audio precision 是做什么的，电声测试原理是什么，用这个测试的意义是什么？

好的，我们来聊聊 Audio Precision 这个在音频领域响当当的名字，以及它背后的电声测试是怎么回事，还有为啥我们要费这么大劲去做这些测试。我会尽量用大白话，把里面的门道说清楚。

Audio Precision 是做什么的？

简单来说，Audio Precision（简称 AP）是一家专门生产和销售高性能音频测试测量设备的公司的名字。你想啊，任何一个能发出声音的设备，比如耳机、音箱、麦克风、功放、甚至手机的扬声器，都需要确保它发出的声音是“对”的、是“好”的。这“对”和“好”就得靠测试来衡量。

AP 生产的仪器，就像是音频界的“体检医生”和“品质监控员”。它们能发出极其精准的测试信号（比如各种频率的正弦波、粉红噪声、白噪声等等），然后测量这些信号经过被测设备（Device Under Test，简称 DUT）处理后，输出的音频信号的各种特性。

AP 的产品线非常丰富，从便携式的手持设备到功能强大的桌面级测试系统都有。它们最出名的就是 APx 系列的音频分析仪，这些仪器就像是瑞士军刀一样，集成了各种高精度测量功能，能够完成绝大多数的电声测试任务。

电声测试的原理是什么？

电声测试的核心，就是通过信号的输入和输出的比对来评估一个设备在声音处理过程中的表现。这个过程可以拆解成几个关键的环节和对应的测试原理：

1. 信号的产生与输入:
原理: AP 设备首先会产生一个非常精确、可控的参考信号。这就像我们发出的一个标准声音一样。这个信号可以是纯净的正弦波（用来测试特定频率响应和失真）、白噪声（包含所有频率成分，用来评估频率覆盖范围）、粉红噪声（能量随频率下降，更接近人耳听感，常用于评估整体响度）等等。
关键点: 生成的信号必须极其稳定、纯净，没有杂质，频率和幅值都非常准确。这就像画家用最纯的颜料打底。

2. 信号的传输与激励:
原理: 将这个精确的参考信号通过音频线缆（模拟或数字）发送到被测设备（DUT）。对于需要将电信号转换为声信号的设备（如音箱、耳机），这个电信号会驱动扬声器单元发声。对于只需要处理电信号的设备（如音频解码器、功放），则是直接输入电信号。
关键点: 连接的线缆和接口的质量也会影响传输，所以测试时也会考虑这些因素。

3. 被测设备的响应与输出:
原理: 被测设备接收到输入信号后，会根据其设计对信号进行处理、放大、滤波、编码、解码等等操作，最终输出一个新的音频信号。这个输出信号可能是电信号（耳机输出的电信号）或声信号（音箱发出的声音）。
关键点: 这是最核心的部分，也是我们要重点评估的。设备对输入信号的忠实度、色彩的变化、损耗等都在这个环节体现。

4. 输出信号的测量与分析:
原理: AP 的测量仪器会用其内置的高精度麦克风（测量声信号）或精确的测量输入（测量电信号），来捕捉被测设备输出的信号。然后，仪器会对这个输出信号进行一系列复杂的分析，将其与最初输入的参考信号进行对比。
关键点:
幅值测量 (Level Measurement): 输出信号的响度（音量）是多少。
频率响应 (Frequency Response): 在不同频率下，输出信号的幅值相对于输入信号的幅值变化如何。这决定了声音的“色彩”和“平坦度”。一个好的频率响应通常是平坦的，意味着设备不会过度强调或压制某些频率的声音。
失真测量 (Distortion Measurement): 包括谐波失真（Total Harmonic Distortion, THD）和互调失真（Intermodulation Distortion, IMD）。失真代表着原始信号中不存在的额外频率成分被加入，这会让声音听起来粗糙、不自然。AP 仪器能精确测量这些失真的量级。
信噪比 (SignaltoNoise Ratio, SNR): 输出信号的有效成分与背景噪声的比例。信噪比越高，声音越纯净，背景噪声越小。
相位 (Phase): 不同频率的信号在通过设备后，其相位关系是否发生改变。相位失真会影响声音的清晰度和声场定位。
瞬态响应 (Transient Response): 设备对快速变化的信号（如鼓点、吉他扫弦的瞬间）的响应速度和准确性。这影响到声音的“冲击力”和“动态感”。
串扰 (Crosstalk): 在多声道设备（如立体声耳机、环绕声音箱）中，一个声道的声音是否会“串”到另一个声道去。串扰越低，声道分离度越好，立体声效果越明显。
声压级 (Sound Pressure Level, SPL): 对于需要发声的设备，测量其在特定输入下产生的声压。

