Краткие теоретические сведения. Тема: Тестирование звуковой карты

Лабораторная работа №4

Тема: Тестирование звуковой карты.

Цель: Научиться проводить тестирование звуковой карты с помощью специального приложения SignalSpirit Audio Analyser, определять её основные характеристики.

Выполнили: Группа

Дата выполнения: 16.12.2007 21:25 Дата защиты:

Оценка:

Подипись:

Краткие теоретические сведения

Программа SignalSpirit Audio Analyser предназначена для проверки характеристик электронных аудио устройств. Программа не требовательна к вычислительным ресурсам компьютера и успешно работает даже на низкоскоростных процессорах с частотами от 200МГц.

С помощью SignalSpirit Audio Analyser компьютер, оснащенный звуковой картой, работает в качестве генератора тестового сигнала и одновременно как сигнальный анализатор. Синтезированный в цифровой форме тестовый сигнал подвергается цифро-аналоговому преобразованию (ЦАП), выходит через линейный выход карты, проходит по аналоговым цепям, входит в карту через линейный вход, преобразуется в цифровую форму аналогово-цифровым преобразователем (АЦП) и обрабатывается сигнальным анализатором. На этапе аналогового представления сигнала на него действуют наводки, шумы, он подвергается различным искажениям, перестает быть чистым. Так как синтез исходного и обработка полученного сигналов выполняются в цифровом виде, имеется возможность отследить практически все вносимые искажения.

Ход работы:

Для тестирования Вам понадобится данная утилита - SignalSpirit Audio Analyzer.

Прежде всего начало работы следует начать с установки данной утилиты, ее можно найти в папке Programs.

Рассмотрим тестирование характеристик звуковой карты SB PCI Aureal SQ1500 (Vortex AU8810A1). Эта карта низшего ценового диапазона и от нее трудно ожидать идеального звучания, однако разберем ее основные характеристики.

Прежде всего соединим линейный выход карты с ее линейным входом. Таким образом мы проведем измерения сквозных характеристик канала записи-воспроизведения.

Запускаем программу и на вкладке "Настройка" нажимаем кнопку "Запуск" - программа начинает генерировать тестовый и отображает входной сигналы. С помощью микшера Windows выбираем в качестве канала записи линейный вход, а в канале воспроизведения отключаем ненужные нам выходы:

Здесь сталкиваемся с тем, что несмотря на то, что в микшере были выставлены максимальные значения громкости, уровень входного сигнала все равно слишком мал. Значит показатели напряжения линейного входа или линейного выхода отличаются от стандартного. При подключении звукового усилителя к выходу звуковой карты, уровень воспроизводимого сигнала будет слабым и его придется компенсировать регуляторами громкости уже усилителя, а значит качество воспроизведения снизится.

Закончив подготовительные работы переходим непосредственно к измерениям. Для этого нажимаем вкладку "Измерения" и вкладку "Спектрограф". На спектрограмме еще раз отмечаем, что уровень входного сигнала низок -21дб и отношение сигнал/шум SNR=57дб.

Для сигнала максимальной амплитуды SNR= -78дб приведенный уровень шума отображается прямо на спектрограмме красной штрихпунктирной линией.

Хорошая звуковая аппаратура должна обеспечивать отношение сигнал/шум больше 96дб (порог слышимости в условиях тихой комнаты).

Теперь отключаем генерацию сигнала и посмотрим на наводки от питающей сети и компьютера.

Спектральный максимум составляет всего -95дб. Это почти соответствует порогу слышимости, а значит паразитных наводок практически нет.

Проверим стабильность опоры АЦП/ЦАП в звуковой карте. Для этого опять запускаем тестовый сигнал, увеличиваем окно спектрографа и двойным щелчком включим отображение отчетов спектра. В идеальном случае график должен состоять из одного пика на фоне шумов карты. Все отсчеты лежат ниже приведенного уровня шумов (красная штрихпунктирная линия) и поэтому они будут маскироваться собственными шумами карты.

Проведем измерения коэффициента нелинейных искажений или коэффициента гармоник. Коэффициент нелинейных искажений характеризует тот факт, что при подаче на вход звукового усилителя синусоидального сигнал определенной частоты на выходе из-за нелинейности, присущей любому звуковоспроизводящему устройству, появляются гармоники основной частоты: вторая, третья и т.д. При этом нечетные гармоники на слух ощущаются менее заметно. У современной звуковоспроизводящей аппаратуры коэффициент нелинейных искажений обычно менее 0,1%. Для проведения измерения откроем вкладку "Гармоники". Измеренный коэффициент гармоник составляет 0,07%.

Далее перейдем к измерению Амплитудно-Частотной Характеристики (АЧХ). АЧХ представляет собой сквозной коэффициент передачи амплитуды сигнала от частоты. Результаты экспериментальных исследований по определению чувствительности слуха к неравномерности АЧХ показали, что ее отклонения на частотах 100Гц и 10кГц по отношению к частоте 1кГц от +2 до -4дб практически не ощущаются на слух. Однако границей чувствительности слуха считают отклонения от +1 до -2дб.

Измерении АЧХ показывают, что в области низких частот тестируемая звуковая карты проявляет себя очень хорошо, а на высоких частотах граница воспроизведения лежит между 14 и 15кГц, что далеко от границы слышимости в 20кГц.

Характерным параметром для аппаратуры звуковоспроизведения является также уровень разделения в стереоканалах. На практике этот параметр стремятся получить минимальным, близкий к динамическому диапазону. В нашем случае можно измерить его зависимость от частоты, а максимальное значение, равное -55дб, этот параметр принимает на высшей частоте звукового диапазона.

Сведём полученные результаты в одну таблицу:

Отношение сигнал/шум	80дб
Уровень помех	-95дб
Коэффициент гармоник	0.07%
АЧХ +0 -3дб	20Гц - 14.5кГц
Минимальный уровень разделения стереоканалов	-55дб

В итоге, можно сказать что трудно было ожидать хороших характеристик от звуковой карты низшего ценового диапазона. Однако в чем-то (в уровне помех, уровне гармонических искажений) карта проявила себя очень неплохо. Однако любителям высококачественного воспроизведения ее точно не стоит рекомендовать, так как АЧХ, уровень разделения стереоканалов, уровни линейного выхода/входа проявили себя не с лучшей стороны.

Рассмотрим тестирование характеристик звуковой карты:

Результаты тестирования представлены в талбице:

Отношение сигнал/шум	дб
Уровень помех	-дб
Коэффициент гармоник	%
АЧХ +0 -3дб	Гц - кГц
Минимальный уровень разделения стереоканалов	-дб

Выводы: