現(xiàn)在人對(duì)于智能型手機(jī)要求甚高，除了先前提到的屏幕、相機(jī)質(zhì)量之外，越來越多人透過手機(jī)聽音樂，對(duì)于音樂愛好者來說，手機(jī)的音質(zhì)好壞才是最重要的。然而，若以單純?nèi)硕袛嘁糍|(zhì)好壞是非常主觀的，因此百佳泰將以儀器測(cè)試的手法，解析智能型手機(jī)音質(zhì)是否有衰減、失真、串音、噪聲等問題，進(jìn)而做出手機(jī)的差異性比較分析。

 

測(cè)試樣機(jī)：

 

 

我們將音質(zhì)(或音頻)測(cè)試分為輸出及輸入兩大類。

–輸出的部分，指的是數(shù)字訊號(hào)轉(zhuǎn)模擬訊號(hào)(Digital to Analog, D/A)的質(zhì)量，像是耳機(jī)孔(前級(jí))、擴(kuò)大器(后級(jí))，喇叭都是屬于輸出的范圍。

 

–輸入的部分，指的是模擬訊號(hào)轉(zhuǎn)成數(shù)字訊號(hào)(Analog to Digital, A/D)的質(zhì)量，手機(jī)的內(nèi)建麥克風(fēng)及耳麥孔皆屬于輸入的測(cè)試范圍。

針對(duì)這兩大類，我們分別制定了測(cè)試項(xiàng)目如下:

 

 

各測(cè)試項(xiàng)目的詳細(xì)說明，請(qǐng)見: 電容產(chǎn)品 音質(zhì)評(píng)測(cè)解析

 

音質(zhì)輸出測(cè)試

測(cè)試儀器:

– Audio Precision APX585 + AP500 v4.2

– 10K Ohm Loading (仿真后端擴(kuò)大機(jī)之假負(fù)載)

 

測(cè)試設(shè)定及流程:

從手機(jī)撥放音訊檔案，透過3.5mm并帶有10K Ohm負(fù)載抗阻的線纜，連結(jié)至Audio Precision APX585，量測(cè)出數(shù)據(jù)后再做比較。

 

圖一: D/A音效輸出測(cè)試設(shè)定流程

 

1. D/A – Full Scale Output Voltage and THD + n Ratio

測(cè)試目的: 該音頻測(cè)試主要是以最大音量為主要測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，但有些手機(jī)在最大音量時(shí)會(huì)有不穩(wěn)定的現(xiàn)象，例如失真超過1%(截波) 會(huì)使得聲音產(chǎn)生不好的聽覺感受，像是破音，亦或是兩聲道level不同。因此在最大音量設(shè)定時(shí)，播放0dBFS檔案，電壓輸出要在300mV以上，藉由此測(cè)試得知其最大不失真值，后續(xù)測(cè)試也將以此數(shù)據(jù)作為參考基準(zhǔn)。

建議標(biāo)準(zhǔn)值:低于1%的失真率，且必需輸出超過300mV以上的電壓。

測(cè)試訊號(hào): 0dBFS / 1KHz, 44KHz 16bit PCM Wav。

 

 

從測(cè)量的結(jié)果來看, iPhone6和Android Phone 2在輸出1KHz頻率時(shí)電壓較大(超過1V)而且失真率較低。Android Phone 1和Android Phone3 的失真率差不多，但相較之下 Android Phone3輸出稍大一點(diǎn)點(diǎn)。

 

整體表現(xiàn)排名: iPhone 6> Android Phone 2> Android Phone 3> Android Phone 1

 

2. D/A – THD+n Amp. vs Frequency

測(cè)試目的: 在全頻范圍內(nèi)，檢查各頻率的輸出失真量。

建議標(biāo)準(zhǔn)值: 在全頻20Hz-20KHz中，須≦-65dB。

測(cè)試訊號(hào): 采用44KHz以及48KHz采樣的音訊文件來做測(cè)試，44KHz是音訊常用標(biāo)準(zhǔn)采樣率，之所以外加48KHz采樣率，主要是針對(duì)百佳泰團(tuán)隊(duì)曾發(fā)現(xiàn)Android系統(tǒng)在播放48KHz的音頻檔時(shí)出現(xiàn)過Resampling error，造成過大的失真和衰減，因此特別提出來在對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目中做檢測(cè)。

