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1、模拟音频参数和测试1. 基本单位和概念dBu以0.775V (有效值)为基准电压时的电压电平单位。表示为：dBu=20lg(v/0.775)dBu的计算只考虑电压电平本身，而不考虑与相应的电功率电平之间的关系，不考虑阻抗是否为600 Q。一-参照 GY/T 192-2003 dBu 采用接近 0 的源阻抗和接近无穷大的负载阻抗!基准信号的电平为 0.775V RMS dBu=20log(Vx/0.775)，Vx=0.775*10(Dbu/20)， 0.775V RMS对应的电阻为600ohm,即1mW在600ohm产生0.77459的电压p = U20.7752-6QQ-0.001W注意dBu
2、表示的是电压值，在音频上并不是以1uV作为基准电压，而是以0.775V RMS作为基准 所以dBu换算出来是RMS值Vrms有效值，均方根值，正弦波时，均方根值Vrms为振幅Vm的0.707倍，为峰峰值的0.707/2倍握据榛耳器抚龙律J周期电瘴岱怕t过电阻良时,竹|艄T吐测叮和酗材卜划懾y逼山训忙曲的ii、LiUT| 肌131消耗的能牙如VK =97 Rf2 dt = RT0优电疣】的匸屯即匀周期怙号电沆i心 的布蝕值a |1丁-有效悦等T周期已廉瞬B4值的T力 茁 牛周期中的T均也的T方瓶 N此又称加“根此 通幕川心汀叶竝爲i闹期匸小如1厲也浏将EXh艸g 4优人內炯述川算幻艸山请到才:仇
3、8窝酬）|如- 1 +CCM2-iWY -.7性07同理周训电比 曲舶仃效值叮定又见V = 0.707 v.Vpp 峰峰值 Vpp=2*Vm=2.828VrmsdBFs（dB below digital Full Scale）以满刻度的量值为0dB,常用于各种特性曲线上；数字音频信号测量中经常使用到单位“dbFS”。0dbFS既是指满刻度的数字音频参考电平，即“数字 满刻度电平”，它是指在数字域的音频系统中，A/D或D/A转换器可能达到的“数字过载”之前的最 大可编码模拟信号电平。0dbFS为数字音频信号最高峰的绝对值，与16bit线性编码PCM信号对应的 最高值为7FFF（16进制），最高负
4、值电平为8000（16进制），十进制数为32767。不同国家对数字设备满度电平值OdBFS所对应的电平模拟信号的电平值不尽相同，目前还没有这个标 准数字码的国际标准，常见的是SMPTE。（美国电影电视工程师学会）和EBU（欧洲广播联盟）推荐的两 个方案。SMPTE推荐的转换基准规定为对于16bit的PCM声音信号，频率为lkHz的模拟正弦波信号的 正、负峰值使A/D转换器分别产生OCCD, F333数字码时的幅度为参考电平。OCCD和F333对应的十进 制数为3277，因20lg3277/32767-20dBFS，所以SMPTE推荐的参考电平为-20dBFS。EBU推荐的转换基准规定对于l6b
5、it的PCM声音信号，频率为lkHz的模拟正弦波信号的正、负峰值 使A/D转换器分别产生OFFF, F000数字码时的幅度为参考电平。OFFF, F000对应的十进制数为4095, 因 20lg4095/32767-18dBFS,所以 EBU 推荐的参考电平为-18dBFS。针对不同的模拟基准电平，OdBFS所对应的模拟信号电压电平也不同。由于中国广播系统中采用+4dBu 作为音频系统的校准电平，所以广播电影电视行业标准GY/T192规定数字设备的满度电平值OdBFS对 应的模拟信号电平为24dBu,考虑到中国广播电台的实际情况，现阶段允许满度电平值OdBFS对应的 模拟信号电压电平+22dB
6、u的数字设备继续使用。测试数字电视接收产品的音频输出电平时必须对测试码流中的音频信号电平进行规定oGY/T-192规定 中国的数宇音频满刻度电平OdBFS对应的模拟信号电平为+24dBu,但国际上对这个对应关系并没有统 一的标准。另外因应用场合不同,各种仪器设备的数字满引度所对应的模拟电平也不相同。目前中国 生产企业和测试机构多选用国外生产的数宇测试信号发生器，主要产品有美国泰克公司生产的MTG系 列和R&S公司生产的DVRG等。其中DVRG对音频信号有如下规定：0dBr=+6dBu=l.66V(DIN45406),OdBFS二满刻度，16bit编码，对应信号峰一峰的十进制数为65536;Od
7、Br二-6dBFS, 16bit编码，对应信号峰一峰的十进制数为32768(土 16384)。可以看出，DVRG的数 宇满刻度电平OdBFS对应的模拟电平不是+24dBu，而是+l2dBu，其参考电平是-6dBFS(+6dBu)。有 线数字电视系统用户终端接收机入网技术条件和测量方法第一部分：透明传输电性能参数(暂行)中 规定:在测量数字有线电视接收机的音频输出电平时应采用-2OdBFS(+4dBu)的信号，要求接收机的输 出电平不小于-8dBu。但是如果使用DVRG作为信号源，其-2OdBFS所对应的不是+4dBu,而是-8dBu, 如果仍采用-2OdBFS的信号进行测试，会造成测试结果的不
