本發(fā)明涉及音質(zhì)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種用于電聲換能器的音質(zhì)測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電聲換能器是指能夠?qū)⒙暷苻D(zhuǎn)換為電能的聲學(xué)器件。在電聲工程中，揚(yáng)聲器(speak，spk)、受話器((receiver)是典型的能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換成聲能的聲學(xué)器件，二者在手機(jī)等電子設(shè)備上均有應(yīng)用，前者通常作為喇叭使用，后者通常作為聽(tīng)筒使用。

隨著手機(jī)等電子設(shè)備性能的提高和普及，電子設(shè)備廠商和用戶對(duì)電聲換能器的性能要求越來(lái)越高，其中，音質(zhì)是最直接的體現(xiàn)形式之一。因此，電聲換能器在出廠之前需要經(jīng)過(guò)音質(zhì)測(cè)試，以確定音質(zhì)是否滿足出廠要求。

目前，電聲換能器的音質(zhì)測(cè)試以人工聽(tīng)音為主，使用的設(shè)備包括掃頻儀。在測(cè)試時(shí)，掃頻儀以設(shè)定的激勵(lì)信號(hào)(例如頻率為200hz-5khz，電壓為1.2或者1.5倍的額定電壓)驅(qū)動(dòng)被測(cè)試電聲換能器發(fā)聲，測(cè)試人員進(jìn)行聽(tīng)音，并憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行音質(zhì)的判斷。該種測(cè)試方法存在較多的限制和不穩(wěn)定因素，例如，不同測(cè)試人員的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)、聽(tīng)覺(jué)疲勞、人員成本等，而且長(zhǎng)期大電壓聽(tīng)音會(huì)對(duì)人耳造成損傷，為了不影響測(cè)試人員的身體健康，測(cè)試人員需要經(jīng)常換崗，這也將導(dǎo)致測(cè)試成本增加、及測(cè)試精度的穩(wěn)定性降低，因此，有必要提供一種不依賴于測(cè)試人員聽(tīng)音的音質(zhì)測(cè)試系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)目的是提供一種進(jìn)行音質(zhì)測(cè)試的新的技術(shù)方案。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于電聲換能器的音質(zhì)測(cè)試系統(tǒng)，其包括掃頻裝置、聲波導(dǎo)管、麥克風(fēng)、及分析裝置；

所述掃頻裝置用于輸出掃頻信號(hào)激勵(lì)所述電聲換能器產(chǎn)生聲音信號(hào)；

所述聲波導(dǎo)管包括圓錐管道、與所述圓錐管道連通的圓柱管道、及設(shè)置在所述圓錐管道上的入射口；所述聲音信號(hào)經(jīng)由所述入射口進(jìn)入所述聲波導(dǎo)管中，并依次經(jīng)過(guò)所述圓錐管道的放大和所述圓柱管道的傳播到達(dá)所述麥克風(fēng)；

所述麥克風(fēng)被設(shè)置為將拾取到的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并將所述電信號(hào)輸出至所述分析裝置；以及，

