專(zhuān)利名稱(chēng)：用模擬同步信號(hào)快速檢測(cè)發(fā)聲體參數(shù)的方法及檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出一種用模擬同步信號(hào)快速檢測(cè)發(fā)聲體參數(shù)的方法及檢測(cè)系統(tǒng)，特別涉及發(fā)聲 體的連接檢測(cè)，不確定時(shí)延情況下的響應(yīng)信號(hào)的提取，發(fā)聲體頻響曲線、阻抗曲線、揚(yáng)聲器 極性和測(cè)量距離等參數(shù)的檢測(cè)。
背景技術(shù)：
一、 發(fā)聲體的連接檢測(cè)
在揚(yáng)聲器、受話(huà)器生產(chǎn)中需要對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行一次或多次的檢査。其中參數(shù)檢查是衡 量揚(yáng)聲器產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。用于參數(shù)檢測(cè)的儀器通過(guò)一個(gè)夾具將測(cè)試信號(hào)送入被測(cè)發(fā)聲 體。連接夾具的步驟往往需要工人手工操作完成。尤其是在生產(chǎn)微型揚(yáng)聲器、受話(huà)器時(shí)，工 人需要手工去除揚(yáng)聲器的保護(hù)蓋(用于在生產(chǎn)過(guò)程中保護(hù)振膜)后進(jìn)行生產(chǎn)工藝檢査和參數(shù) 測(cè)試。手工連接測(cè)試儀夾具常會(huì)發(fā)生被測(cè)發(fā)聲體與夾具接觸不良的情況.導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果異常 或不正確，工人需要再測(cè)量一次以確認(rèn)問(wèn)題的原因。
現(xiàn)有儀器采用兩種方式避免被測(cè)發(fā)聲體與夾具接觸不良。 一種方式是循環(huán)地發(fā)送測(cè)試信 號(hào)，實(shí)時(shí)地顯示測(cè)試結(jié)果。由于實(shí)時(shí)性要求較強(qiáng)，測(cè)試信號(hào)的長(zhǎng)度和運(yùn)算的復(fù)雜度受到了限 制，，導(dǎo)致測(cè)試精度也受到了限制。另外，甶于循環(huán)地發(fā)射測(cè)試信號(hào)，功放一直處于正常工作 狀態(tài)，功耗較大，若測(cè)試夾不慎斷路則很容易燒壞功放。另一種方式是通過(guò)工人3^下開(kāi)關(guān)即 開(kāi)始發(fā)送測(cè)試信號(hào)。由于工人需要手持被測(cè)發(fā)聲體，只能用腳踩腳踏開(kāi)關(guān)啟動(dòng)測(cè)試。工人每 天需要踩腳踏開(kāi)關(guān)數(shù)萬(wàn)次，容易疲勞。此外，工人需要經(jīng)過(guò)培訓(xùn)學(xué)習(xí)才能達(dá)到一定熟練程度。
二、 不確定時(shí)延情況下的響應(yīng)信號(hào)提取方法
基于計(jì)算機(jī)的揚(yáng)聲器、受話(huà)器檢測(cè)儀器常使用采集卡或?qū)I(yè)聲卡將被測(cè)發(fā)聲體的響應(yīng)模 數(shù)轉(zhuǎn)換，進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理得到測(cè)試結(jié)果。采集卡的時(shí)延是確定的，因此響應(yīng)信號(hào)的相位可 以確定，然而釆集卡的價(jià)格很高，需要采用專(zhuān)用的軟件平臺(tái)完成信號(hào)處理。聲卡的不確定因 素較多，聲卡、操作系統(tǒng)及測(cè)試軟件的緩沖區(qū)大小不同和操作系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)的差異會(huì)使采集到 的時(shí)延有^^多不確定性，采集到信號(hào)的時(shí)延不確定性可能導(dǎo)致算法受到限制或測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn) 確。
三、 發(fā)聲體參數(shù)測(cè)量方法
目前許多電聲測(cè)試儀器采用的激勵(lì)信號(hào)是歩進(jìn)正弦頻率信號(hào)。歩進(jìn)正弦頻率信號(hào)測(cè)量法 通過(guò)發(fā)射固定頻率點(diǎn)的正弦測(cè)試信號(hào)并記錄響應(yīng)的幅度，通過(guò)描點(diǎn)得到頻響和阻抗。該方法 測(cè)試的吋域解析度較低，而且測(cè)試100Hz以下頻率所需的時(shí)間較長(zhǎng)，不適合在生產(chǎn)線使用。
目前，揚(yáng)聲器的極性測(cè)試有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9396-1996。該標(biāo)準(zhǔn)采用直流測(cè)試，若所加電 壓引起膜片向揚(yáng)聲器前方運(yùn)行時(shí)，與電壓JE極相連接的輸入端為揚(yáng)聲器正極。由于所加信號(hào) 為直流，很容易導(dǎo)致音圈的溫度升髙而燒壞被測(cè)發(fā)聲體。此外，對(duì)于微型揚(yáng)聲器、受話(huà)器和
