Allion Labs / Omar Huang
什麼是擴大機?
擴大機顧名思義就是用來放大我們輸出聲音訊號的設備，也就是喇叭本體，而擴大機還可分成前/後級擴大機、KTV擴大機、耳機擴大機等等。在本篇文章，我們將介紹AV擴大機。這台擴大機本身已集合所有操控功能，讓一般使用者能輕易上手，而它的主要特色能讓Audio 與Video 集合在一台機器上，雖說音質可能比不上專門的擴大機，但對大部份使用者來說是最為方便的選擇。此外，AV 擴大機重要的功能還包括Dolby跟DTS兩種環繞聲道技術的處理器。
什麼是Dolby和Dolby Audio?
時間追溯到1965年，一位美國工程師——Ray Dolby於英國成立了杜比實驗室（Dolby Laboratories Inc.）。歸功於他發明的音訊降噪技術，不僅讓音效的品質提升，也讓專業使用者與一般消費者都能輕鬆獲得聽覺的盛宴。
杜比音效（Dolby Audio™）在當代已被廣泛使用在影院、家庭、手機等硬體設備中，透過廣播、下載、即時串流（直播）等方式，為使用者提供豐富清晰與震心動魄的聽感體驗。此外，Dolby Audio技術還可支援多達7.1聲道的環繞音效，無論在電視、電影、音樂、或遊戲，都能讓使用者體驗到多層次音效。
Dolby Digital、Dolby Digital Plus、與Dolby TrueHD的區別
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 |
杜比數位的三種傳輸速率比較表
AV擴大機的Dolby測試
在全球多聲道技術市場中，Dolby因其高品質的多聲道技術一直獨領風騷，大多數使用者也視Dolby認證為音頻技術的最高標準。然而，對於想取證的廠商則需要事先完成由Dolby所提出的self-test，目的是為了降低在認證測試時可能會遇到的問題。Self-test包含了兩項測試：聆聽測試（Listening Test）和電聲測試（Electrical & Recommended Tests）。百佳泰將在本篇文章中透過兩台AV擴大機帶大家來認識self-test的測試內容。
聆聽測試 Listening Tests
這個測項主要是確認DUT在播放測試音訊時的Dolby Digital Plus 解碼器有沒有異常音訊；相較於其他測試，聆聽測試的特點可以發現明顯的故障。測試會在安靜的房間來進行，過程中會播放DUT所能支援的音頻格式來辨識各個聲道有沒有正確的呈現，以及播放時聲音有沒有異常爆音、點擊聲、失真等等。
測項如下:
- Channel Identification
- Difficult Bitstreams
- Data-Rate Support
- Sample-Rate Support
- Error Concealment
- Consumer Encoder Bitstreams
- Additional BSI Bitstreams
電聲測試 Electrical & Recommended Tests
這個測項主要是透過Audio Precision來量測DUT的主要類比介面的電聲訊號。如果DUT有內建網路介面，則需要額外測試網路傳輸播放檔案來量測訊號，此外還需量測DUT在Dolby Digital Plus的推薦配置下的性能比。
測項如下：
- Reference Level
- Maximum output level
- Signal-to-noise-ratio
- THD+N vs frequency
- Dual-Mono Support
- Audio/Video Synchronization
Dolby可能的常見問題:
- 聲音輸出有延遲 AV sync
- 聲音有異常音甚至到爆音
- 多聲道無法正確輸出
- Decoder 反應時間過慢
我們選用兩台市面上常見的擴大機，並在符合ETSI法規的測試聆聽室來執行Dolby的self-test，下面請參考我們測試環境以及測試結果。
測試擴大機:
測試聆聽室:
測試儀器:
Audio Precision APx585
聆聽測試Listening Tests的測試結果:
| 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 | ✔ | ✔ | ||
在聆聽測試下，兩台DUT都能通過各測試的 pass criteria，在各個聲道播放中也有正確的呈現，播放高頻以及掃頻的測試也都沒有爆音或是延遲的情形，而在音質標準最會發生的失真情況也都沒有狀況。
電聲測試 Electrical & Recommended Tests的測試結果:
Reference Level
| DUT | Channel L | Channel R |
| YAMAHA | 7.926 V | 7.916 V |
| ONKYO | 7.453 V | 7.282 V |
一般而言擴大機的輸出越高越能推動阻抗高的喇叭。量測結果顯示，兩者在最大輸出都接近落在7V，而 YAMAHA 則是比 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% | ✔ | ||
在這項測試中失真的值都是越低越好。量測結果顯示，兩者在最大輸出的 THD+N 都小於建議標準的3%；而 YAMAHA 則是比 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 | ✔ | ||
在這項測試中信噪比的值越高越好；信噪比的值越高則雜音越少。量測結果顯示，兩者DUT都符合建議標準的數據：>65dB。YAMAHA 則比ONKYO 稍微要好一點。
THD+N vs frequency
ONKYO
YAMAHA
| DUT | Results | Pass Criterion | |
| Pass | Fail | ||
| ONKYO | ✔ | >65 dB | |
| YAMAHA | ✔ | ||
量測結果顯示，兩者DUT都符合建議標準>65dB，但ONKYO在10K的頻率則比 YMAHA更佳穩定；YAMAHA 則在200~3KHz區段有相當大的左右聲道落差。
Dual-Mono Support
| DUT | Results | Pass Criterion | |
| Pass | Fail | ||
| ONKYO | ✔ | The product indicates the presence of dual-mono encoded bitstreams. | |
| YAMAHA | ✔ | ||
該測試播放了Dual-Mono 的測試訊號，用以確認DUT能支援哪幾種dual-mono格式。從結果得知兩台DUT都支援stereo mode。
結語
百佳泰深耕聲音測試多年，不僅能執行Dolby所要求的self-test，更能提供多樣化的客製化解決方案，幫助廠商在產品開發初期能及早發現問題並進行改善，除可降低出貨後的客戶抱怨外，也能提高消費者滿意度。本篇測試案例以AV擴大機Dolby的測試手法為例，如欲瞭解其他影音技術的測試案例；如數位影院系統（Digital Theater Systems，DTS）的標準完整測試要點以及測試要求，請洽百佳泰。