«Продвинутые» методы тестирования качества звуковых адаптеров при помощи RMAA.

Но использовать этот режим для вынесения вердиктов и тем более сравнения различных звуковых «карт» некорректно. Во первых, потому что при этом полностью исключается из рассмотрения аналоговый тракт звуковой «карты», которая может очень серьёзно подпортить характеристики самого кодека. Более того, остаются неохваченными даже часть схем самого кодека, как то главный регулятор громкости (Master Volume) и оконечный усилитель. Во вторых, такое измерение дважды зависит от характеристик кодека – используется его выход и вход, способные в равной степени повлиять на результат, поэтому полученные цифры следует считать весьма и весьма приблизительными. По крайней мере, таким способом можно получить ориентировочное представление о потенциале самого кодека, а также возможно вполне корректное сравнение качества различных версий драйверов (как выяснилось, они могут неслабо влиять на качество звука).

Для корректного тестирования качества звука и, тем более, сравнения различных звуковых решений между собой, необходимо наличие референсного (образцового) линейного входа. Для соединения в «бытовых» условиях хорошо подходит кабель, как раз для этих целей прилагаемый к большинству TV-тюнеров. Это позволит абстрагироваться от влияния характеристик линейных входов разных звуковых карточек и сосредоточиться на сравнении именно качества выводимого звука. Полученные таким образом результаты измерений уже можно будет непосредственно сравнивать между собой, выясняя отличия в АЧХ, уровне искажений и т.д. Однако желательно не забывать, что характеристики входа по-прежнему оказывают влияние на результат измерений и постараться это влияние минимизировать.

Так, многие звуковые решения используют для связи с кодеком фиксированную частоту сэмплирования, равную 48 КГц. Такая частота была установлена в ранних версиях стандарта AC’97 (в последствии добавилась поддержка фиксированного набора частот и даже возможность выбора произвольной частоты в довольно широком диапазоне), но плоды мы пожинаем до сих пор. Дело в том, что частота сэмплирования в наиболее распространенных звуковых материалах равна 44.1 КГц – значение, давным-давно выбранное для аудио компакт-дисков и, естественно, перекочевавшее в стандарт mp3. В результате, при прослушивании такой музыки происходит преобразование сигнала, называемое ресэмплинг, которое в большинстве случаев имеет побочные эффекты, временами весьма и весьма ощутимые.

Одним из неотъемлемых проявлений ресэмплинга является некоторый рост искажений, причем далеко не всегда их рост отражается уровнем гармонических (нелинейных) и интермодуляционных искажений, которые умеет замерять RMAA. Иногда такие искажения проявляются в виде «гребня» вокруг основного сигнала. На приведённой ниже диаграмме вы можете увидеть образец таких искажений, так сказать, в особо циничной форме, обычно же дело ограничивается множеством одиночных «всплесков» фальшивого сигнала в широком диапазоне частот. Прошу обратить особое внимание на то, что эти результаты получены на одной и той же материнской плате, различались лишь звуковые драйверы.

Второе, довольно распространённое у карт от Creative, побочное явление ресэмплинга – искривление амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). Вот примеры записи одного и того же сигнала (96 КГц 24 бит) с линейного выхода Audigy2 на её же линейный вход, но в различных режимах записи.

Как видите, АЧХ может заметно отличаться: в режиме 44 КГц она излишне волниста, в 48 КГц 16 бит в целом ровная, но с завалом после 16 КГц (впрочем, иногда бывают и более серьёзные отклонения, например в нескольких поколениях драйверов nVidia), в 48 КГц 24 бит опять появляются волны, правда менее частые, и лишь в режиме 96 КГц 24 бит АЧХ прямая «от и до». Давайте взглянем, не отличаются ли остальные результаты.