所述分析裝置被設(shè)置為根據(jù)所述電信號(hào)計(jì)算并輸出對(duì)應(yīng)所述掃頻信號(hào)的高階諧波失真。

可選的是，所述音質(zhì)測(cè)試系統(tǒng)還包括障板，所述障板被設(shè)置為用于安裝所述電聲換能器。

可選的是，所述聲波導(dǎo)管與所述障板的相對(duì)位置使得所述入射口的中軸線垂直、且穿過(guò)所述電聲換能器的振膜。

可選的是，所述障板垂直于所述入射口的中軸線設(shè)置，且所述障板與所述入射口之間的距離大于或者等于1cm，且小于或者等于1.5cm。

可選的是，所述入射口的中軸線、所述圓錐管道的中軸線、及所述圓柱管道的中軸線重合。

可選的是，所述圓柱管道的內(nèi)徑等于所述圓錐管道的最大內(nèi)徑。

可選的是，所述圓柱管道的內(nèi)徑使得自身的截止頻率大于進(jìn)行異音識(shí)別的頻率區(qū)間所對(duì)應(yīng)的高階諧波頻率上限。

可選的是，所述麥克風(fēng)在所述圓柱管道的末端與所述圓柱管道的管壁密封連接，且所述麥克風(fēng)的拾音孔被密封在所述圓柱管道中。

可選的是，所述音質(zhì)測(cè)試系統(tǒng)還包括功率放大器，所述功率放大器被設(shè)置為對(duì)所述掃頻信號(hào)進(jìn)行放大處理后激勵(lì)所述電聲換能器產(chǎn)生聲音信號(hào)。

可選的是，所述分析裝置被設(shè)置為通過(guò)在同一坐標(biāo)系下繪制失真曲線和參考曲線的操作輸出對(duì)應(yīng)所述掃頻信號(hào)的高階諧波失真、及對(duì)應(yīng)所述掃頻信號(hào)的異音識(shí)別結(jié)果；

其中，所述失真曲線為反映所述掃頻信號(hào)的頻率與高階諧波失真之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的曲線；所述參考曲線為反映所述掃頻信號(hào)的頻率與合格電聲換能器的高階諧波失真上限之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的曲線。

本發(fā)明的一個(gè)有益效果在于，在本發(fā)明的音質(zhì)測(cè)試系統(tǒng)中，利用聲波導(dǎo)管的高識(shí)別率、麥克風(fēng)代替人耳聽(tīng)音、及分析裝置代替人腦進(jìn)行異音識(shí)別實(shí)現(xiàn)了高效、高準(zhǔn)確度的自動(dòng)音質(zhì)測(cè)試。

通過(guò)以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。

附圖說(shuō)明

被結(jié)合在說(shuō)明書中并構(gòu)成說(shuō)明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且連同其說(shuō)明一起用于解釋本發(fā)明的原理。

圖1為根據(jù)本發(fā)明音質(zhì)測(cè)試系統(tǒng)的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中聲波導(dǎo)管的一種左視示意圖；

圖3為圖2中a-a向剖視示意圖；

圖4a為簡(jiǎn)諧波在圓柱管道中傳播的示意圖；

圖4b為高次諧波在圓柱管道中傳播的示意圖；

圖5為失真曲線與參考曲線的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為根據(jù)本發(fā)明音質(zhì)測(cè)試系統(tǒng)的一種實(shí)施例的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到：除非另外具體說(shuō)明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。

以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說(shuō)明性的，決不作為對(duì)本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。

對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為說(shuō)明書的一部分。

在這里示出和討論的所有例子中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它例子可以具有不同的值。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。

圖1為根據(jù)本發(fā)明音質(zhì)測(cè)試系統(tǒng)的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

根據(jù)圖1所示，本發(fā)明音質(zhì)測(cè)試系統(tǒng)包括掃頻裝置110、聲波導(dǎo)管140、麥克風(fēng)150、及分析裝置160。

該掃頻裝置110用于輸出掃頻信號(hào)激勵(lì)電聲換能器130產(chǎn)生聲音信號(hào)。這說(shuō)明，掃頻裝置110的掃頻信號(hào)輸出端與電聲換能器130的信號(hào)輸入端連接。

該掃頻信號(hào)例如可以是正弦波信號(hào)。

該掃頻裝置110例如在100hz～20khz的掃頻區(qū)間輸出掃頻信號(hào)。

該掃頻裝置110在掃頻區(qū)間的掃頻間隔可以根據(jù)需要設(shè)定，例如等間隔掃頻、倍頻掃頻等。

在倍頻掃頻的實(shí)施例中，后一掃頻信號(hào)的頻率與前一掃頻信號(hào)的頻率的比值例如為2^1/12。

在本實(shí)施例中，該音質(zhì)測(cè)試系統(tǒng)還可以進(jìn)一步包括功率放大器120，該功率放大器120被設(shè)置為對(duì)掃頻裝置110輸出的掃頻信號(hào)進(jìn)行放大處理后激勵(lì)電聲換能器130產(chǎn)生聲音信號(hào)。這說(shuō)明，掃頻裝置110的掃頻信號(hào)輸出端可以經(jīng)由功率放大器120與電聲換能器130的信號(hào)輸入端連接。

