?Allion Labs / Allen Liao

在許多智能手機(jī)取消了3.5mm的耳機(jī)孔設(shè)計(jì)后，藍(lán)牙?耳機(jī)在近年來成為一波熱潮；不論從上班族、學(xué)生群體、或是喜愛運(yùn)動的族群等，都能在大街小巷看見藍(lán)牙耳機(jī)的蹤影。藍(lán)牙耳機(jī)的優(yōu)點(diǎn)除體積小、便于攜帶外，藍(lán)牙傳輸技術(shù)于近年來的發(fā)展，更讓音質(zhì)的表現(xiàn)及低功耗技術(shù)提升一個(gè)層次，造就出真無線藍(lán)牙耳機(jī)。

真無線藍(lán)牙?耳機(jī)相比傳統(tǒng)的無線藍(lán)牙耳機(jī)在于將左右耳單體的連結(jié)纜線改為無線方式傳輸，不僅提高使用的方便性，也因纜線連接的消失，不再有聽診器效應(yīng)的出現(xiàn)。兩代藍(lán)牙耳機(jī)在不支持高分辨率或低延時(shí)通信時(shí)，其使用規(guī)范基本上是相同的，但真無線藍(lán)牙耳機(jī)大多可支持Bluetooth 5.0規(guī)范（性能體現(xiàn)在耳機(jī)的續(xù)航力上）。

然而，礙于藍(lán)牙?與 Wi-Fi 技術(shù)都使用 2.4GHz 的無線工作頻段，時(shí)常會有聯(lián)機(jī)頻段上共存的技術(shù)性問題，再加上真無線藍(lán)牙耳機(jī)的機(jī)體設(shè)計(jì)通常較小，造成天線的設(shè)計(jì)有所局限，讓耳機(jī)的共存問題更加嚴(yán)重。

根據(jù)百佳泰豐富的無線相關(guān)測試經(jīng)驗(yàn)，針對真無線藍(lán)牙?耳機(jī)在 2.4GHz 無線共存問題可能造成的影響，歸納了下列狀況：

• 無線信號的干擾造成藍(lán)牙?按鍵功能（播放、暫停、換下一首）反應(yīng)延遲，甚至失效
• 無線信號的干擾造成音樂的聆聽過程中有破音，甚至沒聲音

 

2.4GHz 共存問題該怎么測？
百佳泰針對真無線藍(lán)牙?耳機(jī)在2.4GHz頻段的共存問題，選用市面上3款熱門的真無線藍(lán)牙耳機(jī)（Optoma、Samsung、Audio-Technica），從「環(huán)境架設(shè)」、「工作表現(xiàn)判斷基準(zhǔn)」、「實(shí)際測試結(jié)果」來驗(yàn)證無線信號在干擾情況下的問題和劣化。廠商可透過上述三點(diǎn)作為設(shè)計(jì)參考依據(jù)，避免因聯(lián)機(jī)問題造成用戶不良體驗(yàn)以及對于品牌的負(fù)面印象。

圖一：百佳泰選用市售三款真無線藍(lán)牙?耳機(jī)作為本次測試DUT

 

環(huán)境架設(shè)

所有真無線藍(lán)牙耳機(jī)測試項(xiàng)目都會在電波隔離室中進(jìn)行，如此可隔絕外界電波干擾的因素，而得到穩(wěn)定的測試結(jié)果。此外，在測試過程中為了要分析藍(lán)牙耳機(jī)在干擾情況下的音訊表現(xiàn)，還會搭配音頻分析儀（Audio Precision）來執(zhí)行高分辨率的音頻量測。

圖二：真無線藍(lán)牙耳機(jī)的無線共存測試架設(shè)圖

 

針對不同場域的測試環(huán)境，我們能依照您的需求模擬不同場域的干擾測試情境，如不同無線通信技術(shù)（Wi-Fi、Bluetooth?、LTE）、不同通信裝置的數(shù)量、信號密集度不同（高速或低速技術(shù)）。

 

不同干擾的模擬可由以下幾種方式來制造干擾信號：

• 實(shí)際架設(shè)各種場域中常見無線產(chǎn)品。例：藍(lán)牙喇叭、Wi-Fi無線路由器、智能型手機(jī)、智能家電等產(chǎn)品
• 使用信號產(chǎn)生儀器發(fā)射可控制的干擾信號（如調(diào)變類型、頻率、能量）

 

藍(lán)牙耳機(jī)工作表現(xiàn)的判斷基準(zhǔn)

百佳泰提供的無線共存測試判斷基準(zhǔn)是以用戶體驗(yàn)的感受為判斷依據(jù)，也就是一般使用者常碰到的問題：耳機(jī)按鍵控制的反應(yīng)延遲、耳機(jī)音頻失真問題。

針對上述問題，我們建議的檢測項(xiàng)目如下：

按鍵功能反應(yīng)延遲測試

在與計(jì)算機(jī)藍(lán)牙配對成功后，透過藍(lán)牙耳機(jī)的按鍵操作計(jì)算機(jī)的播放或暫停功能，整個(gè)控制反應(yīng)過程中所需的時(shí)間。