Тест	16-bit, 44 kHz	16-bit, 48 kHz	24-bit, 48 kHz	24-bit, 96 kHz
Неравномерность АЧХ (от 40 Гц до 15 кГц), дБ:	0.08, -0.16	0.03, -0.08	0.09, -0.11	0.01, -0.08
Уровень шума, дБ (А):	-93.7	-94.0	-96.4	-96.0
Динамический диапазон, дБ (А):	93.7	93.7	96.1	95.7
Нелин. искажения, %:	0.0021	0.0021	0.0021	0.0022
Интермод. искажения, %:	0.0086	0.0081	0.0069	0.016
Взаимопроникновение каналов, дБ:	-93.8	-93.9	-95.2	-90.9

Как видите, запись в режиме 96 КГц 24 бит можно было бы считать наилучшим выбором, если бы не неожиданно возросший уровень интермодуляционных искажений. Давайте посмотрим графики.

Хм, никакого криминала не заметно, графики почти идентичные… В чём же дело? Оказывается, причина кроется в ультразвуковом диапазоне, который на этом графике просто не виден. После 30 КГц начинается лавинообразный рост шума, который RMAA принимает за искажения.

Побороть это явление можно установкой опции «Analyze noise and distortion only in 20 Hz – 20 kHz range», которая всё расставляет по местам – уровень искажений в этом режиме не превышает таковой для трёх других вариантов.

Учитывая наировнейшую АЧХ входа в режиме 96КГц 24 бит, для Audigy2 следует признать наилучшим именно его. При условии обязательного применения вышеупомянутой опции. Следует заметить, что режим 96 КГц имеет смысл проверять только для карточек уровня не ниже Audigy2, имеющей отдельный тракт для работы в режиме 96 КГц 24 бита; на всех остальных, скорее всего, наилучшие результаты будут получаться в режиме 48 КГц.

К сожалению, на данный момент RMAA (версия 5.3) не позволяет воспроизводить звук в одном режиме, а записывать в другом. Т.е. в программе вроде бы всё для этого есть, но почему-то не работает. К счастью есть выход и из этой ситуации – RMAA позволяет сохранить тестовый звук в .wav для воспроизведения любым другим проигрывателем. Т.е. всё, что нам нужно, это сохранить тестовые звуки (к примеру, 44 КГц 16 бит и 48 КГц 24 бит), затем установить оптимальный режим записи, нажать кнопку “Record” и запустить на воспроизведение, скажем, старый-добрый Winamp. Вуаля, правильные результаты почти гарантированны! Правда следует учесть ещё один нюанс…

Вообще говоря, влияние шума на сообщаемый RMAA уровень искажений было замечено давно. Если сообщаемый уровень шума больше -80 дБ, значения искажений будут завышенными. Поэтому необходимо так подобрать чувствительность записи, чтобы иметь возможность выставить наибольший уровень выходного сигнала, при котором ещё не начинаются «настоящие» искажения. На Audigy2 наилучший результат достигается при средних положениях регуляторов уровня записи (0 дБ).

И, конечно же, нужно всегда помнить о многоголовости этой лернейской гидры под названием звуковая карта, которая всегда рада подмешать в ваш кубок немножко яду, стоит только забыть прижечь хоть одну отрубленную голову.
Всегда выключайте ненужные входы, как то CD Player, Microphone, AUX и что там ещё у вас есть, ибо они очень часто добавляют шумов в воспроизводимый сигнал, порой очень значительно ухудшая результаты измерений.

В заключение хочу выразить особый респект человеку, открывшему возможность записи через StereoMix и «чёрный ход» для записи в наиболее «правильном» режиме. В конференции вы знаете его под ником SweetLow. Возможно некоторое время спустя я и сам бы додумался до всего этого, если хватило бы терпения, однако он поделился своими находками, в разы увеличив мой КПД, а я лишь развил идеи и максимально подробно всё это описал, чтобы облегчить жизнь всем другим пользователям, желающим тестировать качество звука.

Обсуждение темы ведётся здесь