現(xiàn)在人對于智能型手機要求甚高，除了先前提到的屏幕、相機質(zhì)量之外，越來越多人透過手機聽音樂，對于音樂愛好者來說，手機的音質(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試的手法，解析智能型手機音質(zhì)是否有衰減、失真、串音、噪聲等問題，進而做出手機的差異性比較分析。
測試樣機：
我們將音質(zhì)(或音頻)測試分為輸出及輸入兩大類。
–輸出的部分，指的是數(shù)字訊號轉(zhuǎn)模擬訊號(Digital to Analog, D/A)的質(zhì)量，像是耳機孔(前級)、擴大器(后級)，喇叭都是屬于輸出的范圍。
–輸入的部分，指的是模擬訊號轉(zhuǎn)成數(shù)字訊號(Analog to Digital, A/D)的質(zhì)量，手機的內(nèi)建麥克風及耳麥孔皆屬于輸入的測試范圍。
針對這兩大類，我們分別制定了測試項目如下:
各測試項目的詳細說明，請見: 電容產(chǎn)品 音質(zhì)評測解析
音質(zhì)輸出測試
測試儀器:
– Audio Precision APX585 + AP500 v4.2
– 10K Ohm Loading (仿真后端擴大機之假負載)
測試設定及流程:
從手機撥放音訊檔案，透過3.5mm并帶有10K Ohm負載抗阻的線纜，連結(jié)至Audio Precision APX585，量測出數(shù)據(jù)后再做比較。
圖一: D/A音效輸出測試設定流程
1. D/A – Full Scale Output Voltage and THD + n Ratio
測試目的: 該音頻測試主要是以最大音量為主要測試標準，但有些手機在最大音量時會有不穩(wěn)定的現(xiàn)象，例如失真超過1%(截波) 會使得聲音產(chǎn)生不好的聽覺感受，像是破音，亦或是兩聲道level不同。因此在最大音量設定時，播放0dBFS檔案，電壓輸出要在300mV以上，藉由此測試得知其最大不失真值，后續(xù)測試也將以此數(shù)據(jù)作為參考基準。
建議標準值:低于1%的失真率，且必需輸出超過300mV以上的電壓。
測試訊號: 0dBFS / 1KHz, 44KHz 16bit PCM Wav。
從測量的結(jié)果來看, iPhone6和Android Phone 2在輸出1KHz頻率時電壓較大(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輸出稍大一點點。
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
測試目的: 在全頻范圍內(nèi)，檢查各頻率的輸出失真量。
建議標準值: 在全頻20Hz-20KHz中，須≦-65dB。
測試訊號: 采用44KHz以及48KHz采樣的音訊文件來做測試，44KHz是音訊常用標準采樣率，之所以外加48KHz采樣率，主要是針對百佳泰團隊曾發(fā)現(xiàn)Android系統(tǒng)在播放48KHz的音頻檔時出現(xiàn)過Resampling error，造成過大的失真和衰減，因此特別提出來在對應的項目中做檢測。
首先來看在播放44KHz采樣的音訊文件時，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，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，為四支手機中表現(xiàn)最差。
在播放48KHz采樣的音訊文件時，失真表現(xiàn)與44KHz雷同, 所有受測物皆無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
測試目的: 在1KHz的頻率點上, 測量參考訊號和噪訊之間的距離。從此測試項目可以看出受測物和連接環(huán)境中會產(chǎn)出多大的噪聲總量。
建議標準值: 大于等于85dB, (44KHz 16 Bit的理想值是96dB)。
測試訊號: -60dBFS(微弱訊號) 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
測試目的: 在全頻范圍內(nèi)，檢查輸出對原始訊號的衰減程度曲線。
建議標準值: 低/高頻的衰減不能超過±1dB且中間波動部分不能超過±0.25dB。
測試訊號: 輸入-20dBFS強度的全頻訊號(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響范圍是在20Hz-20,000Hz，超出這個范圍的聲音，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規(guī)格，僅展現(xiàn)出耳機可以發(fā)出的聲音，但是并不能呈現(xiàn)該副耳機在高頻(高音)/低頻(低音)表現(xiàn)的質(zhì)量，百佳泰這次將以儀器來測量其高低頻的質(zhì)量。
在播放44KHz采樣的音訊文件時，Android Phone1全頻如一直線，完全沒有任何衰減，表現(xiàn)最好。其他機種在中段部份雖算平順，但iPhone6在還原20KHz頻率時，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，所有受測物表現(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
測試目的: 在全頻范圍內(nèi)，檢查無聲聲道對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。在模擬的信號輸出上，串音是不可避免的一種情形，對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，若是信號有某種程度的混合，則立體感和音場定位將大為模糊。
建議標準值: 至少≧50dB，差距越大越好。(此項目數(shù)據(jù)取絕對值)。
測量結(jié)果將分為兩種檢查點來看，分別為傳統(tǒng)檢查點10KHz以及表現(xiàn)最差的頻率點。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
測試目的: 了解受測物的喇叭在還原不同頻率時的能力。
測試訊號: 100Hz-15KHz, 0dBFS, 44KHz 16 bit Wave。
SPK測試儀器: 分貝機TES-1357 Sound Level Meter。
測試環(huán)境: 此測試進行于一個安靜的房間，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，量測值會扣除A-weight的加權(quán)值。藉由播放23種不同頻率中最大值的數(shù)字訊號檔案，再利用分貝機量測不同頻率時的個別音壓，進而得知喇叭在還原不同頻率時的能力。
在測量的過程中，我們設定受測物的喇叭和分貝計之間的距離為10cm，透過近距離可以取得直接音，減少反射音的干擾。有些受測物內(nèi)建有二顆喇叭，為求公平，所有的測量數(shù)據(jù)皆是以測量單顆喇叭質(zhì)量為主。
圖二: Sound Pressure Level 測試設定及流程，這邊的Fast Setting指的是分貝機測量DUT喇叭時的設定(100 millisecond取值)，用來監(jiān)測實時變動的情形。
根據(jù)我們的量測結(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 2一樣為雙喇叭設計， 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種，同時在高頻的衰減嚴重。
整體表現(xiàn)排名: Android Phone 2> iPhone 6> Android Phone 3> Android Phone 1
結(jié)語
綜觀手機音效輸出的評比，可發(fā)現(xiàn)各家廠商著重的部分不盡相同。下方的統(tǒng)整評比，分數(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， 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在各項目的表現(xiàn)都不及其他手機，有很大的進步空間。百佳泰將于下篇文章介紹音質(zhì)輸入的評測比較。
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