Методика измерений усилителей для наушников

Для тестирования усилителей для наушников используется специальное производственное оборудование, изготовленное в лаборатории Reference Audio Analyzer.

Для записи тестовых сигналов используется E-MU1616m.

Тестовые файлы содержат череду тестовых сигналов, которые ПО RAA обрабатывает в пакетном режиме. Для тестирования мощностных характеристик используются резистивные нагрузки в экранированных корпусах. Для устранения влияния земляных петель по возможности применяется полная развязка по питанию.

Перед началом тестирования под конкретной нагрузкой на усилитель подается тестовый сигнал (синус 1 кГц) с минимальным уровнем со встроенного ЦАП. При отсутствии встроенного ЦАП сигнал подается с линейного выхода E-MU1616m, Audiolab M-DAC или Violectric V800.

Уровень громкости усилителя плавно увеличивается и по спектру входного сигнала фиксируется начало перехода в перегрузку усилителя (появления или существенного доминирования гармоник высокого порядка). Для некоторых устройств измерения проводятся в максимальном режиме без ограничения по искажениям.

Максимальным уровнем на входе усилителя является уровень 0 dBFS с встроенного в устройство ЦАП или 2 Vrms с E-MU1616m/M-DAC/V800.

После установления уровня, при котором усилитель начинает входить в перегрузку, проводится выбор оптимального режима чувствительности входа E-MU1616m, при котором обеспечивается отсутствие клиппинга входа E-MU1616m и существует дополнительный запас по уровню входа для уменьшения влияния искажений от АЦП.

После производится запись пакетного тестового сигнала, состоящего из череды тестовых сигналов с убыванием по амплитуде.

На текущий момент это 9 измерений, в которые входят тесты: без нагрузки, 16, 24, 32, 60, 100, 200, 300 и 750 Ом.

Для каждого типа нагрузки проводится запись пакетных сигналов:

• Синус 1 кГц с амплитудами: 0, -1, -2, -3, -4, -5, -6, -9, -12, -15, -18, -21, -25, -30, -40, -50, -60, -70, -80 и -90 dBFS
• SMPTE 60+7к Гц с амплитудами: 0, -1, -2, -3, -4, -5, -6, -9, -12, -15, -18 и -21 dBFS
• CCIF 19k+20к Гц с амплитудами: 0, -1, -2, -3, -4, -5, -6, -9, -12, -15, -18 и -21 dBFS
• 10-ти тональный сигнал с амплитудами: 0, -1, -2, -3, -4, -5, -6, -9, -12, -15, -18, -21, -25, -30, -40, -50 и -60 dBFS
• 50-ти и 10-тональный сигналы с амплитудами -6 dBFS для теста АЧХ и взаимного проникновения каналов

Записанный сигнал обрабатывается в RAA, формируются данные и строится универсальный отчет.

Из тестовых участков с синусом 1 кГц с амплитудами от 0 до -90 dBFS строятся:

• Уровни гармонических искажений под нагрузками в зависимости от уровня напряжения на выходе усилителя
• Спектры гармонических искажений от амплитуды под нагрузками

Из тестовых участков с SMPTE 60+7к Гц с амплитудами от 0 до -21 dBFS строятся:

• Спектры интермодуляционных искажений SMPTE от амплитуды под нагрузками

Из тестовых участков с CCIF 19k+20к Гц с амплитудами от 0 до -21 dBFS строятся:

• Спектры интермодуляционных искажений SMPTE от амплитуды под нагрузками

Из 50-ти тонального сигнала с амплитудами -6 dBFS строятся:

• Амплитудно-частотная характеристика
• Взаимное проникновение каналов
• Импеданс (по разнице амплитуд от нагрузок 16 и 750 Ом)
• АЧХ усилителя под резистивными нагрузками
• АЧХ усилителя под нагрузкой динамического типа
• Отклонение АЧХ усилителя под нагрузкой динамического типа
• АЧХ усилителя под нагрузкой арматурного типа (однодрайверных)
• Отклонение АЧХ усилителя под нагрузкой арматурного типа (однодрайверных)

Из тестовых участков с 10-ти тональным сигналом с амплитудами от 0 до -60 dBFS строятся:

• Спектры искажений мультитонового сигнала от амплитуды под нагрузками

Хотя почти все строится автоматически, тем не менее некоторые графики требуют ручной обработки данных.

Результатом ручной обработки данных являются графики для максимальных величин напряжения, тока и мощности при определенном типе искажений. Эти графики позволяют легко сравнивать между собой усилители без изучения большого количества спектров. Эти графики являются нововведением проекта RAA, который первым начал делать измерения усилителей на большом количестве нагрузок и столкнулся с необходимостью упрощения графиков "Уровни гармонических искажений под нагрузками в зависимости от уровня напряжения на выходе усилителя", где вместо 10 графиков было достаточно одного для получения ответа на вопрос "насколько громким будет усилитель при заданном уровне икажений".

Вручную строится график Максимального уровеня напряжения от нагрузки на основе спектров гармонических искажений от амплитуды. Из полученного графика автоматически строятся:

• Максимальный уровень тока в зависимости от нагрузки на выходе усилителя
• Максимальный уровень мощности в зависимости от нагрузки на выходе усилителя

Далее определяются пороговые значения максимальных токов и напряжений для эквивалентных классов A, АБ, Б и максимального, по которым автоматически строится:

• Максимальный уровень напряжения от музыкальной мощности на выходе усилителя

Подробнее о построении максимальных величин напряжения, тока и мощности при определенном типе искажений