Allion Labs / Omar Huang
什么是放大器?
放大器顾名思义就是用来放大我们输出声音信号的设备，也就是喇叭本体，而放大器还可分成前/后级放大器、KTV放大器、耳机放大器等等。在本篇文章，我们将介绍AV功率放大器或称AV功放。这台放大器本身已集合所有操控功能，让一般用户能轻易上手，而它的主要特色能让A（audio，音频、音响） 与V（video，音频、图像） 集合在一台机器上，虽说音质可能比不上专门的放大器，但对大部份使用者来说是最为方便的选择。此外，AV 功放重要的功能还包括杜比跟DTS两种环绕声道技术的处理器。
什么是杜比（Dolby）和杜比音效（Dolby Audio™）?
时间追溯到1965年，一位美国工程师——Ray Dolby于英国成立了杜比实验室（Dolby Laboratories Inc.）。归功于他发明的噪音衰减技术，不仅让音效的质量提升，也让专业使用者与一般消费者都能轻松获得听觉的盛宴。
杜比音效（Dolby Audio™）在当代已被广泛使用在影院、家庭、手机等硬件设备中，透过广播、下载、实时串流（直播）等方式，为使用者提供丰富清晰与惊心动魄的听觉体验。此外，杜比音效技术还可支持多达7.1声道的环绕音效，无论在电视、电影、音乐、或游戏，都能让用户体验到多层次音效。
杜比数字技术、杜比数字+、与杜比 TrueHD的区别
Dolby Digital Plus基於杜比數位（AC-3）技術；該技術是目前電影、廣播、家庭影院環繞聲的制定標準，Dolby Digital Plus 又稱 E-AC-3（是Dolby Digital / AC-3 的加強編碼系統），不僅提升了頻寬且能達到 7.1 聲道。而Dolby TrueHD 則是一個基於Meridian Lossless Packing的無失真編解碼格式，在多數的藍光電影都是使用該技術。
| Codec | Blu-ray Disc | ||
| Decoding | Channel | Bitrate | |
| AC-3 | Mandatory | 1 to 5.1 | 640 kbit/s |
| E-AC-3 | Optional, rear only | 6.1 to 7.1 | 1.664 Mbit/s |
| TrueHD | Optional | 1 to 8
|
18 Mbit/s |
杜比数字的三种传输带宽比较表
杜比数字(AC-3) 、杜比数字+ (E-AC-3) 、杜比TrueHD
AV功放的杜比测试
在全球多声道技术市场中，杜比因其高质量的多声道技术一直独领风骚，大多数使用者也视杜比认证为音频技术的最高标准。然而，对于想取证的厂商则需要事先完成由杜比所提出的自我检测（self-test），目的是为了降低在认证测试时可能会遇到的问题。自我检测包含了两项测试：聆听测试（Listening Test）和电声测试（Electrical & Recommended Tests）。百佳泰将在本篇文章中透过两台AV功放带大家来认识自我测试的测试内容。
聆听测试 Listening Tests
该测项主要是确认DUT在播放测试音频时的杜比数字+，译码器有没有异常音讯；相较于其他测试，聆听测试的特点可以发现明显的故障。测试会在安静的房间来进行，过程中会播放DUT所能支持的音频格式来识别各个声道有没有正确的呈现，以及播放时声音有没有异常爆音、点击声、失真等等。
测项如下:
- Channel Identification
- Difficult Bitstreams
- Data-Rate Support
- Sample-Rate Support
- Error Concealment
- Consumer Encoder Bitstreams
- Additional BSI Bitstreams
电声测试 Electrical & Recommended Tests
这个测项主要是透过Audio Precision来测量DUT的主要模拟接口的电声信号。如果DUT有内建网络接口，则需要额外测试网络传输播放档案来测量信号，此外还需量测DUT在杜比数字+的推荐配置下的性能比。
测项如下：
- Reference Level
- Maximum output level
- Signal-to-noise-ratio
- THD+N vs frequency
- Dual-Mono Support
- Audio/Video Synchronization
杜比可能的常见问题:
- 声音输出有延迟 AV 同步
- 声音有异常音甚至到破音
- 多声道无法正确输出
- Decoder 反应时间过慢