简而言之，电声测试就是通过发送一个已知的“干净”信号，然后测量设备输出的信号有多“干净”，有多“忠实”，以及在哪个方面“走样”了，从而量化其性能。

用 Audio Precision 进行电声测试的意义是什么？

用 AP 这样的专业仪器进行电声测试，其意义是多方面的，贯穿了产品从研发到生产的各个环节：

1. 确保产品品质和性能: 这是最直接的意义。通过精确的测量，我们可以知道产品在声音上的表现是否达到了设计目标。例如，耳机的频率响应是否够平坦、低音是否够有力、高音是否够清晰；音箱的失真是否在可接受范围内、最大输出功率是否达标。这些都是用户最终能直接感受到的体验。

2. 优化产品设计与研发: 在产品研发初期，AP 测试可以帮助工程师快速识别出设计的缺陷。比如，某个元件的选择导致了特定频段的响应不佳，或者功率放大器在某个输出电平下失真急剧升高。通过 AP 提供的详细数据，工程师可以更有针对性地调整电路参数、更换元器件，从而不断优化声音设计，找到最佳的平衡点。

3. 提供客观的性能指标: 人耳虽然是最终的裁判，但人的听感容易受到主观因素（如情绪、环境、听力水平）的影响，并且很难量化。AP 测试提供的客观数据，如频率响应曲线、失真度百分比、信噪比分贝数等，为产品的性能提供了一个标准化的、可量化的描述。这就像给产品做体检报告，有了科学的诊断依据。

4. 保证产品的一致性 (Mass Production Quality Control): 在大规模生产时，即使设计再好，也难免出现个体差异。AP 测试仪的自动化测试能力，使得在生产线上可以快速、重复地对每一批产品进行抽检甚至全检。这能有效地发现生产过程中出现的异常问题，如焊接不良、元器件不良等，从而保证出厂产品的整体质量稳定可靠，避免“批次翻车”。

5. 市场竞争与产品宣传: 在竞争激烈的音频市场，产品的技术参数和性能指标是吸引消费者的重要卖点。使用 AP 这样的专业设备进行测试并公布相关数据，可以为产品提供有力的技术背书，增加消费者对产品的信任度。例如，“高达 110dB 的信噪比”、“全频段响应平坦度±1dB”等，都是通过严谨测试得出的成果。

6. 符合行业标准和认证: 很多音频产品需要符合特定的行业标准（如蓝牙音频标准、HiRes Audio 标准等）才能上市。这些标准通常都有明确的电声性能要求，而 AP 测试是验证产品是否符合这些标准的最常用、最可靠的手段之一。通过 AP 测试并通过认证，也增加了产品的市场合法性和接受度。

7. 解决客户投诉与故障分析: 当产品出现声音相关的客户投诉时，AP 测试是进行故障诊断的有力工具。通过复现客户遇到的问题，并用 AP 进行详细测量，可以快速定位问题出在哪个环节，是元件老化、制造缺陷还是设计漏洞，从而为售后维修提供依据。

总而言之，Audio Precision 及其提供的电声测试，是现代音频产品开发和制造中不可或缺的环节。它不仅是衡量产品好坏的“尺子”，更是优化产品性能、保障品质、赢得市场的“利器”。没有这些精确的测量，我们很难相信那些令人愉悦的音频体验不是凭空而来的，而是通过严谨的科学验证和反复的打磨才实现的。

Audio Precision是美国AP公司生产的一种音频分析仪。

Audio Precision的原理精髓在于adjustment，换句话说，AP的高精度某种程度上是基于算法的，而不是简单的堆砌components。

我讲这样一个简单的例子便于大家理解。冷战时期美国可以通过先进的材料技术等做出高性能的飞机，而苏联飞机为了达到同样的性能，需要做大量的零部件然后靠运气找到其中刚好能够满足性能要求的零部件。单纯靠大批量生产零件特调再堆料也许对这种高新武器适用，但对于商用量产产品是不现实的，这会使得成本几何倍数增长并且不一定能够满足要求。