首先來看在播放44KHz采樣的音訊文件時(shí)，iPhone 6 及 Android Phone 2在中高頻皆有-85dB到-90dB的低失真表現(xiàn)，但Android Phone 2在低頻時(shí)，失真的幅度較iPhone 6大。然而，Android Phone 1在中頻的表現(xiàn)，與iPhone 6和Android Phone 2 差距約5dB。Android Phone 3的失真率全頻皆高于-80dB，為四支手機(jī)中表現(xiàn)最差。

 

 

 

在播放48KHz采樣的音訊文件時(shí)，失真表現(xiàn)與44KHz雷同, 所有受測(cè)物皆無Resample error現(xiàn)象產(chǎn)生。

 

 

 

整體表現(xiàn)排名: iPhone6> Android Phone 2> Android Phone 1> Android Phone 3

 

3. D/A – Dynamic Range

測(cè)試目的: 在1KHz的頻率點(diǎn)上, 測(cè)量參考訊號(hào)和噪訊之間的距離。從此測(cè)試項(xiàng)目可以看出受測(cè)物和連接環(huán)境中會(huì)產(chǎn)出多大的噪聲總量。

建議標(biāo)準(zhǔn)值: 大于等于85dB, (44KHz 16 Bit的理想值是96dB)。

測(cè)試訊號(hào): -60dBFS(微弱訊號(hào)) 1KHz 44KHz 16 bit PCM WAV。

所有DUT中除了Android Phone 1，其余皆有90dB以上的表現(xiàn)。iPhone6 和Android Phone 2則有接近16bit音頻所能呈現(xiàn)最大動(dòng)態(tài)范圍(96dB)的表現(xiàn)，如下圖: CH1為左聲道、CH2為右聲道。

 

 

整體表現(xiàn)排名: iPhone6> Android Phone 2> Android Phone 3> Android Phone 1

 

4. Frequency Response

測(cè)試目的: 在全頻范圍內(nèi)，檢查輸出對(duì)原始訊號(hào)的衰減程度曲線。

建議標(biāo)準(zhǔn)值: 低/高頻的衰減不能超過±1dB且中間波動(dòng)部分不能超過±0.25dB。

測(cè)試訊號(hào): 輸入-20dBFS強(qiáng)度的全頻訊號(hào)(20Hz-20KHz Sweep)以及44KHz和48KHz 16 bit PCM WAV采樣的音訊文件。

 

一般來說，我們?nèi)硕梢月犚姷脑u(píng)響范圍是在20Hz-20,000Hz，超出這個(gè)范圍的聲音，大部分的人耳是沒辦法聽得到，但可能可以感覺得到。一般在市面上看到的頻率響應(yīng)規(guī)格，僅展現(xiàn)出耳機(jī)可以發(fā)出的聲音，但是并不能呈現(xiàn)該副耳機(jī)在高頻(高音)/低頻(低音)表現(xiàn)的質(zhì)量，百佳泰這次將以儀器來測(cè)量其高低頻的質(zhì)量。

在播放44KHz采樣的音訊文件時(shí)，Android Phone1全頻如一直線，完全沒有任何衰減，表現(xiàn)最好。其他機(jī)種在中段部份雖算平順，但iPhone6在還原20KHz頻率時(shí)，有極微小的衰減。Android Phone 2回放能力只能到19KHz，而Android Phone 3到17.6KHz頻率就不支持了，表現(xiàn)最差。

 

 

 

在播放48KHz采樣的音訊文件時(shí)，所有受測(cè)物表現(xiàn)皆十分相近，都能良好回放全頻音訊文件并無Resample Error情況。

 

 

 

整體表現(xiàn)排名: Android Phone 1>iPhone6> Android Phone 2> Android Phone 3

 

5. D/A – Crosstalk vs Frequency

測(cè)試目的: 在全頻范圍內(nèi)，檢查無聲聲道對(duì)有聲聲道電位的比例。此舉為用來判斷聲道和聲道之間是否有串音的現(xiàn)象。在模擬的信號(hào)輸出上，串音是不可避免的一種情形，對(duì)使用者帶來的困擾在于所謂的立體聲在每聲道傳遞的信息和相位皆不同，若是信號(hào)有某種程度的混合，則立體感和音場(chǎng)定位將大為模糊。