如圖1至圖3所示，聲波導(dǎo)管140包括圓錐管道141、與圓錐管道141連通的圓柱管道142、及設(shè)置在圓錐管道141上的入射口143。入射口143被設(shè)置為供電聲換能器130產(chǎn)生的聲音信號(hào)進(jìn)入聲波導(dǎo)管140中。

以上圓錐管道141和圓柱管道142中的形狀限定應(yīng)理解為是對(duì)于對(duì)應(yīng)管道的內(nèi)腔形狀的限定，而不是對(duì)于對(duì)應(yīng)管道的外觀形狀的限定。

聲波導(dǎo)管140可以通過(guò)削去圓錐管道141的尖端的結(jié)構(gòu)形成與圓錐管道141的內(nèi)腔相通的入射口143。這樣，入射口143的口徑將等于圓錐管道141的最小內(nèi)徑。

以上入射口143的中軸線、圓錐管道141的中軸線、及圓柱管道142的中軸線可以重合。

圓柱管道142的內(nèi)徑可以等于圓錐管道141的最大內(nèi)徑。

如圖3所示，聲波導(dǎo)管140可以由兩段以上導(dǎo)管通過(guò)螺紋連接組成，以便于根據(jù)測(cè)試需求連接成各種長(zhǎng)度。

該聲波導(dǎo)管140的圓錐管道141類似于錐形號(hào)筒，能夠?qū)νㄟ^(guò)的聲音信號(hào)進(jìn)行放大，以提高聲波導(dǎo)管140中傳播聲音信號(hào)的強(qiáng)度以及異音的識(shí)別率。

采用圓錐管道141放大聲音信號(hào)的優(yōu)勢(shì)在于：圓錐管道141不存在截止頻率，因此不會(huì)對(duì)通過(guò)的聲音信號(hào)產(chǎn)生“過(guò)濾”作用，能夠保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

到達(dá)圓錐管道141末端的聲音信號(hào)隨后進(jìn)入圓柱管道142進(jìn)行傳播。

圓柱管道142存在一個(gè)截止頻率fc：

公式(1)中：c0為聲音在空氣中的傳播速度，a為圓柱管道142的內(nèi)徑的一半。

當(dāng)掃頻信號(hào)的頻率小于或者等于該截止頻率fc時(shí)，圓柱管道142中只有一種波形，稱為簡(jiǎn)振波，如圖4a所示，簡(jiǎn)諧波在圓柱管道142中以平面波的形式傳播。

當(dāng)掃頻信號(hào)的頻率大于該截止頻率fc時(shí)，聲音信號(hào)在圓柱管道142中傳播會(huì)產(chǎn)生高次諧波，如圖4b所示，高次諧波在圓柱管道142中以不斷接觸管壁并反射的方式傳遞。

圓柱管道142的內(nèi)徑可以被設(shè)置為使得自身的截止頻率大于設(shè)定的進(jìn)行異音識(shí)別的頻率區(qū)間所對(duì)應(yīng)的高階諧波頻率上限。這可以使得經(jīng)由圓柱管道142傳播產(chǎn)生的高次諧波不會(huì)對(duì)異音識(shí)別的準(zhǔn)確性帶來(lái)任何影響。