一个系统由很多零部件组成，每个零件都有误差。例如电容、电阻等电子元器件都有所谓的%公差范围。那么当一个系统中的电子元器件越来越多，由于各个零部件的公差就会导致最终的系统误差越来越大，最终限制了系统的精度。对于音频分析仪，也就是一些例如THD和信噪比等测试指标的极限。但是如果能找出每个零部件的偏差，并且按照某种方式进行互补，就可以抵消不同零件之间的误差，从而达到更高的精度。

当然，实际原理比我讲的复杂很多，我这里只是简要讲解。

至于电声测试的原理，即便是最基础的性能指标其实也有很多种不同的测试原理，并且有着不同的使用场合和意义。

频响测试其实可以分为多种原理：

Acoustic Response和Continue Sweep是基于Chirp测试的。简单来说是采用连续变化的信号，通过比对输入和输出信号的差异计算出频响曲线。这种测试方法的优点是测试速度快，缺点是测试精度受到测试时间一定程度的影响，如果测试时间过短可能导致测试结果出现偏差或者不稳定。并且对于蓝牙产品等带有延迟的DUT如果设置不当测试结果可能存在误差。并且这种测试只能进行闭环测试不能进行开环测试。

对于AP音频分析仪的Acoustic Response和Continue Sweep的区别，主要在于前者是针对声音信号测试的，后者是针对电信号测试的。Acoustic Response相比于Continue Sweep有更灵活的FFT时间窗设置界面，可以在一定程度上提取有反射房间内的直达声或者分析不同延时的早期反射声。如果配合麦克风指向性频响补偿EQ，可以比较高效的分析房间内的直达声和反射声。这一点在我前段时间的小房间声学测试演讲中有更详细的解释。

与基于Chirp测试的Acoustic Response和Continue Sweep不同，Step Sweep是基于定频OCT步进扫频测试的。其大致原理是播放一定时间的定频保持信号，抓取一定周期（AP默认是3个周期）内的平均值或者hold值，即为该频点对应的系统输出幅值。Step Sweep的优势在于可以进行开环测试（AP会自动生成触发音握手信号），并且测试结果通常比基于Chirp测试的更稳定。缺点是测试速度慢，测试精度高的情况下测试速度会进一步变慢，并且测试结果为稳态测试结果，对于一些带有算法或者复杂的音频系统，可能与实际效果存在差异。

此外还可以通过Pink Noise进行频响测试。这种测试通常需要进行多次平均，测试的是整个系统对通带全频带的稳态频响。

另外一种大的分类则是RTA和FFT，FFT可以通过修改时间窗实现分离部分声音的功能。但是由于时域和频域精度互斥的原因，通常无法完全通过FFT分离全频带的声音，一般来说2kHz已经是比较极限的值。

虽然是最基本的频响曲线，但也有多种不同的测试方法，每一种都有其适应的场合和产品。要使用对应的测试方法才能获得更准确和有意义的测试结果。这并不是我在AP学习到的，而是几年前一位雅马哈大师教会我的。实际上我三年前的文章回答中就有所提及的，只不过基本上不会有人去真的在意这些内容，一些人只不过是把AP当作一个权威的背书。

AP购买时会附赠一本七八百页的说明书，很多东西其实在里面已经解释的很详细了。但据我观察，基本上没有人看这本说明书，更别说看完了。

至于AP测试的意义，可以大致按照研发和生产制造分类。对于产线测试，相对来说比较容易理解，就是使得量产的产品与Golden sample之间的一些测试指标的公差被控制在一定的范围内。当然，产线测试还有更现实的需求，即测试仪器的稳定性和测试速度/效率/自动化程度。有些高要求的公司会在产线上使用大量的AP分析仪，也许这听上去不可思议，因为这样做要花很多很多钱，但确有其事。

而对于研发，AP测试会帮助工程师判断产品的性能，是否达到预期或者调整曲线至目标曲线等等。并且不同的产品需要不同的测试类型和指标。这个话题非常大，如果想要进一步了解，可以去关注一下AP公司官方举办的研讨会和各种教程，这里篇幅有限就不展开讲解了。