[心得] 器材測量的二三心得

[killkli]

最近終於發現ARTA軟體裡面內建很多測量方式
遠比RMAA要優秀許多
也發現一些很有趣的事情

這裡舉一個例子
我們一般可以看到DAC、音效卡或撥放棄的規格裡面
都會提到這棵DAC的失真有多低、動態有多大
噪訊有多小

市面上一海票的DAC都標榜它的總諧波失真低於0.00x%

可是！ BUT!!

這個失真指數都只是在轉換1000Hz或500Hz的波型時
DAC的失真指數
而大部分的DAC，也都在這兩個頻率可以表現的最好
但我們聽聲音，絕對不可能只有一個頻率
都是許多頻率的聲音同時出現構成我們聽到的聲音

所以，應該要給詳細的個頻率失真，而且最好能會製成圖形
本來RMAA也有跨頻率的失真測量，但那個部分超級陽春
而且只把20~20000Hz的聲音分成20個頻率測

ARTA內附的steps軟體就強大多了
可以選擇從1/6個八度為一級，到1/48個八度為一級
(20~20000Hz的聲音大概有10個八度)
經過這樣的測量後，得到的圖形非常有意義 XD
可以說明為何現在一堆內建音效卡的hd晶片
規格上也都可以跑到很低的失真，但聽起來就是難聽的理由
來看圖說故事吧，首先是我目前的主力 Audio-GD NFB12:

橫軸是頻率，縱軸是大小聲
最上面的綠色是該頻率本身的音量
下三條線分別代表總和失真、二次偕波失真與三次偕波失真
圖裡面有一個高起來的山峰，那是我的筆電不穩，造成的爆音，
每次測都會有隨機出現 XD 但不影響本文的說明 所以就請無視那個山峰

這裡看到的是dB大小，若換成失真比率的話
則得到下圖：


從這個測量圖裡面，可以看到NFB-12的失真「量」其實並沒有特別優秀
最低大概只有0.009% 最高甚至有0.05%左右，
相較於許多宣稱可以高達0.005%甚至0.002%的音效卡來說
只看這數字絕對會讓人失望
但是，NFB-12的失真在各個頻率的差異度非常的小
而且這些失真的變化很穩定，也就是說總的來說，
訊號由NFB12轉換後，雖然全部都會產生一定的諧波
但這些偕波的「型態」並不會偏離原始的訊號

相對的，我們來看看很難聽的例子吧：筆電的內建HD音效卡

可以看到，幾乎全部的失真率都低於0.005%
假如說我們用數字說故事的話，那我的筆電音效卡在失真數字上
可以說是完勝NFB12
但是，很明顯，筆電的失真，尤其在人耳非常敏感的50Hz~1000Hz
不但不穩定，而且嚴重受到電源影響 (所以60Hz 120Hz 240HZ這幾個頻率表現差)
結果是雖然產生的失真總量比較少，
但這些失真結合起來變成擾人存在

這樣的圖，也可以當做一些有趣的解讀
例如下面這個USB錄音卡的失真分布：

這個錄音卡如果單純看500Hz或1000Hz的失真數據（就像許多規格都會這樣寫）
那應該是非常強大吧（0.001%）
然而整體的分佈，就完全不是那麼一回事
相較於筆電的失真，
這張錄音卡的失真分布呈現V字型
而主要的基音頻率(1000Hz以下)失真的變化比較大
低頻與高頻的失真又比中高音部（500~1500Hz）失真高
所以它的人聲、中頻、低頻聽起來控制力較差
高頻雖然失真，但相對比較穩定
不過總的來說，絕對不是那個規格上標示的0.002%那麼好聽
（請放心，這是個平價錄音卡，不是神器 XD）

最後，再來一張很有個性的DAC失真分布：

這是iBasso今年的新產品之一 D7
只能吃USB訊號與供電的隨身DAC/耳擴兼數位輸出
它用的是XMos的解決方案，因此是標準的USB Audio 2.0
新版mac與Linux都是隨插即用支援
Windows下比較麻煩，要去找第三廠寫的驅動程式
還好CEntrance很多產品也用XMos 因此可以直接到CEntrance官網用他們的驅動程式
完全可以使用 因為USB Audio 2.0規格上頗統一

回歸失真圖
D7的失真數據也不是很漂亮
最低點出現在2kHz，約0.007%
但是，一來它的失真變化很穩定
從低頻失真最高，慢慢到高音失真最低，然後最後到高頻泛音部分失真又略微升高

二來，它的失真幾乎都是二次偕波失真（藍色線條）
在波型的失真裡面，偶次偕波失真一般來說是比較能讓人接受的
奇次偕波失真則比較不好聽
它的三次偕波失真（奇數倍數）控制的非常好
而且在主要的頻率範圍內都小於0.005%
所以D7聽起來也要比上面兩個不良示範好非常多


以上，是最近玩測量的心得

[killkli]

續篇 XD
前文剛談完THD的分布
今天網路上到處看東西時
就看到一句很棒的話：
"...... Perhaps the most revealing measurement of a digital-to-analog converter
is THD + N across the frequency spectrum, ......
Most publications don't show this curve because
it is in the majority of cases a little embarrassing"

