測(cè)試樣機(jī)：

測(cè)試項(xiàng)目

音質(zhì)輸入測(cè)試

測(cè)試儀器:

– Audio Precision APX 585+AP500 v4.1

– 3RCA to 3.5 mm鏈接器及線纜 (為了啟動(dòng)耳麥孔的輸入功能，會(huì)加上1K-1.5K奧姆的負(fù)載)

– 聲音紀(jì)錄應(yīng)用程序WinMob 1.81803.0 Apps

測(cè)試設(shè)定及流程:

首先透過(guò)訊號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生模擬音頻訊號(hào)，將此訊號(hào)透過(guò)加掛假負(fù)載的3RCA to 3.5mm線纜，經(jīng)由手機(jī)耳麥孔輸入同時(shí)執(zhí)行數(shù)字錄音，文件格式為非破壞壓縮的脈沖編碼調(diào)變格式(PCM, 44KHz, 16bit, 單聲道)，最后再透過(guò)USB線纜傳輸錄音檔案至Audio Precision APX 585做分析。

其實(shí)要開(kāi)啟耳麥孔的輸入功能，每一支手機(jī)所需的方法不盡相同，舉例來(lái)說(shuō)等效電路負(fù)載或是耳麥指令的干擾都會(huì)影響到此功能。除非是該產(chǎn)品研發(fā)人員, 不然個(gè)中參數(shù)只能在不斷的錯(cuò)誤以及嘗試中找到，百佳泰測(cè)試團(tuán)隊(duì)在此花了一番苦心研究，終于成功打開(kāi)每一支受測(cè)手機(jī)的輸入功能。

Figure 1 : A/D Test Setup

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

測(cè)試目的: 找出可以讓數(shù)字錄音電平達(dá)到最大不失真(0dBFS)的模擬輸入訊號(hào)電壓值，該值也會(huì)成為之后測(cè)試的參考值。

建議標(biāo)準(zhǔn)值: 錄音電平越接近0dBFS越好

執(zhí)行上方介紹的測(cè)試流程，我們可以得知在可接受的失真范圍內(nèi)，四臺(tái)DUT分別須提供多少輸入電壓才可獲得最大的錄音電平。

在此測(cè)試中，只有iPhone 6 及Android Phone 3錄下的檔案其電平接近0dBFS，而 Android Phone 3只需要13mV即可達(dá)到錄音電平的最大值，似乎在靈敏度上優(yōu)于iPhone6，而Android Phone 1 與 Android Phone 2不管輸入多大電壓，錄音電平只會(huì)停在-1dB不會(huì)再往上升，同時(shí)失真程度也略差于iPhone 6 及 Android Phone 3。

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

2. A/D – THD+n Amp. vs Frequency

測(cè)試目的: 在全頻的范圍中，檢查輸入失真的程度。

建議標(biāo)準(zhǔn)值:在100Hz- 20KHz中，其值須≦-65dB

從我們的測(cè)試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，iPhone6 除了在低頻有一點(diǎn)小噪聲，其他頻率范圍皆有小于-80dB的失真率，表現(xiàn)不錯(cuò)。Android Phone 1 和Android Phone 2 失真表現(xiàn)差不多，但Android Phone 1在低頻部份表現(xiàn)較好，這二者看起來(lái)皆是只注重中頻部份的質(zhì)量。Android Phone 3則介于-70至-75dB之間。

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

3. A/D – Dynamic Range

測(cè)試目的: 在1KHz的頻率點(diǎn)上，測(cè)量最大錄音電平和噪訊之間的距離。

建議參考值: >= 70 dB，距離越大越好。

iPhone6 和Android Phone 3有80dB以上的表現(xiàn)，Android Phone 1表現(xiàn)則和Android Phone 2表現(xiàn)接近。

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

4. Frequency Response

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

建議標(biāo)準(zhǔn)值: 低頻部份 (200Hz)，不要衰減超過(guò)3dB。高頻部份 (8KHz)，不要衰減超過(guò)1dB。

頻率范圍一般來(lái)說(shuō)越寬越好，但各廠商的要求不同，有可能一開(kāi)始就假設(shè)目標(biāo)為提供語(yǔ)音(人聲)錄制的功能，所以頻率范圍較窄，僅局限在中頻部份。

iPhone 6低頻從160Hz開(kāi)始衰減超過(guò)3dB，高頻可到18KHz衰減才會(huì)超過(guò)1dB。

Android Phone 1在全頻的表現(xiàn)能力也超越其他機(jī)種，但在5KHz部份有不正常波動(dòng)(如下圖)。

Android Phone 2及Android Phone 3 頻率范圍較窄，較適合語(yǔ)音錄制。

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

5. MIC- Full Scale Input Level and SNR

測(cè)試儀器:

-Audition 1.5 Audio Edition Software

-Larson Davis CAL200 Standard Audio Source

-聲音紀(jì)錄應(yīng)用程序WinMob 1.81803.0 Apps

測(cè)試環(huán)境及流程:

首先將94dBspl的標(biāo)準(zhǔn)聲壓透過(guò)手機(jī)內(nèi)建麥克風(fēng)錄制下來(lái)，最后再透過(guò)Adobe Audition這套軟件分析其錄音電平。

透過(guò)錄制一段標(biāo)準(zhǔn)音源然后檢查其錄音電平大小的方式，可以比較出每一支手機(jī)其內(nèi)建麥克風(fēng)的靈敏度好壞。然后再利用錄下背景噪聲和標(biāo)準(zhǔn)音源做比較，此方法可推算出其訊噪比的數(shù)據(jù)。

從結(jié)果得知，雖然Android Phone 2錄下的電平較高，但相對(duì)背景噪音也較iPhone6來(lái)的高，以常見(jiàn)錄音電位為-20dBV來(lái)看，似乎iPhone6的設(shè)置較為理想。Android Phone 1和Android Phone 3錄音電平較低，可能有較小聲的疑慮。最后將每支受測(cè)手機(jī)的無(wú)聲錄音數(shù)據(jù)拿來(lái)分析后，得出Android Phone 2及iPhone6二款手機(jī)的內(nèi)建麥克風(fēng)訊噪比較佳。

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

結(jié)語(yǔ)

綜觀手機(jī)音效輸入的評(píng)比(如下圖)，可看到iPhone6在各項(xiàng)音效輸入測(cè)試的表現(xiàn)突出 (總分?jǐn)?shù)越低，代表質(zhì)量越好)。Android Phone 3及Android Phone 2的表現(xiàn)平平，兩者差距不大。Android Phone 1除了在頻率響應(yīng)中的表現(xiàn)超過(guò)其他機(jī)種之外，其他各項(xiàng)皆還有很大的進(jìn)步空間。我們?cè)谏弦黄糍|(zhì)測(cè)試文章曾提到，音質(zhì)好壞是非常主觀的，百佳泰藉由這次以儀器測(cè)量的報(bào)告，提供給讀者一個(gè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量評(píng)比。

音訊傳輸有很多種形式，百佳泰在音質(zhì)相關(guān)的量測(cè)經(jīng)驗(yàn)豐富，在音質(zhì)輸入及輸出這塊，不僅是前述提到的手機(jī)，大部分的產(chǎn)品，如計(jì)算機(jī)、電視、機(jī)頂盒、智能裝置甚至是零組件等皆可進(jìn)行測(cè)試。百佳泰擁有龐大的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)及專(zhuān)業(yè)技術(shù)資源，可提供廠商具競(jìng)爭(zhēng)力的比較報(bào)告。

相關(guān)連結(jié):

智能型手機(jī)分析體驗(yàn)-屏幕(Display)篇

智能型手機(jī)分析體驗(yàn)-相機(jī)(Camera)篇

智能型手機(jī)分析體驗(yàn)-音質(zhì)(Audio)篇-上

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(lèi)。

–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(lèi)，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(shuō)明，請(qǐng)見(jiàn): 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(guò)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(guò)1%(截波) 會(huì)使得聲音產(chǎn)生不好的聽(tīng)覺(jué)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(guò)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(lái)看, iPhone6和Android Phone 2在輸出1KHz頻率時(shí)電壓較大(超過(guò)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(lái)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(guò)Resampling error，造成過(guò)大的失真和衰減，因此特別提出來(lái)在對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目中做檢測(cè)。

首先來(lái)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(wú)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(guò)±1dB且中間波動(dòng)部分不能超過(guò)±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(lái)說(shuō)，我們?nèi)硕梢月?tīng)見(jiàn)的評(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(méi)辦法聽(tīng)得到，但可能可以感覺(jué)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(lái)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(méi)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(wú)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(wú)聲聲道對(duì)有聲聲道電位的比例。此舉為用來(lái)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(lái)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(lái)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(guò)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(guò)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(lái)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(lái)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(méi)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(yǔ)

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。

相關(guān)連結(jié):

智能型手機(jī)分析體驗(yàn)-屏幕(Display)篇

智能型手機(jī)分析體驗(yàn)-相機(jī)(Camera)篇