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  PrismSound l dScope III를 사용한 측정과 올바른 데이터 해석방법 2014/10/21

Prism Sound dScope Series III Measurement settings

1) Frequency Response: 20Hz~20kHz or 20Hz~96kHz @ 0dBFS, 영점(0dB)은 1kHz로 설정
2) SNR(Dynamic Range): A-Weighting Filter 적용
3) Noise(residual) : infinite zero signal을 재생 후 평균 데이터 적용
3) THD+N: 1kHz @ -1dBFS
4) IMD SMPTE-DIN: 60Hz : 7kHz(4:1)
5) Stereo crosstalk: 1kHz @ -1dBFS (Left signal only)
6) Maximum Output: 1kHz @ 0dBFS (Gain 옵션이 있을 경우에는 옵셜별로 최대 출력표기)
7) 모든 측정은 256k 해상도로 측정, 평균 기능을 사용하여 편차를 최소화함
8) 디바이스 한계값을 측정하는 것이 목적이므로 디바이스에서 지원하는 최대 bit/sampling rate로 측정
9) AES17에 따라 모든 수치는 스펙트럼을 함께 공개함
10)부하측정(Load)은 일반적인 이어폰과 헤드폰의 중간값인 32옴으로 측정하며
    가장 유효한 특성인 FR, THD+N, IMD SMPTE-DIN, Crosstalk만을 표기함


Measurement by dScope III, All results measured in accordance with AES17
Seeko의 측정은 AES17 규격에 기반하고 있으며, 측정값과 스펙트럼의 분석은 AES17에서 요구하고 있는
Digital oscilloscope와 FFT(고속 퓨리에 변환)을 갖춘 dScope III를 사용하고 있다.
IMD SMPTE-DIN나 부하측정은 AES17 기준에 없지만 실제적인 음악감상 환경을 반영하여 추가되었다.
아래 아이폰5의 무부하 측정 데이터를 예시로 측정값과 스펙트럼을 확인해보자.



Frequency Response: 주파수 별 최대-최소 증감률이 낮을수록 좋음
주파수반응 측정은 디바이스의 주파수별 출력 레벨의 성능을 측정하는 기본적인 방법으로 DA변환과정에서 변환과 증폭을 거치며 잡음이 증가하거나 변조되는 특성을 확인해볼 수 있다. 소리에서의 아날로그의 신호변화는 선형적으로 이루어져야 하지만 불규칙적인 요소들로 인해 왜곡이 발생되기 때문이다. 측정은 디바이스가 지원하는 범위에 따라
20Hz~20kHz  or 96kHz 까지 이루어지며 수치적으로는 가로 스케일을 확인하여 최대-최소의 증감폭과 함께 그래프를
통해서 전체적인 주파수 변동특성을 확인
하는 것이 중요하다.


SNR (Signal to noise ratio): 절대값이 높을수록 좋음
신호대 잡음비는 S/N 혹은 SNR로 불리며 측정에는 “시그널”과 “노이즈” 측정을 통해서 측정한다. 디바이스의 최대 출력레벨에서 1kHz@-1dBFS의 정현파를 0dB로 기준으로 잡고 노이즈 측정은 Digital zero signal과 A-Weighting 필터를 사용하며 이 두 가지 측정값의 비율이 SNR이다. SNR은 디지털 장비를 제외한 일반적인 아날로그 장비의 실제적인 Dynamic Range가 되기 때문에 별도의 Dynamic Range 측정은 하지 않는다. 기본적으로 AES17 규격에 따라 스펙트럼을 함께 공개하는 만큼  측정치와 동시에 전체 주파수대역에 걸친 정확한 Noise floor를 확인해볼 수 있다.



THD+N: 낮을수록 좋음
Notch filter를 사용하여 기준 주파수인 1kHz를 제외한 모든 주파수 대역에 걸친 노이즈와 여러 차순의 하모닉으로 구성된 신호를 측정하는 방법으로 Total harmonic Distortion + Noise의 줄임말이다. 광대역의 노이즈와 전원과 가장 큰 관계가 있는 험, 노이즈 필터 주파수 상하의 모든 간섭 신호를 여과하지 않고 통과시키기 때문에 +N(노이즈)라는 이름으로 불린다. THD+N의 측정은 낮은 디바이스의 측정결과를 가장 나쁘게 출력한다는 점에서 돋보이는 측정법으로 THD+N의 측정값이 낮다는 것은 고조파의 왜율이 낮다는 것뿐만 아니라 험이나 각종 노이즈를 포함한 광대역에 걸친 모든 간섭신호가 적다는 것을 의미한다. THD+N의 경우는 주파수 대역필터에 민감하게 반응하며 측정치가 변경되는 만큼 Band filter를 사용하지 않고 20Hz~20kHz or 96kHz에서의 측정과 스펙트럼을 공개하기 때문에 고조파를 직접 확인할 수 있다.



