apple tv 光纖輸出信號(hào)測(cè)試

人見百態(tài) · 發(fā)表于 2015-1-6 12:44

本帖最后由人見百態(tài) 于 2015-1-6 12:50 編輯

、2012年3月，Apple TV3與new iPad同時(shí)發(fā)布，在外形上與前一代產(chǎn)品保持一致，處理器更新為A5處理器，由于SoC內(nèi)圖形單元和視頻加速單元的同步升級(jí)，Apple TV3在高清視頻規(guī)格支持上有了全面提高。

apple tv 光纖輸出信號(hào)測(cè)試

Apple TV在輸出功能上提供了一個(gè)HDMI和一個(gè)S/PDIF光纖輸出接口，現(xiàn)在小編對(duì)它的光纖輸出音頻信號(hào)品質(zhì)進(jìn)行客觀與主觀測(cè)試。

首先來看硬件配置，蘋果Apple TV3使用A5核心的SoC處理器，在拆解中看到除了NAND Flash芯片、網(wǎng)絡(luò)芯片外，還有兩顆主要的Apple標(biāo)識(shí)的芯片，不知其作用[其中一顆也許用于遙控控制等]。而Apple TV3使用的這顆A5處理器與iPhone 4S和iPad2中的稍有不同。蘋果在發(fā)布會(huì)上稱，Apple TV3使用的是單核心A5處理器，而專業(yè)芯片研究網(wǎng)站chipworks從腐蝕芯片發(fā)現(xiàn)，這顆A5處理器仍然基于雙核心架構(gòu)設(shè)計(jì)，但的確只保留了一個(gè)ARM核心，而且芯片面積縮小了41%。在拆解中，我們雖然還是看到了A5的字樣，但實(shí)際上它是與內(nèi)存芯片PoP堆疊封裝的。

apple tv 光纖輸出信號(hào)測(cè)試

雖然目前Apple TV3仍然沒有越獄，但從越獄后的Apple TV2來看，蘋果在Apple TV上使用的iOS操作系統(tǒng)也與iPhone、iPad上不同，我們也沒有看到相關(guān)應(yīng)用程序的移植，當(dāng)然，似乎這種移植大多數(shù)也沒有太多實(shí)用價(jià)值。做以上說明，不是抱怨Apple TV的iOS不兼容iPhone，而是與我們問題有關(guān)。

客觀測(cè)試

E-MU 1616M PCIe 數(shù)字音頻系統(tǒng)

對(duì)Apple TV3的S/PDIF光纖輸出進(jìn)行了一組客觀測(cè)試，測(cè)試還是選用專業(yè)級(jí)聲卡錄入的形式，結(jié)合常見的分析方式，提供直觀的測(cè)量結(jié)果。由于Apple TV3的內(nèi)部存儲(chǔ)空間只是用于系統(tǒng)或者交互文件緩存，所以測(cè)試播放時(shí)可以使用Airplay完成。關(guān)于Airplay的音質(zhì)測(cè)評(píng)，我們?cè)?jīng)在Airport Express測(cè)試中使用過，這種通過WiFi無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸，并不存在嚴(yán)重缺陷，是值得信賴的。但Apple TV3測(cè)試卻遇到了信號(hào)不穩(wěn)定的問題。

為了保證測(cè)試準(zhǔn)確性，我們嘗試了使用Windows操作系統(tǒng)、OS X 10.7操作系統(tǒng)的電腦通過iTunes Airplay播放；另外，還使用了iOS設(shè)備，通過Airplay進(jìn)行播放與測(cè)試。各種測(cè)試條件下，得到的結(jié)果稍有不同，但主要問題還是非常嚴(yán)重。

由于Apple TV3輸出的數(shù)字信號(hào)十分不穩(wěn)定，導(dǎo)致RMAA測(cè)試無法進(jìn)行，所以下面我們只通過不同信號(hào)、不同播放環(huán)境下的頻率掃描頻譜圖來進(jìn)行講解。關(guān)于頻率掃描的頻譜光視圖，是我們經(jīng)常用來使用的分析工具。正常情況下，我們播放一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電平-1dB的從20Hz-20kHz正正弦波掃描信號(hào)，在圖中，坐標(biāo)橫軸為時(shí)間軸，縱軸為原點(diǎn)是20Hz的信號(hào)頻率。在這種光譜分析視圖下，為一條干凈明亮的直線。而我們這里還專門進(jìn)行了一組1kHz恒定頻率的掃描測(cè)試。

蘋果 Apple TV3代-1kHz 頻率掃描@S/PDIF 光纖輸出

從我們測(cè)試圖片，大家不難發(fā)現(xiàn)，在波形掃描中，信號(hào)有不規(guī)律的平行于縱坐標(biāo)軸的脈沖信號(hào)出現(xiàn)。這在測(cè)試很多數(shù)字設(shè)備輸出時(shí)會(huì)遇到，甚至一些質(zhì)量不好的光纖，或者老化的激光頭、污染的激光頭等都會(huì)遇到這樣問題。不過，經(jīng)過我們反復(fù)驗(yàn)證，這就是Apple TV3自己本身的問題。

