聲音存在于生活每個角落，是人們認識世界的一個重要途徑。為了更具象化的了解聲音，人們使用各種名詞來對它進行描述，比如頻率響應、采樣頻率、位深、聲壓、THD+N等等。通過音頻測試儀器，可以將聲音通過具體數據或曲線表現出來，輔助人們更合理的去評估一個音頻系統是否滿足要求或是為滿足要求需要怎樣去優化。Audio Precision（AP）是目前很多音頻從業者信賴的測試工具，后續將基于AP525及泰凌 TLSR9518A EVB介紹音頻相關的測試。

本篇文章主要梳理測試中頻繁遇到的音頻參數：

采樣率（Sample Rate）

位深（Bite Depth）

頻率響應（Frequency Response）

平均電平（RMS Level）

增益（Gain）

底噪（Noise Level）

信噪比（SNR）

總諧波失真+噪聲（THD+N）

延遲（Delay）

1

采樣率

ADC采樣率：每秒鐘可以采集并轉換模擬信號的次數，它決定了聲音的還原質量和自然度。采樣率越高，采集、保留到的聲音細節就更多，后期還原的聲音就越真實、自然。由于人耳的聽覺范圍大概是20Hz ~20kHz，所以從理論上來說采樣率大于40kHz就能涵蓋人耳所能聽到的音頻范圍，生活中常看到的44.1kHz、48kHz采樣音頻都是無損音頻。

DAC采樣率：每秒從信號中提取的信號的個數，決定了可輸出的最大頻率分量。

2

位深

音頻的位深決定了所能表示的動態范圍，比如16位ADC動態范圍=20*lg(2^16/1)≈96dB，24位ADC動態范圍=20*lg(2^24/1)=144dB。所以位深越大，動態范圍更大，即可記錄更多關于電平幅度的細節，最終還原的聲音也更真實。

下圖紅點采樣幅度，位深16時可以被區分開，位深12時則無法被區分。

圖1 不同位深采樣

3

頻率響應

對于音頻設備，頻率響應可以理解為音頻設備對不同頻率信號的處理或重現。對于音頻信號頻率，一般關注20Hz~20kHz范圍。理想情況下，輸入幅度相同的不同頻率信號，過音頻設備后輸出幅度也是相同的，就是趨于一條直線。實際應用中音頻器件頻響并非平坦的、或是根據需要的效果將頻響曲線調整成不同風格的“曲線”。

圖2 理想頻響曲線

圖3 調整的頻響曲線

4

平均電平

數字或模擬信號經過音頻系統后輸出的信號幅度。

5

增益

模擬或數字信號經過音頻系統后，系統對信號的放大或衰減程度。通常對于ADC和DAC路徑，會有對應的模擬增益和數字增益可供調整。

圖4 ADC 路徑增益

圖5 DAC路徑增益

6

底噪

音頻系統輸出的背景噪聲強度，是音頻系統中除有用信號以外的總噪聲。

本底噪聲較大時，可以聽到明顯的“沙沙”噪聲或是“雪花”音；

當電源或射頻等其他干擾信號引入特定頻率信號時，會聽到對應頻率雜聲

圖6 底噪頻域示意

7

信噪比

音頻信號中有用信號強度與噪聲信號強度的比值。單位dB，是用來衡量音頻音質好壞的重要參數。如果信噪比過低，那么噪聲可能對音頻信號產生干擾，實際體驗就會感覺音質模糊、音樂或通話人聲的清晰度降低。所以如果追求高音質、高清晰度，那么信噪比是必須要參考重要指標。

圖7 主頻信號與底噪

8

諧波失真+噪聲

總諧波失真（THD_Total Harmonic Distortion）是指信號在測量頻率范圍內的所有諧波的能量占主頻信號能量的百分比，用于描述信號諧波強弱。

THD+N就是在THD的基礎上增加了底噪，可以通過一個參數來評估諧波和底噪信號的強弱。諧波和底噪對于音頻系統都是“無益”信號，只要其中有一個比較差，就都可以從THD+N上監控到。

圖8 THD+N較差信號頻域示意圖

9

延遲

音頻信號輸入音頻系統到音頻系統輸出所需要的時間。實際音頻產品中，延遲越小對游戲、視頻這種對延時比較敏感應用的體驗就越好。

圖9 音頻系統延遲示意

本篇內容已為大家詳盡呈現。在接下來的文章中，泰凌微電子將帶您詳細了解AP525的軟硬件配置環境。