8、正确。因此在使用数宇测试信号发生器前， 应对其音频数字满刻度所对应的模拟信号电平进行确认，采用标准规定的信号电平进行测试，才能保 证测试结果的准确性。dBu和dBFS是有对应关系的FS Full Scale在美国ATSC系统中，OdBFS被定义为相当于模拟电平的24dBu (12.3V)，在中国及 欧洲DVB系统中，OdBFS被定义为相当于模拟电平的22dBu (9.76V)。实际DBFS实验室测试 用码流DBFSDBuVrmsVpp-36-24-12O.195O.551-35-23-11O.218O.618-34-22-1OO.245O.693-33-21-9O.275O.778-32-2O
9、-8O.3O9O.873-31-19-7O.346O.979-3O-18-6O.3881.O98-29-17-5O.4361.232-28-16-40.4891.383-27-15-30.5491.552-26-14-20.6161.741-25-13-10.6911.953-24-1200.7752.192-23-1110.8702.459-22-1020.9762.759-21-931.0953.096-20-841.2283.474-19-751.3783.897-18-661.5464.373-17-571.7354.907-16-481.9475.505-15-392.1846.17
10、7-14-2102.4516.931-13-1112.7507.776-120123.0858.725-11133.4629.790-10143.88410.985-9154.35812.325-8164.89013.829-7175.48715.516-6186.15617.409-5196.90719.534-4207.75021.917-3218.69624.591-2229.75727.592-12310.94730.95902412.28334.736备注对于16bit采样音频信号的动态范围是96DBdBFS = 20 * log (采样信号 / 1111 1111 1111 111
11、1)20 * log (1111 1111 1111 1111 / 1111 1111 1111 1111) = 0 dBFS20 * log (0000 0000 0000 0001 / 1111 1111 1111 1111) = -96 dBFS (换成10进制)而24bit采样的采样音频信号的动态范围 144.4943974 DB音频信噪比 音频信噪比是指音响设备播放时，正常声音信号强度与噪声信号强度的比值。当信噪比低，小信号输 入时噪音严重，在整个音域的声音明显变得浑浊不清，不知发的是什么音，严重影响音质。信噪比的 大小是用有用信号功率（或电压）和噪声功率（或电压）比值的对数来表示的
12、。这样计算出来的单位 称为“贝尔”。实用中因为贝尔这个单位太大，所以用它的十分之一做计算单位，称为“分贝”。对 于便携式DVD来说，信噪比至少应该在70dB （分贝）以上，才可以考虑。信噪比，即SNR（Signal to Noise Ratio），又称为讯噪比。狭义来讲是指放大器的输出信号的电压 与同时输出的噪声电压的比，常常用分贝数表示，设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少。一般来 说，信噪比越大，说明混在信号里的噪声越小，声音回放的音质量越高，否则相反。信噪比一般不应 该低于70dB，高保真音箱的信噪比应达到110dB以上。信噪比罡义的详細描述SNR = ltriJog.l)Signal
13、power? i Nnis-e power 丿Signal voltage2 诅 I R(Noise voltage)3i Noise R 丿= 2(* Log:llrSignalNoise vohae；+ 10*Log3Or Noise；Signalif Nqisq R = Signal ft信噪比的测量及计算通过计算公式我们发现，信噪比不是一个固定的数值，它应该随着输入信号的变化而变化，如果 噪声固定的话，显然输入信号的幅度越高信噪比就越高。显然，这种变化着的参数是不能用来作为一 个衡量标准的，要想让它成为一种衡量标准，就必须使它成为一个定值。于是，作为器材设备的一个 参数，信噪比被定义为
14、了“在设备最大不失真输出功率下信号与噪声的比率”，这样，所有设备的信 噪比指标的测量方式就被统一起来，大家可以在同一种测量条件下进行比较了。信噪比通常不是直接 进行测量的，而是通过测量噪声信号的幅度换算出来的，通常的方法是：给放大器一个标准信号，通 常是0.775Vrms或2Vp-p1kHz,调整放大器的放大倍数使其达到最大不失真输出功率或幅度（失真的 范围由厂家决定,通常是10%，也有1%）,记下此时放大器的输出幅Vs,然后撤除输入信号，测量 此时出现在输出端的噪声电压，记为Vn,再根据SNR=20LG（Vn/Vs）就可以计算出信噪比了。Ps和Pn 分别是信号和噪声的有效功率，根据SNR=10LG （Ps/Pn）也可以计算出信号比。这样的测量方式完全可以体现设备的性能了。但是，实践中发现，这种测量方式很多时候会出现 误差，某些信噪比测量指标高的放大器，实际听起来噪声比指标低的放大器还要大。经过研究发现， 这不是测量方法本身的错误，而是这种测量方法没有考虑到人的耳朵对于不同频率的声音敏感性是不 同的，同样多的噪声，如果都是集中在几百到几千Hz,和集中在20KHz以上是完全不同的效果，后者 我们