IMD SMPTE-DIN: 낮을수록 좋음
혼변조 디스토션(Intermodulation Distortion)은 두 개의 정현파를 사용하여 발생하는 왜율을 측정하는 방법이다. THD+N과 다르게 IMD 측정의 잠재적인 이점은 디스토션 생성파가 넓은 주파수 범위 내에서 확인해볼 수 있다. IMD의 측정기준은 SMPTE/DIN, CCIF 등의 방식이 있으나  CCIF보다 IMD SMPTE-DIN이 더욱 음악에서 사용되는 주파수를 넓은 범위에 걸쳐확인해볼 수있다. SMPTE-DIN의 주파수는 4:1비율의 60Hz와 7kHz의 정현파가 사용된다. IMD테스트의 가장 큰 장점은 실제 음악과 가까운 시뮬레이션을 보여주며 FFT애널라이저를 통해 분석되고 스펙트럼을 제공하기 때문에 실제와 가깝게 어떠한 주파수 대역에서  왜율이 발생하는지 확인해볼 수 있다..



Stereo crosstalk: 절대값이 높을수록 좋음
크로스 토크란 완전히 독립적이어야 할 한 채널로부터 다른 채널로 누설되는 신호를 나타낸다. 오디오에서는 일반적으로 Left to Right, 혹은 Right to Left를 의미하며 기본적인 측정 데이터는1kHz를 기준으로 한다. 수치가 높을 수록 좌우의 간섭이 적다는 것을 의미하지만, 음향심리학의 실험에 의하면 중간 대역의 주파수(500Hz~2kHz)에서 30dB만 되어도 양호한 스테레오 효과를 느낄 수 있다고 할 만큼 측정값이 높을수록 음질보다는 설계의 충실함을 확인해볼 수 있다.이다. 크로스토크의 좌우채널간 차이가 크지 않을 때 데이터의 간소화를 위해 Left to Right의 값을 표기한다.

Maximum Output & Output impedance: 출력은 높을수록 좋음, 출력 임피던스는 낮을수록 좋음
디바이스가 재생할 수 있는 최대 출력으로 이때의 출력값은 RMS를 통해 mV 혹은 V로 사용되며 수치가 높을수록 더 큰 소리를 재생할 수 있다는 것(출력이 높다는 것)을 의미한다. 출력 임피던스는 피측정 디바이스의 모든 부하 임피던스를 제거한 상태에서 오디오 분석기를 100KΩ 임피던스로 설정한 후 측정 장비에 정현파를 재생하여 무부하 상태에서의 출력레벨을 측정 후 부하 저항을 연결했을 때 전압강하를 비교하며 이때의 차이를 계산하여 출력 임피던스를 표기한다.



먼 산기슭
음...어렵네요...특히 snr이...
Snr에 표기된 저 수치가 다이나믹레인지란 말인가요?
2014-10-22
17:19:33

 


먼 산기슭
신호대비 잡음비이고, 잡음이 많으면 다이나믹 레인지가 실질적으로 줄어든다... 그래서 실질적 다이나믹레인지다...라고 이해해도 되나요? 2014-10-22
17:31:10

 


나도밤나무
신호대비잡음비는 오디오 신호와 노이즈 신호간의 비율이고
다이내믹레인지는 오디오가 발휘할 수 있는 가장 작은 소리에서부터 가장 큰 소리 까지의 격차로 알고 있습니다.
일반적으로 신호대비잡음비가 높은 오디오는 다이내믹 레인지도 높죠
노이즈가 적기 때문에 아주 작은 소리라도 충분히 볼륨을 주어 표현할 수 있고
또 큰 소리라도 잡음없이 재생할 수 있으니까요
하지만 두가지 데이터가 같은것은 절대로 아니고
어떤 오디오의 SNR 이 120db 일때 다이내믹 레인지도 120 DB이 되지는 않습니다.
보다 더 높을 수도 있고 보다 더 낮을수도 있습니다.

신호대비잡음비가 소리의 '명료함' 을 측정하는 기준이라면
다이내믹 레인지는 표현할 수 있는 음향의 간격에 대한 크기 라고 생각하시면 편합니다.

일반적으로 객석에서 오케스트라의 공연을 감상할때
악기의 가장 작은 소리에서부터 큰 소리까지의 격차는 80 db 정도라고 합니다.

또한가지
신호대비잡음비는 '한계치'가 없습니다.
오디오의 성능이 우수하면 우수할 수록 한없이 올라갑니다.
모니터 화면의 픽셀을 무한하게 조밀한 간격으로 배치할 수 있는것과 마찬가지 입니다.

하지만 다이내믹 레인지는 130db 을 초과할 수 없고 또 기술이 발전한다 해도 초과하면 않됩니다.
인간의 고막이 발휘할 수 있는 한계치가 130db 이기 때문입니다.

한마디로
원래는 따로 따로 측정해야 하는 수치라는 말이죠
별개의 데이터니까요

다이내믹 레인지가 낮은 마이크에 큰소리로 노래를 부르면 찢어지는 소리가 녹음됩니다.
또 신호대비잡음비가 높으면 소리가 맑고 깨끗해지지만
다이내믹 레인지가 높으면 음향의 '현실감' 이 살아납니다.
기타 한줄을 튕겨도 그 안에 소리의 강약 변화가 꽤 크기 때문입니다.
SNR 이 높아도 다이내믹 레인지가 낮으면 그 음향은 '현실감'을 가지기 힘듭니다.
2016-05-07
13:13:24

 


[惡]럭파
ㄴ 똑같은 dB라는 단위여도 그 뒤의 기준이 SPL인지 V인지 제대로 아셔야 할 것 같네요. 2016-09-17
23:21:32

 

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