原文網頁：
http://www.biline.ca/audio_critic/audio_critic_web3.htm
在該文評論DAC1的部份開頭沒多久
真的，玩過測量以後，才知道很多廠商沒公布的測量有多重要
但又有點像是不能說的祕密
因為一旦說透了，可以操弄的空間就變小了 此話姑且不論

續談那個THD頻率分布
其實這個也能適用在喇叭或耳機的評估
喇叭設計上，這項測試早就是重點之一
不過，大部分都是「做的人」懂，至於一般買的人....
大家似乎還是比較喜歡主觀敘述的文章
結果就是測量的規格到最後變成只「僅供參考」
「請用耳朵驗貨」 其實頗為可怕（也非常浪漫）
基於好玩，我不斷的測手邊的東西 XD
在我之前發的一篇Spider Realvoice心得裡面
就已經有發過這隻耳機的失真測量
（日本人Sonove還有Inner Fidelity的站長也都有做這樣的測試）
既然都做了，就來分享一些測試結果
我的系統電腦已經六年沒換，
跑測試爆音難免，因此看到圖裡面如果有突然暴起的山峰
請無視，通常都是電腦測試跑出爆音 囧
耳道耳機跟一般耳塞耳機我是用紙粘土捏出擬似耳朵的形狀
然後把內耳電容麥克風裝在上面錄音
（沒辦法，真的附帶假人頭的麥克風一個要好幾萬 XD）
耳罩耳機則是直接把內耳麥克風放在兩耳，用我的頭當模型
我的方法大概跟日本人Sonove類似，其實也是從他那邊看來的

測試結果分享如下
一號測試：
最低階的耳機產品：大賣場59元耳道耳機 （噹噹）
(dB圖)
(%)
...... 有聲音就好 ^^||

二號入門貨：
羅技UE100 各式賣場通路超好 到處都買的到，聽起來「可以」聽的代表：
(dB圖)
(%)
FR明顯比較均衡 失真的話... 至少大部分都控制在0.1%以下
雖然一樣很不穩定

三號入門貨：
Spider另一款耳道耳機TinyEAR，我的心得文還沒寫好，先把圖拿來用
（售價1200元，已經不便宜了.....）
(dB圖)
(%)
有一分錢一分貨的感覺

四號，脫離入門領域：
熱門耳機之Denon C710，今天剛收二手，就是為了買來玩測試 XD
(dB圖)
(%)
除了高頻失真比較高外，三位入門品望塵莫及 XD

五號
前幾天寫過心得的Spider Realvoice
(dB圖)
(%)
平均表現跟C710不相上下
比較沒特色一些，清淡如水？？

六號
本人專用機 Livewires Trip（三單體）
(dB圖)
(%)
測量證明了一件事，平衡電樞耳機的失真其實不會比動圈低（甚至還略高一點點）
但是它的失真比較穩定，比較不會有大變動
也因此聽起來比較「真」
但動圈耳機若能控制好腔體、共振，理論上是可以做出很漂亮的東西

七號
耳罩耳機Philip SHP2000
一副不到伍佰元，沒辦法，手邊目前DT990借給朋友
只剩下HE500跟這隻，為了能有對比的對象，只好把它拿出來當把子
(dB圖忘了存，懶得再測一次)
(%)
因為測耳罩的時候沒辦法像耳道一樣密封
多少會有背景雜音的波動
我盡量在晚上沒聲音時測
這平價耳罩.....哈哈，低頻高頻的失真都不行
平價也沒辦法計較

八號
耳罩耳機HE500，我的耳罩耳機大概會停在這隻
除非科技又進步了 XD
(dB圖)
(%)
看到這張圖，就讓我覺得我需要換訊源跟擴大機了 T_T
不過，暫時先忍忍吧，我要忍忍.....

另外加碼：不同的訊源、擴大對耳機的嚴重影響：
上面所有的圖都是用NFB-12當做訊源與擴大器的測試結果
以下則是以HE500為例，測是我手邊的幾個更低階產品(XD)的表現：
1.擴大器換Xin Supermicro隨身耳擴，訊源仍為NFB-12:
(dB圖)
(%)
跟NFB-12差異不大 Supermicro大概就這等級吧....(低頻比較不穩)

2.很不怎樣的錄音卡直上 (Line6 UX1，給吉他用的？)
(dB圖)
(%)
hmmm, 把100Hz以下跟4000Hz以上都切掉不看，還蠻不錯的呢 ^_^

3.筆電內建音效卡+Supermicro耳擴
(dB圖)
(%)
200Hz以下的聲音崩潰，可怕的是這是人最敏感的聲音範圍
難怪大家都說不能直上..... XD


錄音設備：Babyface + 人頭用耳道式電容麥克風（假人頭雙聲道）

以上，最近有瘋狂收購耳機測試的趨向，玩很兇？

[jenshen00]

請問測量的麥克風要用哪種的？　許多麥克風有頻率響應不平直的問題。
另外模擬耳道是怎麼做的？　小弟也想來Diy。感謝!

[gameguy]

ibasso D7的測試數據是這樣喔，路過學習一下。