壓電揚(yáng)聲器，由于位移很小，極性判斷十分困難。
ZL99120264.3提出了一種揚(yáng)聲器極性判定電路。該電路對(duì)兩個(gè)揚(yáng)聲器輸出同相或反相信 號(hào)后，根據(jù)兩個(gè)揚(yáng)聲器的聲音疊加結(jié)果給出極性的判斷。該方法對(duì)于揚(yáng)聲器極性檢測(cè)是有效 的，但是每次測(cè)試都需要一個(gè)合格的揚(yáng)聲器作為參考。而且在發(fā)聲較小的受話(huà)器測(cè)試中這種 方法容易受到外界干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)出一種用模擬同步信號(hào)快速檢測(cè)發(fā)聲體參數(shù)的方法及其檢測(cè)系統(tǒng)。 本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有電聲測(cè)試儀器測(cè)試時(shí)存在的如下問(wèn)題 一是被測(cè)發(fā)聲體與夾具接 觸不能自動(dòng)檢測(cè)；二是測(cè)試時(shí)釆集到信號(hào)的時(shí)延不確定性可能導(dǎo)致算法受到限制或測(cè)試結(jié)果 不準(zhǔn)確；三是測(cè)試的時(shí)域解析度較低、測(cè)試100Hz以下頻率所需的時(shí)間較長(zhǎng)、不適合在生產(chǎn) 線使用；四是極性測(cè)試如采用直流測(cè)試，由于所加信號(hào)為直流，很容易導(dǎo)致音圈的溫度升高 而燒壞被測(cè)發(fā)聲體；此外，對(duì)于微型揚(yáng)聲器、受話(huà)器和壓電揚(yáng)聲器，由于位移很小，極性判 斷困難。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提出了用模擬同歩信號(hào)快速檢測(cè)發(fā)聲體參數(shù)的方法， 該種方法至少包括以下步驟
步驟1、用戶(hù)通過(guò)設(shè)置模塊(10)輸入測(cè)試參數(shù)，測(cè)試參數(shù)至少包括測(cè)試龜壓幅度/、 對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)長(zhǎng)度7V:
步驟2、對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)生成模塊(11)根據(jù)歩驟1中輸入的測(cè)試參數(shù)生成對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)； 步驟3、夾具檢測(cè)信號(hào)生成模塊(14)根據(jù)步驟1中輸入的測(cè)試參數(shù)生成夾具檢測(cè)信號(hào)， 發(fā)送到聲卡錄音放音模塊(12);
步驟4、進(jìn)行發(fā)聲體連接檢測(cè)，其檢測(cè)過(guò)程為聲卡錄音放音模塊(12)將收到的夾具 檢測(cè)信號(hào)循環(huán)地發(fā)送到環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)，之后控制聲卡(2)開(kāi)始播放夾具檢測(cè)信，并 錄音；聲卡(2)錄放音過(guò)程中，當(dāng)夾具(5)與被測(cè)發(fā)聲體(6)接觸，被測(cè)發(fā)聲體(6)發(fā) 出的聲音由傳聲器(7)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸入聲卡通道I,流過(guò)被測(cè)發(fā)聲體(6)的電流由電流傳 感器(4)檢測(cè)后輸入聲卡通道II;聲卡通道I和通道II的信號(hào)經(jīng)聲卡A/D轉(zhuǎn)換得到原始采集 信號(hào)，存入環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)中聲卡錄音放音模塊(12)實(shí)時(shí)對(duì)環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15) 中存儲(chǔ)的電流信號(hào)的結(jié)果進(jìn)行如下判斷
若檢出電流信號(hào)的峰值/p大于短路門(mén)限/a，則停止測(cè)試并給出故障提示； 檢出電流信號(hào)的峰值/p連續(xù)3次大于檢出電流門(mén)限/0i，且每次測(cè)得峰值與上一個(gè)峰值之 差A(yù)&均小于接觸差異門(mén)限&i，進(jìn)行步驟5;否則重復(fù)步驟4，繼續(xù)檢測(cè)夾具(5)是否可靠 接觸；
步驟5、進(jìn)行頻響和阻抗曲線測(cè)量，其測(cè)量過(guò)程為聲卡錄音放音模塊(12)在對(duì)數(shù)掃 頻信號(hào)前加入一個(gè)周期的夾具檢測(cè)信號(hào)作為同歩信號(hào)，而后將帶同步信號(hào)的對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)發(fā) 送到環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)，令聲卡(2)丌始播放和錄音；播放和錄音過(guò)程中，帶同步信號(hào) 的對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)被聲卡(2)的D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，輸出至被測(cè)發(fā)聲體(6)。發(fā)聲