從錄音聲卡識(shí)別來看，Apple TV3首先鎖定48KHz采樣率信號(hào)輸出，當(dāng)播放44.1kHz時(shí)，可能發(fā)生SRC，但從實(shí)際測(cè)試來看并不會(huì)出現(xiàn)特別嚴(yán)重的信號(hào)無限重疊，掃描圖形表現(xiàn)情況與48kHz類似。這種播放時(shí)脈沖原因較為復(fù)雜，一般與數(shù)字輸出信號(hào)時(shí)鐘紊亂，錄音和接受設(shè)備無法同步等都有關(guān)系。

無論使用Windows或者iOS，無論使用有線網(wǎng)絡(luò)還是WiFi網(wǎng)絡(luò)，這種問題在Apple TV3上都無法避免。如圖所示，我們進(jìn)行了幾組頻率掃描測(cè)試。其中第一組，基于Windows iTunes的Airplay，全部使用有線局域網(wǎng)；第二組，使用iPhone 4進(jìn)行Airplay；第三組，使用Macbook OS X操作系統(tǒng)，Airplay，測(cè)試結(jié)果大同小異。在第三組中，我們展示了連續(xù)兩個(gè)10秒鐘測(cè)試波形，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，它的信號(hào)非常不穩(wěn)定，這兩個(gè)連續(xù)10秒的測(cè)試其實(shí)也是不同的。

蘋果 Apple TV 3代-頻率掃描@48kHz/S/PDIF 光纖輸出/Windows/Lan

蘋果 Apple TV 3代-頻率掃描@48kHz/S/PDIF 光纖輸出/iOS/WiFi

蘋果 Apple TV 3代-連續(xù)兩次頻率掃描@48kHz/S/PDIF 光纖輸出/OS X 10.7/

值得注意的是，在以iPhone或者iPad作為播放源通過Airplay播放至Apple TV3時(shí)，在高頻部分還似乎專門設(shè)置了截止頻率，高頻最高頻率大概只能達(dá)到16kHz多一些。這與是否使用WiFi網(wǎng)絡(luò)是無關(guān)的，只與iPhone和iPad有關(guān)。

蘋果 Apple TV 3代-頻率掃描@44.1kHz/S/PDIF 光纖輸出/iOS/WiFi

主觀聽感

我們通過光纖輸出到MD30解碼器，雖然MD30解碼器的FIFO設(shè)計(jì)可以接管數(shù)字輸入信號(hào)的時(shí)鐘，但對(duì)于這種明顯存在問題的數(shù)字信號(hào)仍然無法修復(fù)。在播放頻率掃描信號(hào)時(shí)，可以清楚的聽到脈沖信號(hào)帶來的爆音。其實(shí)，這個(gè)問題不僅僅在光纖輸出時(shí)存在，當(dāng)播放測(cè)試信號(hào)時(shí)，通過HDMI輸出，在電視機(jī)上一樣可以清楚的發(fā)現(xiàn)爆音問題，以及通過iPhone、iPad輸出時(shí)，高頻衰減的問題。

不過，這個(gè)問題在平時(shí)使用中也許是較難察覺的。首先，我們測(cè)試信號(hào)為-1dB，這種強(qiáng)度的信號(hào)在我們?nèi)粘Ｊ褂弥斜容^少遇到，也許只有在特別高峰值時(shí)偶爾出現(xiàn)。一般，我們配合液晶電視連接Apple TV3，電視音量適中的話，大概在iOS設(shè)備上輸出電平在-15dB左右。此時(shí)，脈沖和爆音仍然存在，而且出現(xiàn)的頻率并沒有降低，但只是不容易察覺。

問題分析

為了確認(rèn)Apple TV3數(shù)字輸出信號(hào)存在的問題，我們特意借了另外一臺(tái)Apple TV3，發(fā)現(xiàn)與我們手中這臺(tái)一樣，存在完全一樣的問題。為了進(jìn)一步確認(rèn)，在HDMI輸出時(shí)是否存在同樣問題，我們購買了HDMI轉(zhuǎn)接光纖輸出的設(shè)備，得到的結(jié)果同樣令人失望，測(cè)試結(jié)果與光纖輸出時(shí)完全一致。

從主觀上來說，Apple TV3的音頻信號(hào)無論通過光纖還是HDMI，到解碼器、到功放，都存在明顯的缺陷。對(duì)于普通連接電視機(jī)用戶來說，也許受限于電視機(jī)揚(yáng)聲器過于普通，以及一般播放視頻信號(hào)的音軌本身質(zhì)量已經(jīng)很差，所以很難察覺。但是在播放高清電影，或者連接功放后，這種信號(hào)不穩(wěn)定帶來的脈沖爆音，在較大音量下還是容易察覺的。

