Az audioadat-konverzió elemzésekor a mérnököket arra képezik ki, hogy bízzanak a számokban. Az olyan referenciaértékek, mint a teljes harmonikus torzítás (THD), a jel-zaj arány (SNR) és a dinamikatartomány évtizedek óta iránymutatásul szolgálnak. A gyakorlatban ezek a mérések gyakran nem képesek megjósolni, hogy mit hallanak a hallgatók. Ez az eltérés arra késztette a mérnököket, hogy újra-gondolják a hangteljesítmény tesztelésének módját, a torzítás és a zaj valós körülmények között történő értékelését.
Az eufonikus tesztelés arra összpontosít, hogy a hallgatók hogyan hallják a hangot. A hangsúly a numerikus teljesítménykorlátokról a hallható műtermékekre helyeződik át. A cél a torzítás és a zaj azonosítása, amelyek akkor is érzékelhetők maradnak, ha a hagyományos mérések tisztának tűnnek. A hang átlátszósága olyan tesztektől függ, amelyek figyelembe veszik mind a mérhető viselkedést, mind a hallhatóságot. Az alábbiakban néhány eufonikus tesztet mutatunk be, amelyek ezt a megközelítést alkalmazzák.
Az 1 Hz-es teszt: a rejtett moduláció feltárása. Az 1 Hz-es tesztet másodpercenként ismétlődő, alacsony frekvenciájú ingerként használják a finom zajszint modulációk és torzítási műtermékek feltárására a lejátszó rendszerekben, segítve a mérnököket az állandó jelek által elfedett, de tranziens lejátszás során hallhatóvá váló műtermékek azonosításában. Egy erős 1 Hz-es jel (számunkra nem hallható) küldésével a szakértők megfigyelik, hogyan változik a zaj és a torzítás a lejátszó rendszerekben, különösen a szigma-delta DAC-okban, ahol a kvantáló viselkedés finomságai a bemeneti jellel együtt eltolhatják a zajszintet. Az 1 Hz-es hangteszt spektrális nézete segít azonosítani a szigma-delta DAC-ok jellemzőit.
A profi hangmérnökök tiszta spektrogramokat céloznak mintázat nélkül, szemben az ingerrel szinkronban feltörő modulált zajjal. Ennek eléréséhez elengedhetetlen olyan konverter architektúrák kiválasztása, amelyek minimalizálják a tónusbeli viselkedést, és megfelelő ditheringet alkalmaznak.
A kimutathatatlan észlelése. A gyors Fourier-transzformáció (FFT) időtartománybeli audio-jeleket frekvenciaspektrumokká alakít, lehetővé téve a mérnökök számára, hogy pontosan lokalizálják a hangminőséget befolyásoló hangzajokat és torzításokat. Az emberi fül a zajszint alatti hangokat is hallja – amit egy alapvető FFT nem mutat
A Zwicker-egyenlet a zajszint alatti hangok hallhatóságát mutatja a különböző frekvenciák között.
A nagy felbontású FFT-k és erős átlagolás segítségével a hangteszt feltárja az alacsony szintű hangszíni műtermékeket, amelyek egyébként észrevétlenek maradnának. A maradék hangok, még azok is, amelyek körülbelül 30 dB-lel vannak a zajszint alatt, továbbra is hallhatók lehetnek. Ez az elemzés segít a mérnököknek azonosítani a vibráló viselkedést, az álló hullámokat és más, a modulátor tervezéséhez és a dither alkalmazásához kapcsolódó spektrális műtermékeket.