音頻錯(cuò)誤率測試

藍(lán)牙耳機(jī)連續(xù)播出單一音頻5KHz音訊，過程中加入干擾并用音頻分析儀來觀察真無線藍(lán)牙耳機(jī)輸出的音頻狀況。

 

實(shí)際測試結(jié)果

根據(jù)下列測試結(jié)果，Optoma 在無干擾的測試環(huán)境中延遲時(shí)間大約為1秒多（圖三1），而在加入干擾的測試環(huán)境中（如圖三2），延遲狀況從提前幾個(gè)衰減值就開始惡化（惡化現(xiàn)象提前幾個(gè)衰減值代表在干擾情境下，可正常操作的距離變短）。然而，Optoma相較于其他兩款藍(lán)牙耳機(jī)，還是可看出有較佳的反應(yīng)時(shí)間。

圖三：實(shí)測按鍵反應(yīng)時(shí)間

 

針對聆聽過程中可能出現(xiàn)的破音、斷訊現(xiàn)象，我們先簡單說明判斷的手法與測試機(jī)制。圖四、五是從音頻分析儀解析出音訊輸出的音頻結(jié)果，若是在藍(lán)牙聯(lián)機(jī)質(zhì)量正常的情況下，音頻分析儀上僅在5KHz會有數(shù)值，因此可以得知分析儀上所觀察到的音頻曲線在對應(yīng)到播放時(shí)間時(shí)會是一條直線（如圖四）。當(dāng)藍(lán)牙聯(lián)機(jī)因受到干擾而產(chǎn)生掉封包的狀況時(shí)，就會出現(xiàn)音頻抖動的狀況（如圖五）。當(dāng)音頻抖動超出一定范圍時(shí)，人耳才能分辨出音訊有問題，但詳細(xì)的判斷依據(jù)還需經(jīng)過大量的測試數(shù)據(jù)累積與統(tǒng)計(jì)。

圖四：藍(lán)牙聯(lián)機(jī)狀況正常時(shí)

 

圖五：藍(lán)牙聯(lián)機(jī)狀況不佳時(shí)

 

我們以上述測試結(jié)果為依據(jù)，統(tǒng)計(jì)在所有固定取樣長度中，有多少筆數(shù)據(jù)是人耳能聽出問題，并分析有狀況的取樣數(shù)據(jù)占所有取樣數(shù)據(jù)的比例，最后所得出的結(jié)果稱之為音頻錯(cuò)誤率（Sound Error Rate）。

為了客觀判斷音頻錯(cuò)誤率在一般大眾所能容忍的范圍界值，我們透過收集多數(shù)人的聆聽感受后，統(tǒng)計(jì)出音頻錯(cuò)誤率對照表：發(fā)現(xiàn)到真無線藍(lán)牙耳機(jī)的使用者對于音頻錯(cuò)誤率容忍范圍約落在5%內(nèi)，若超出此范圍時(shí)，大部份的用戶則對該產(chǎn)品產(chǎn)生不良印象。5%的音頻錯(cuò)誤率可用作驗(yàn)證耳機(jī)抗干擾能力的一個(gè)基準(zhǔn)值；因此，廠商若在日后設(shè)計(jì)藍(lán)牙耳機(jī)時(shí)可將其納入考慮，用以提升產(chǎn)品質(zhì)量。

表1：使用者對于音頻錯(cuò)誤率的實(shí)際感受

 

 

我們接著將本次選用的3款藍(lán)牙耳機(jī)套入音頻錯(cuò)誤率測試。從結(jié)果來看，Optoma在無干擾的測試環(huán)境中表現(xiàn)最佳，Audio-Technica次之。而在加入干擾的測試環(huán)境中（模擬低干擾的家庭使用環(huán)境），可以發(fā)現(xiàn)三家品牌的測試結(jié)果明顯有退化的現(xiàn)象發(fā)生，但仍能看出Optoma的抗噪聲能力是較好的，Samsung則排名第二。

 

 

總結(jié)以上按鍵控制反應(yīng)及音頻錯(cuò)誤率的兩個(gè)測試結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)Optoma的藍(lán)牙耳機(jī)在無線干擾的情況下，仍保有較佳的表現(xiàn)。

 

真無線藍(lán)牙耳機(jī)的最佳測試伙伴

隨著市面上真無線藍(lán)牙耳機(jī)產(chǎn)品不斷推陳出新，參差不齊的質(zhì)量以及無線共存的問題將會越來越明顯，百佳泰擁有深厚的無線產(chǎn)品測試經(jīng)驗(yàn)，可提供客制化測試服務(wù)；從使用者體驗(yàn)出發(fā)、到多樣化的干擾情境場域設(shè)計(jì)，為您的產(chǎn)品質(zhì)量把關(guān)并提升市場競爭力。