進(jìn)行異音識(shí)別的頻率區(qū)間主要分布在低頻段，例如100hz～800hz，或者100hz～500hz等。

以圓柱管道142的內(nèi)徑為7.13mm為例，根據(jù)以上公式(1)，圓柱管道142的截止頻率大約為28khz，在進(jìn)行異音識(shí)別的頻率區(qū)間的頻率上限選擇為500hz、高階諧波所對(duì)應(yīng)的頻率范圍是5khz-17.5khz、掃頻區(qū)間的頻率上限為20khz的實(shí)施例中，該截止頻率遠(yuǎn)大于進(jìn)行異音識(shí)別的頻率區(qū)間所對(duì)應(yīng)的高階諧波頻率上限(即17.5khz)。

麥克風(fēng)150安裝在圓柱管道142的末端，以使電聲換能器120產(chǎn)生的聲音信號(hào)經(jīng)由入射口143進(jìn)入聲波導(dǎo)管140中，并順次經(jīng)過(guò)圓錐管道141的放大和圓柱管道142的傳播到達(dá)麥克風(fēng)150。

在安裝麥克風(fēng)150時(shí)，可以對(duì)麥克風(fēng)150與圓柱管道142的管壁之間的縫隙進(jìn)行密封處理，實(shí)現(xiàn)麥克風(fēng)150與圓柱管道142的管壁之間的密封連接，并將麥克風(fēng)150的拾音孔密封在圓柱管道142的內(nèi)腔中。該種連接結(jié)構(gòu)可以最大限度地避免聲壓泄露，有利于提高異音識(shí)別率。

參見(jiàn)公式(1)可知，圓柱管道142的內(nèi)徑越大，其截止頻率fc越小，因此，為了獲取較大的截止頻率fc，以避免該截止頻率fc包含在進(jìn)行異音識(shí)別的頻率區(qū)間所對(duì)應(yīng)的高階諧波頻率范圍內(nèi)，圓柱管道142的內(nèi)徑應(yīng)該盡可能地小。進(jìn)一步地，由于麥克風(fēng)150需要安裝在圓柱管道142中，圓柱管道142的內(nèi)徑還至少要能夠進(jìn)行麥克風(fēng)150的安裝，因此，可以結(jié)合根據(jù)截止頻率fc選定的圓柱管道142的內(nèi)徑來(lái)選擇使用的麥克風(fēng)150的尺寸。

在本實(shí)施例中，音質(zhì)測(cè)試系統(tǒng)還可以包括障板170，電聲換能器130安裝在障板170上。

障板170為在電聲換能器130的圓周外接出的一塊平板，障板170的作用是增加前后干涉的通路長(zhǎng)度，增加低頻信號(hào)的強(qiáng)度。該前后干涉指：電聲換能器130從振膜背面輻射出的聲波與從振膜正面輻射出的聲波相遇、并發(fā)生相互抵消的現(xiàn)象。

該障板170可以包括與電聲換能器130適配的定位夾具，以將電聲換能器130可靠地固定在障板170上。

聲波導(dǎo)管140的設(shè)置可以使得入射口143的中軸線垂直、且穿過(guò)電聲換能器130的振膜，以增加進(jìn)入聲波導(dǎo)管140中的聲能。例如，聲波導(dǎo)管140的設(shè)置使得電聲換能器130的振膜的中心位于入射口143的中軸線上。

由于入射口143的孔徑較小，因此，通過(guò)將入射口143對(duì)準(zhǔn)振膜的不同位置，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)振膜不同位置的音質(zhì)測(cè)試。

麥克風(fēng)150被設(shè)置為將拾取到的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并將電信號(hào)輸出至分析裝置160。

分析裝置160被設(shè)置為根據(jù)麥克風(fēng)150輸出的電信號(hào)計(jì)算、并輸出對(duì)應(yīng)掃頻信號(hào)的高階諧波失真rub&buzz(f)：

公式(2)中的hn(f)表示n階諧波的能量，h1(f)為基波能量，f代表掃頻信號(hào)的頻率。

以上高階諧波是指10階以上(包括10階)的諧波。例如，可以選擇10階～35階進(jìn)行高階諧波失真的計(jì)算。

分析裝置160通過(guò)對(duì)電信號(hào)進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解可以得到基波和各階諧波。