我们选用两台市面上常见的放大器，并在符合ETSI法规的测试聆听室来执行杜比的自我检测，下面请参考我们测试环境以及测试结果。
测试放大器:
测试聆听室:
测试仪器:
Audio Precision APx585
聆听测试Listening Tests的测试结果:
| Test Item | ONKYO | YAMAHA | ||
| Pass | Fail | Pass | Fail | |
| Channel Identification | ✔ | ✔ | ||
| Difficult Bitstreams | ✔ | ✔ | ||
| Data-Rate Support | ✔ | ✔ | ||
| Sample-Rate Support | ✔ | ✔ | ||
| Error Concealment | ✔ | ✔ | ||
| Consumer Encoder Bitstreams | ✔ | ✔ | ||
| Additional BSI Bitstreams | ✔ | ✔ | ||
在聆听测试下，两台DUT都能通过各测试的要求准则，在各个声道播放中也有正确的呈现，播放高频以及扫频的测试也都没有爆音或是延迟的情形，而在音质标准最会发生的失真情况也都没有状况。
电声测试 Electrical & Recommended Tests的测试结果:
Reference Level
| DUT | Channel L | Channel R |
| YAMAHA | 7.926 V | 7.916 V |
| ONKYO | 7.453 V | 7.282 V |
一般而言放大器的输出越高越能推动阻抗高的喇叭。量测结果显示，两者在最大输出都接近落在7V，而 YAMAHA 则是比 ONKYO 稍微高 0.5V。
Maximum output level
| DUT | Channel L | Channel R | Results | Pass Criterion | |
| Pass | Fail | ||||
| ONKYO | 0.013% | 0.013% | ✔ | THD+N <3% distortion at any volume level | |
| YAMAHA | 0.050% | 0.051% | ✔ | ||
在这项测试中失真的值都是越低越好。量测结果显示，两者在最大输出的 THD+N 都小于建议标准的3%；而 YAMAHA 则是比 ONKYO 稍微高 0.04%。
Signal-to-noise-ratio
| DUT | Channel L | Channel R | Results | Pass Criterion | |
| Pass | Fail | ||||
| ONKYO | 91.877 dB | 91.588 dB | ✔ | > 65 dB | |
| YAMAHA | 93.328 dB | 93.219 dB | ✔ | ||
在这项测试中信噪比的值越高越好；信噪比的值越高则杂音越少。测量结果显示，两者DUT都符合建议标准的数据：>65dB。YAMAHA 则比ONKYO 稍微要好一点。
THD+N vs frequency
ONKYO
YAMAHA
| DUT | Results | Pass Criterion | |
| Pass | Fail | ||
| ONKYO | ✔ | >65 dB | |
| YAMAHA | ✔ | ||
量测结果显示，两者DUT都符合建议标准>65dB，但ONKYO在10K的频率则比 YMAHA更加稳定；YAMAHA 则在200~3KHz区段有相当大的左右声道落差。
Dual-Mono Support
| DUT | Results | Pass Criterion | |
| Pass | Fail | ||
| ONKYO | ✔ | The product indicates the presence of dual-mono encoded bitstreams. | |
| YAMAHA | ✔ | ||
该测试播放了Dual-Mono 的测试信号，用以确认DUT能支持哪几种dual-mono格式。从结果得知两台DUT都支持stereo mode。
结语:
百佳泰深耕声音测试多年，不仅能执行杜比所要求的自我测试（self-test），更能提供多样化的客制化解决方案，帮助厂商在产品开发初期能及早发现问题并进行改善，不但可以降低出货后的客户抱怨外，也能提高消费者满意度。本篇测试案例以AV功放杜比的测试手法为例，如欲了解其他音频技术的测试案例；如数字化影院系统（Digital Theater Systems，DTS）的标准完整测试要点以及测试要求，请联系百佳泰。