建議標(biāo)準(zhǔn)值: 至少≧50dB，差距越大越好。(此項(xiàng)目數(shù)據(jù)取絕對(duì)值)。

測(cè)量結(jié)果將分為兩種檢查點(diǎn)來看，分別為傳統(tǒng)檢查點(diǎn)10KHz以及表現(xiàn)最差的頻率點(diǎn)。從下方數(shù)據(jù)及圖表可看出Android Phone 2表現(xiàn)較佳，全頻有近80dB左右的表現(xiàn)。Android Phone 1全頻表現(xiàn)約在75dB，iPhone在70dB上下，然而Android Phone 3則低于60dB，表現(xiàn)較差。

 

 

整體表現(xiàn)排名: Android Phone 2> Android Phone 1>iPhone6> > Android Phone 3

 

6. SPK- Full Scale SPL vs Frequency

測(cè)試目的: 了解受測(cè)物的喇叭在還原不同頻率時(shí)的能力。 
測(cè)試訊號(hào): 100Hz-15KHz, 0dBFS, 44KHz 16 bit Wave。

SPK測(cè)試儀器: 分貝機(jī)TES-1357 Sound Level Meter。

測(cè)試環(huán)境: 此測(cè)試進(jìn)行于一個(gè)安靜的房間，環(huán)境噪音為38dBspl(Slow, A-weight)。Slow代表儀器變化取值的間隔為一秒，量測(cè)值會(huì)扣除A-weight的加權(quán)值。藉由播放23種不同頻率中最大值的數(shù)字訊號(hào)檔案，再利用分貝機(jī)量測(cè)不同頻率時(shí)的個(gè)別音壓，進(jìn)而得知喇叭在還原不同頻率時(shí)的能力。

在測(cè)量的過程中，我們?cè)O(shè)定受測(cè)物的喇叭和分貝計(jì)之間的距離為10cm，透過近距離可以取得直接音，減少反射音的干擾。有些受測(cè)物內(nèi)建有二顆喇叭，為求公平，所有的測(cè)量數(shù)據(jù)皆是以測(cè)量單顆喇叭質(zhì)量為主。

 

 

圖二: Sound Pressure Level 測(cè)試設(shè)定及流程，這邊的Fast Setting指的是分貝機(jī)測(cè)量DUT喇叭時(shí)的設(shè)定(100 millisecond取值)，用來監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)變動(dòng)的情形。

根據(jù)我們的量測(cè)結(jié)果顯示，Android Phone 2曲線在高頻衰減較少，低頻則與iPhone 6的表現(xiàn)接近，因此整體看來聲壓較完整，在此項(xiàng)目中表現(xiàn)最佳。

iPhone 6 及Android Phone 3則表現(xiàn)的差不多。Android Phone 1和Android Phone 2一樣為雙喇叭設(shè)計(jì)， 但表現(xiàn)沒有像Android Phone 2優(yōu)秀，很明顯單顆喇叭的能量不如其他機(jī)種，同時(shí)在高頻的衰減嚴(yán)重。

 

 

整體表現(xiàn)排名: Android Phone 2> iPhone 6> Android Phone 3> Android Phone 1

 

 

結(jié)語

綜觀手機(jī)音效輸出的評(píng)比，可發(fā)現(xiàn)各家廠商著重的部分不盡相同。下方的統(tǒng)整評(píng)比，分?jǐn)?shù)越低，代表質(zhì)量越好，可得知iPhone 6在整體音質(zhì)輸出的表現(xiàn)優(yōu)于其他手機(jī)， Android Phone 2表現(xiàn)平平，Android Phone 1在失真以及背景噪音這部分表現(xiàn)較差。Android Phone 3在各項(xiàng)目的表現(xiàn)都不及其他手機(jī)，有很大的進(jìn)步空間。百佳泰將于下篇文章介紹音質(zhì)輸入的評(píng)測(cè)比較。

 

 

 

 

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