進(jìn)一步地，分析裝置160可以被設(shè)置為通過(guò)在同一坐標(biāo)系下繪制失真曲線(例如圖5中失真曲線l1、l2)和參考曲線(例如圖5中參考曲線l0)的操作輸出對(duì)應(yīng)掃頻信號(hào)的高階諧波失真、及對(duì)應(yīng)掃頻信號(hào)的異音識(shí)別結(jié)果。

該失真曲線為反映掃頻信號(hào)的頻率與高階諧波失真之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的曲線。

該參考曲線為反映掃頻信號(hào)的頻率與合格電聲換能器的高階諧波失真上限之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的曲線。

對(duì)應(yīng)各掃頻信號(hào)的頻率的高階諧波失真上限可以通過(guò)本發(fā)明音質(zhì)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試一定數(shù)量的合格電聲換能器得到。

關(guān)于異音識(shí)別結(jié)果，測(cè)試人員通過(guò)查看失真曲線超過(guò)參考曲線的情況，便可獲知被測(cè)試的電聲換能器是否為具有異音的不合格產(chǎn)品。

圖5示出了參考曲線l0和多個(gè)被測(cè)試的電聲換能器的失真曲線。

以失真曲線l1為例，失真曲線l1具有超出參考曲線l0的部分，因此，失真曲線l1標(biāo)記的電聲換能器為不合格產(chǎn)品。

以失真曲線l2為例，失真曲線l2完全位于參考曲線l0的下方，因此，失真曲線l2對(duì)應(yīng)的電聲換能器為合格產(chǎn)品。

圖6是根據(jù)本發(fā)明音質(zhì)測(cè)試系統(tǒng)的一種硬件結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

在圖6所示實(shí)施例中，音質(zhì)測(cè)試系統(tǒng)包括終端610，該終端610安裝有soundcheck測(cè)試應(yīng)用和聲卡620。

終端610可以是pc機(jī)、筆記本等。

soundcheck測(cè)試應(yīng)用具有信號(hào)發(fā)聲模塊611和分析模塊612。

圖1中的掃頻裝置110包括以上信號(hào)發(fā)聲模塊611和聲卡620的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊。數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊用于對(duì)信號(hào)發(fā)聲模塊611輸出的數(shù)字量的掃頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，以輸出模擬量的掃頻信號(hào)激勵(lì)電聲換能器產(chǎn)生聲音信號(hào)。

圖1中的分析裝置160包括以上分析模塊612和聲卡620的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。該模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用于對(duì)麥克風(fēng)150輸出的模擬量的電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，以輸出數(shù)字量的電信號(hào)給分析模塊612進(jìn)行高階諧波失真的計(jì)算。

終端610包括處理器和存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)soundcheck測(cè)試應(yīng)用，soundcheck測(cè)試應(yīng)用用于控制處理器進(jìn)行操作以執(zhí)行信號(hào)發(fā)聲模塊611和分析模塊612的功能。

該存儲(chǔ)器可以包括高速隨機(jī)存儲(chǔ)器，還可以包括非易失性存儲(chǔ)器，如一個(gè)或者多個(gè)磁性存儲(chǔ)裝置、閃存、或者其他非易失性固態(tài)存儲(chǔ)器。

以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實(shí)施例，上述說(shuō)明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實(shí)施例。在不偏離所說(shuō)明的各實(shí)施例的范圍和精神的情況下，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)許多修改和變更都是顯而易見(jiàn)的。本文中所用術(shù)語(yǔ)的選擇，旨在最好地解釋各實(shí)施例的原理、實(shí)際應(yīng)用或?qū)κ袌?chǎng)中的技術(shù)的技術(shù)改進(jìn)，或者使本技術(shù)領(lǐng)域的其它普通技術(shù)人員能理解本文披露的各實(shí)施例。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來(lái)限定。