從客觀來說，我們似乎很難相信蘋果產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)這樣的低級(jí)失誤？畢竟我們測(cè)試過從iPod到iPad大多數(shù)產(chǎn)品，在音頻系統(tǒng)方面表現(xiàn)至少不存在嚴(yán)重缺陷。而即便是Airplay，在老款A(yù)irport Express上也并沒有因?yàn)闊o線網(wǎng)絡(luò)加入而帶來瓶頸或者嚴(yán)重缺陷。而iPhone和iPad當(dāng)然更沒有什么問題。作為同樣使用iOS操作系統(tǒng)，幾乎一樣硬件處理器的Apple TV為何有這么嚴(yán)重的問題？

從客觀測(cè)試結(jié)果來看，雖然A5處理器相對(duì)iPad和iPhone上使用的那顆減少了一個(gè)核心，理論上不應(yīng)該會(huì)對(duì)音頻單元進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。如果拋開數(shù)字信號(hào)不穩(wěn)定的脈沖失真，整個(gè)信號(hào)表現(xiàn)與其他iOS設(shè)備還是比較相符的。那么，問題是否會(huì)出在iOS操作系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腁irplay上？

從測(cè)試結(jié)果來看，在iPhone或iPad與Apple TV3通過Airplay播放時(shí)，高頻信號(hào)最高只能到16kHz左右，蘋果為何要做這樣的處理？因?yàn)檫@在老款A(yù)irport Express上是沒有遇到過的[完全相同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境]。而當(dāng)使用PC或者M(jìn)ac，無論通過WiFi或者Lan，都不會(huì)出現(xiàn)高頻被截止在16kHz的問題，同時(shí)，與OS X和Windows下信號(hào)相比，iPhone的測(cè)試信號(hào)還伴隨著更為密集的強(qiáng)度較小的脈沖和毛刺，信號(hào)品質(zhì)更差。

從我們做過的所有測(cè)試，尤其是對(duì)比Airport Express上Airplay測(cè)試來看，后者并未遇到類似問題，問題只能出現(xiàn)在Apple TV3的A5芯片音頻單元或操作系統(tǒng)上，當(dāng)然還可能是整個(gè)系統(tǒng)較為復(fù)雜的原因，但似乎Airplay技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)本身也許并不是關(guān)鍵。而初步推測(cè)，這可能與A5芯片內(nèi)音頻單元時(shí)鐘管理能力有關(guān)。音頻信號(hào)的輸出存在如此嚴(yán)重的問題應(yīng)屬于產(chǎn)品品質(zhì)問題，對(duì)于追求完美的蘋果公司出品的產(chǎn)品來說，這種低級(jí)失誤似乎并不多見，也令用戶感到失望。對(duì)于打算通過Apple TV組建高品質(zhì)無線影音方案的用戶來說，似乎要有些失望，尤其是在體驗(yàn)過Airport Express后，很難想到Apple TV會(huì)出現(xiàn)這樣的問題。我們也會(huì)繼續(xù)跟進(jìn)這一問題，希望蘋果公司能夠盡快解決這一不該有的失誤。

匿名 *發(fā)表于 1970-1-1 08:00* | 未知 · 發(fā)表于 1970-1-1 08:00

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jacklee50 · 發(fā)表于 2015-3-2 12:47

我一直用電視的音箱，看了大半年了，還真沒有注意到有這個(gè)問題。最近正在調(diào)研想買一套bose的音箱，我還打算不要他的wifi組件，就用atv3來接入，看來得換方案了。bose的wifi模組也是通過airplay來播放，不知道是不是也有同樣的問題呢？

shenrujie123 · 發(fā)表于 2016-4-26 21:27

感謝分享，ZNDS有你更精彩:)

shenrujie123 · 發(fā)表于 2016-4-26 21:28

wangdongwdd · 發(fā)表于 2020-3-25 19:12

先把機(jī)器刷成磚，再把磚頭刷成機(jī)器，我都佩服自己在ZNDS學(xué)到的刷機(jī)技術(shù)！

wangdongwdd · 發(fā)表于 2020-4-12 07:34

先把機(jī)器刷成磚，再把磚頭刷成機(jī)器，我都佩服自己在ZNDS學(xué)到的刷機(jī)技術(shù)！

wangdongwdd · 發(fā)表于 2020-4-23 13:03

先把機(jī)器刷成磚，再把磚頭刷成機(jī)器，我都佩服自己在ZNDS學(xué)到的刷機(jī)技術(shù)！

wangdongwdd · 發(fā)表于 2020-7-30 10:09

樓主威武啊,ZNDS有你更給力！

wangdongwdd · 發(fā)表于 2020-9-11 17:12

又見一個(gè)好帖，果斷先馬克mark收藏了!posttime=1599815520

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