Impulzusválasz: a csengés és a fázistorzítás kezelése. Az impulzusválasz-tesztek azt szemléltetik, hogyan alakítják a lejátszó rendszerek a hangot, feltárva azokat a digitális szűrőhatásokat, amelyek befolyásolhatják a tisztaságot és a részletességet. A legjobban illeszkedő digitális szűrőnek kompromisszumot kell kötnie a csengés és a fázistorzítás jellemzői és a késleltetés között, és az impulzusválasz-teszt ennek közvetlen értékelése. A digitális szűrők előcsengést mutathatnak, ami azt jelenti, hogy a hang hatékonyan hallható, mielőtt az az anyagban megjelenne, ami természetellenesnek hangozik. Az utólagos csengés a digitális szűrés egy másik lehetséges következménye, és elfedheti a hang finomabb részleteit. Ennek eredményeként a szakértők minimális csengéssel járó impulzusválaszokat keresnek, és speciális szűrőket használnak a késleltetés, a tisztaság és a mélység közötti megfelelő egyensúly megtalálására. A magasabb digitális mintavételi frekvenciák sokkal kielégítőbb eredmény elérését teszik lehetővé.
Jitter teszt – avagy – az időzítés minden. A jitter a digitális audio-rendszerekben lezajló átalakítás során az időzítési hibákat fejezi ki, amelyek hallható torzítást vagy más műtermékeket okozhatnak. A jitter észlelése és csökkentése elengedhetetlen a konzisztens, kiváló minőségű lejátszáshoz. A teszt különböző jitter mintákat alkalmaz a bemeneti órajelre, és figyeli a zaj- és torzításváltozásokat, feltárva az egyes architektúrák érzékenységét. A mérnökök a jitter dinamikatartományra, az alapsávi zajküszöb modulációjára vagy a képzaj jelenlétére gyakorolt hatását elemzik azáltal, hogy megfigyelik az FFT profilok változásait különböző zaj- és szinuszos jitter körülmények között. Tiszta órajelek és jitter-elnyomó fáziszárt hurkok (PLL) használatával, az általuk preferált konverter architektúrával, a szakemberek gondosan kiegyensúlyozhatják a jitter-t.
Jelhiba mérése tökéletes bemenethez viszonyítva a teljes jellengésében. A torzítás típusa is számít. A THD az audioeszköz által hozzáadott nem kívánt harmonikusokat fejezi ki. Ez a linearitás jó mérőszáma, de a torzítás típusa fontosabb lehet, mint a mértéke. Például a nulla-átmeneti THD nagyobb hatással lesz a hanghallgatási minőségre, mint például a köbös nemlinearitás. A mérnökök a hibadiagramokat és a harmonikus adatokat elemzik a teljes jellengésében. A fenti ábra architektúrán belüli korlátokat mutat be, miközben referenciát ad arra vonatkozóan, hogy miből lehet meghatározni a hangminőséget.
A hallgatás mögött álló tudomány, az eufonikus tesztelés, túlmutat az alapvető mérési adatokon. Ezek a tesztek párosítják a méréseket a hallgatási adatokkal, hogy meghatározzák, mely műtermékek lépik át az érzékelési küszöböket. Ez a megközelítés segít olyan termékekt tervezni, amelyek nemcsak jól mutatnak egy adatlapon, de megbízhatóan is működnek. Az audio-szakemberek számára ez nem luxus; hanem szükségszerűség. Akár egy lemezfelvételt készít, akár egy DAC-ot tervez, akár a következő generációs audio-interfészt építi, olyan eszközökre van szüksége, amelyek minden sávon feltárják az alacsony szintű műtermékeket. Bár a legmegfelelőbb elemzési eszközök tudományterületenként eltérőek lesznek, aminek állandónak kell maradnia, az a cél, hogy a rendszer képességeit a hallgató szemszögéből értékeljük.
Az eufonikus tesztelés korai integrálásával és gyakori használatával azonosíthatjuk a problémákat, és olyan csúcskategóriás hardvert fejleszthetünk, amely felhatalmazza az audio-szakembereket. Ez a megközelítés biztosítja, hogy a technológia és a művészet harmóniában működjön, hogy a felhasználók a legjobb hallgatási élményt kapják.
– Jonathan Taylor elektromérnök cikke nyomán –
