在本文中，我們將討論開環音頻測試的一些挑戰，并介紹 APx500 軟件中可用于簡化這些測試的資源。

閉環測試與開環測試

首先，一些定義：我們使用“閉環”這一術語來指代一種經典的音頻測試方法，即由音頻分析儀生成的高質量音頻激勵信號輸入到被測設備（DUT）中，分析儀的輸入部分在一次連續操作中立即獲取并分析被測設備的輸出信號。在分析過程中，輸出信號和輸入信號之間的任何延遲（通常很?。┒紩幌ｉ]環測試可以用于任何能夠立即傳遞音頻的設備，包括功率放大器、音頻轉換器（DAC、ADC、SRC）、揚聲器、麥克風、混音臺等。

我們使用“開環”這一術語來指代一種測試，在這種測試中，音頻信號不會被生成、通過被測設備（DUT）并進行連續分析。開環測試對于某些類型的音頻設備是必需的。例如，僅用于播放的設備（如藍光播放器、媒體播放器、媒體流設備等）沒有音頻輸入接口，因此激勵信號必須作為數字音頻文件存在于被測設備（或存儲介質）中，或者在連接的服務器上。另一個例子是錄音設備，其“輸出”是數字音頻文件，而不是傳輸到輸出接口的信號。許多設備——尤其是個人電腦、平板電腦和智能手機——既可以作為播放設備，也可以作為錄音設備。對于這些設備，必須分別測試錄音和播放功能。

第三類需要進行開環音頻測試的設備是廣播網絡（包括傳統無線電和電視，以及媒體流應用）。在這種情況下，系統的輸入和輸出在物理上相隔很遠，因此需要使用開環測試技術。

閉環測試本質上比開環測試要簡單得多。在閉環測試中，音頻分析儀的分析部分“知道”正在生成什么信號以及信號何時出現。而且，發生器和分析器部分可以協同工作以達到最佳效率。例如，在階梯掃頻中，每當發生器切換頻率或電平時，都可能產生瞬態信號。為了處理這些瞬態信號，分析器部分會使用穩定時間，以確保在信號穩定后才進行測量。在閉環測試中，一旦取得穩定讀數，分析器就會立即通知發生器進入下一步，從而減少測試時間。在開環測試中，這種協調是不可能的。此外，某些開環測試需要一個導頻音或觸發信號，以便分析器能夠正確地在輸入信號中定位被測設備（DUT）的響應。

為播放創建測試信號

測試設備的播放功能需要在設備（或播放介質）上放置一個高質量的已知音頻信號。像電平（Level）、增益（Gain）、頻率（Frequency）、總諧波失真加噪聲（THD+N）、串擾（Crosstalk）等基本音頻質量指標可以使用正弦波信號進行測量。更復雜的測試可能需要使用階梯頻率掃描信號、粉紅噪聲等。為了方便創建測試信號，Audio Precision 提供了一個名為 APx 波形生成工具 的 Windows 應用程序，可以從 AP.com 網站免費下載（需要賬戶）。這個小型程序（小于 700 KB）可以以多種采樣率、通道數和位深度生成一些有用的音頻測試信號的 .wav 文件（見圖 1）。許多測試信號是為與 APx 軟件中內置的測量功能配合使用而設計的。例如，該工具生成的頻率掃描信號會被包含在 APx 階梯頻率掃描測量功能所識別的掃描列表中。如果您的分析儀具有數字輸入/輸出功能，您也可以在 APx 中生成信號，并通過數字環回記錄下來，以創建高質量的 .wav 文件。

圖 1. 音頻設備錄音功能的開環測試

對于頻率響應測量，APx 軟件有幾種測量方式：(1) 可以在開環配置中使用，(2) 需要特定的激勵信號：階梯掃頻(Stepped Frequency Sweep）,多音分析（Multitone Analyzer）,連續掃頻（Continuous Sweep） 和聲學響應（Acoustic Response）。為了方便，這些測量方式內置了生成激勵信號的.wav 文件的功能。注意：傳遞函數測量（Transfer Function）也可以用于開環頻率響應測量，但它無法創建.wav 文件，因為它可以使用任何寬帶激勵信號（如噪聲、音樂、語音等）。

測試播放功能

在圖 2 中展示了對音頻設備播放功能進行開環測試的過程。在這種情況下，被測設備（DUT）的輸出連接到音頻分析儀的輸入。步驟如下：

1. 配置信號發生器并保存激勵信號的.wav 文件。

2. 如果需要，對.wav 文件進行編碼（注意：某些設備無法直接播放.wav 文件；可能需要將文件編碼為.mp3 格式等）。

3. 將激勵信號文件復制到 DUT 上。

4. 在 APx500 軟件中開始分析。

5. 從被測設備播放測試信號。

6. 音頻分析儀從被測設備獲取信號并進行分析，以生成音頻質量指標。

圖2. 音頻設備播放功能的開環測試

在普通房間中測試聲學播放設備（例如 Wi-Fi 音箱或智能音箱）時，需要額外的步驟。此時，最好選擇 APx 聲學響應測量功能 (Acoustic Response)，該功能可以對脈沖響應 (Impulse RespoInse) 進行窗口處理，以消除房間反射。所需的額外步驟是在信號獲取后設置時間窗口。

測試錄音功能

為了測試設備的錄音功能，設置基本上與播放功能相反。在這種情況下，音頻分析儀的信號發生器連接到被測設備（DUT）的輸入端，而分析儀的輸入“連接器”設置為文件 File (Digital Units)，意味著輸入信號將來自一個.wav 文件。分析儀發出的輸入信號由被測設備錄制到文件中，然后由音頻分析儀進行分析。該過程如圖 3 所示，步驟如下：

1. 在音頻分析儀準備好生成激勵信號后，開始對被測設備進行錄音。

2. 啟動信號發生器。

3. 當信號記錄完成后，停止記錄過程。

4. 保存錄音文件并將其復制到運行 APx 軟件的電腦上。

5. 如果信號不是.wav 文件（例如是.mp3 格式），則對其進行解碼。

6. 將測量指向上述步驟中傳輸的.wav 文件。

7. 在 APx 測量中分析輸入文件。

對于聲學設備，可能需要一些額外的步驟。例如，假設信號是由一個人工嘴（一種特殊揚聲器，具有規定的開口尺寸以生成語音信號）產生的。在這種情況下，需要額外的步驟來校準人工最，并使其輸出均衡，以獲得平坦的頻率響應，從而準確地再現語音信號。

圖 3. 音頻設備錄音功能的開環測試

這就是我們對 APx500 系列音頻分析儀開環音頻測試的概述，希望這些功能可以幫助您更好地完成需要的測試。