехода в искажения

Длительность участка, на котором нет искажений, составила 0,15 сек. Во время калибровки подается небольшой продолжительности сигнал и такие искажения просто не успевают проявится.

Влияние шумов на график АЧХ и взаимопроникновение каналов

RMAA строит АЧХ и взаимопроникновение каналов по мультитоновому сигналу. Мультитоновый сигнал энергетически близок к реальному музыкальному сигналу и уровень гармоник ВЧ невысок. При наличии наводок в ВЧ спектре или шумов АЧХ может быть неверной.

В качестве примера возьмем X-Fi XtremeMusic, c записанным сигналом на E-MU1616m. Как видно, выше 50 кГц наблюдается подъем шумовой полки из-за особенностей работы ЦАП карты. На самых высоких частотах гармоники мультитонового сигнала оказываются ниже шумов.

При анализе записанного сигнала на АЧХ появляется подъем, который построен уже по "шумам".

В при наличии шумов большого уровня измерения синусом с переменной частотой предпочтительнее за счет более высокого соотношения сигнал/шум к амплитудному значению гармоники. Но к нему то же есть нарекания, этот сигнал менее приближен к музыкальному и построение АЧХ будет сделано на большей выходной мощности усилителя (как в тестах THD). Второй момент, уже касающийся текущей версии RMAA - калибровка АЧХ возможна только на мультитоновом сигнале. В идеале АЧХ нужно строить на разных типах сигналов для более полной картины.

К слову, из-за большого влияния шумов мультитоновый сигнал не используется в акустических измерениях (и аналогичные нарекания справедливы и для измерений шумом и MLS сигналами).

Посмотрим на взаимосвязь шумовой полки в стандартных отображениях результатов RMAA

Так выглядит спектр шумовой полки в стандартном отчете.

Так построит RMAA АЧХ по шумам (зеленый график получен заменой мультитонового сигнала на шум)

Вот так выглядит взаимопроникновение каналов (вместо мультитона подставлен шум)

Хочется в очередной раз подчеркнуть, что RMAA - это инструмент и интерпретация данных зависит только от квалификации пользователя. К сожалению, когда квалификации не хватает, зачастую начинаются поиски "ошибок в программе, показывающей непонятные результаты".

Ссылки

• Методика тестирования усилителей (вторая редакция)
• Программное обеспечение, проведение теста и обработка результатов
  • Варианты корректно отображаемых результатов и ошибочных
• Описание примеров отчетов тестирования усилителей и усилителей для наушников
  • Пример отчета тестирования усилителя для наушников Prodigy HD2 Gold
  • Пример отчета тестирования усилителя для наушников X-Fi XtremeMusic
  • Пример отчета тестирования усилителя для наушников E-MU 1616m
  • Пример отчета тестирования усилителя на базе LM3886
  • Пример отчета тестирования усилителя Behringer A500
• Измерительная аппаратура