廣告
技術(shù)文章 | 影響測量值準(zhǔn)確度的主要因素
“測量值是估算值”是我曾經(jīng)的老板說過的一句話。我認(rèn)為這句話在音頻測試中非常有用，因?yàn)樗兄谖覀兇_定測量的方法。與其認(rèn)為音頻分析儀返回的是絕對(duì)值，我們更應(yīng)該把它看作是評(píng)估聲音各種屬性的工具。一旦我們理解了我們是在對(duì)設(shè)備進(jìn)行估算，我們就可以開始思考是什么影響了這些估算值的準(zhǔn)確性。
首先，也是最主要的，音頻分析儀不是完美的設(shè)備。它們是真實(shí)世界中的儀器，具有自己的殘留噪聲和失真、頻率響應(yīng)等。例如，當(dāng)您使用Audio Precision音頻分析儀測量設(shè)備的噪聲時(shí)，就是在測量被測設(shè)備（DUT）的噪聲與儀器的自噪聲之和。噪聲之和等于兩個(gè)值的平方和的平方根。這個(gè)公式有助于更準(zhǔn)確的估算DUT噪聲：在未連接DUT的情況下，先測量分析儀的殘余噪聲，然后測量分析儀與DUT的噪聲和，最后使用公式 DUT噪聲=（總噪聲）2減去（分析儀噪聲）2的平方根來求解DUT噪聲。
AP分析儀的模擬性能之所以如此關(guān)鍵，是因?yàn)槿绻浅＝咏鼉x器的殘余或固有性能，儀器的固有分辨率將限制您的估算精度。一般來說，當(dāng)測量噪聲或失真時(shí)，您期望分析儀的殘差比被測設(shè)備低10 dB左右。
將測量值視為估算值的第二個(gè)想法是，在某些情況下，我們花費(fèi)的時(shí)間越多，估算可能就越準(zhǔn)確。在我們的日常生活中，如果你想非常準(zhǔn)確地測量距離，那么就需要小心謹(jǐn)慎，花費(fèi)較多的時(shí)間。在音頻測量中，我們本質(zhì)上是對(duì)時(shí)變信號(hào)進(jìn)行表征，這在很多方面都適用。如果我們?cè)诠烙?jì)噪聲電平，也就是說，我們?cè)噲D粗略估計(jì)一個(gè)不斷變化的信號(hào)值，那么本質(zhì)上，我們對(duì)該信號(hào)采樣的時(shí)間越長，我們的測量就越準(zhǔn)確。
在上面的圖表中，我們查看了從20 Hz到20 kHz帶寬上估算白噪聲聲源振幅的測量精度。如果你平均信號(hào)的時(shí)間僅為50毫秒，那么精度只有2%左右。如果你有耐心平均10秒，精度將達(dá)到0.2%。
在其他測量環(huán)境中，可以使用額外的測量時(shí)間來減少噪聲的影響。例如，當(dāng)執(zhí)行傅里葉分析時(shí)，可以在時(shí)域內(nèi)對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行平均（即同步平均）。作為不相關(guān)噪聲分量的一般規(guī)則，通過N的平方根提高S/N比率，其中N是執(zhí)行的平均數(shù)。
在上圖中，我們?cè)噲D解析一個(gè)非常小的信號(hào)。如果不進(jìn)行任何平均，則無法從噪聲中辨別出信號(hào)，但是在64次同步平均之后，隨機(jī)噪聲被減少，并且相關(guān)信號(hào)可以被非常精確地測量。
也就是說，雖然我們通常認(rèn)為提高測量中信噪比的唯一方法是提高信號(hào)電平或降低噪聲，但還有第三種選擇。當(dāng)信號(hào)包含不相關(guān)的噪聲時(shí)，平均會(huì)增加我們停留在測量上的時(shí)間，但該時(shí)間能提供更好的信噪比和更好的測量精度。
廣告 編輯推薦
最新資訊
-
“汽車爬坡試驗(yàn)方法”將有國家標(biāo)準(zhǔn)
2026-03-03 12:44
-
十年耐久監(jiān)管時(shí)代：電池系統(tǒng)開發(fā)策略將如何
2026-03-03 12:44
-
聯(lián)合國法規(guī)R59對(duì)機(jī)動(dòng)車備用消聲系統(tǒng)的工程
2026-03-03 12:08
-
聯(lián)合國法規(guī)R58對(duì)后下部防護(hù)裝置的工程化約
2026-03-03 12:07
-
聯(lián)合國法規(guī)R57對(duì)摩托車前照燈配光性能的工
2026-03-03 12:07