體(6)發(fā)出的聲音由傳聲器(7)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸入聲卡通道I,流過(guò)被測(cè)發(fā)聲體(6)的電 流由電流傳感器(4)檢測(cè)后輸入聲卡通道II;聲卡通道I和通道II的信號(hào)經(jīng)聲卡A/D轉(zhuǎn)換得 到原始采集信號(hào)，存入環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)中；播放結(jié)束后，聲卡錄音放音模塊(12)停 止聲卡錄音
歩驟6、聲卡錄音放音模塊(12)將環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15〉中的原始采集信號(hào)按通道分 為電流信號(hào)和聲壓信號(hào)，送入數(shù)據(jù)分析及顯示模塊(13);
歩驟7、數(shù)據(jù)分析及顯示模塊(13)根據(jù)電流信號(hào)和聲壓信號(hào)得到響應(yīng)信號(hào)起始時(shí)間、 發(fā)聲體極性，計(jì)算出測(cè)量距離，具體為
響應(yīng)信號(hào)起始時(shí)間尋找第一個(gè)大于電流門(mén)限/w的值，并找到局部的峰值對(duì)應(yīng)的時(shí)間&
fp即為同步信號(hào)激勵(lì)下被測(cè)發(fā)聲體(6)的電流響應(yīng)峰值時(shí)間，因此^-萬(wàn)/2w為同步信號(hào)電流
響應(yīng)的起始時(shí)間，此時(shí)間加上一個(gè)夾具測(cè)試信號(hào)周期即為響應(yīng)信號(hào)起始時(shí)間^ ,用下式所示
發(fā)聲體極性根據(jù)聲壓信號(hào)判定揚(yáng)聲器的極性，fs-7b至/s時(shí)刻內(nèi)聲壓信號(hào)最大值記為
SW，對(duì)應(yīng)時(shí)刻記為fw,若SM與參考發(fā)聲體測(cè)得SM的符號(hào)相同，則他們的極性一致，若符號(hào)不
同則極性相反；
測(cè)量距離根據(jù)/w和^可以計(jì)算出傳聲器與被測(cè)發(fā)聲體(6)間的距離，即測(cè)量距離x, 若聲速為c,有
歩驟8、數(shù)據(jù)分析及顯示模塊(13)丟棄電流信號(hào)和聲壓信號(hào)在fs時(shí)刻前采集到的信號(hào)， 得到無(wú)時(shí)延的電流響應(yīng)信號(hào)和聲壓響應(yīng)信號(hào)；
歩驟9、在數(shù)據(jù)分析及顯示模塊(13)中對(duì)電流響應(yīng)信號(hào)和聲壓響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變 換，計(jì)算出阻抗曲線和頻響曲線，從計(jì)算機(jī)顯示器顯示出測(cè)量結(jié)果；
阻抗曲線的運(yùn)算為對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)的傅雖葉變換除以電流響應(yīng)信號(hào)的傅里葉變換的模值 為阻抗曲線
頻響曲線的運(yùn)算為聲壓響應(yīng)信號(hào)的傅里葉變換號(hào)除以對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)的傅里葉變換的模 值為頻響曲線。
本發(fā)明所述的用模擬同歩信號(hào)快速檢測(cè)發(fā)聲體參數(shù)方法的檢測(cè)系統(tǒng)，它由計(jì)算機(jī)(1)、 測(cè)量功放(3)、電流傳感器(4)、傳聲器(7)、消音箱(8)或仿真耳、聲卡(2)和夾具(5) 組成，計(jì)算機(jī)(1)內(nèi)設(shè)有分析軟件(9),聲卡(2)與計(jì)算機(jī)(1)連接，聲卡(2)內(nèi)置于 計(jì)算機(jī)內(nèi)或外置；聲卡(2)與測(cè)量功放(3)連接，測(cè)量功放(3)與電流傳感器(4)連接， 夾具(5)接入被測(cè)發(fā)聲體(6),電流傳感器(4)與傳聲器(7)分別與聲卡(2)的兩個(gè)輸 入遇道相連，傳聲器(7)置于消音箱(8)內(nèi)；
所述的計(jì)算機(jī)(1)用于聲卡播放及釆集信號(hào)，運(yùn)行分析軟件(9);
所述的聲卡(2)用于發(fā)送測(cè)試信號(hào)和采集測(cè)試響應(yīng)信號(hào)，包括電流信號(hào)和聲壓信號(hào)，
所述的測(cè)量功放(3)用于向被測(cè)發(fā)聲體(6)提供足夠功率的信號(hào)。
所述的電流傳感器(4)用于檢測(cè)流過(guò)揚(yáng)聲器的電流信號(hào)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)發(fā)聲體參數(shù)快速準(zhǔn)確。用本發(fā)明的檢測(cè)方法一是能快速檢測(cè)被測(cè) 發(fā)聲體與夾具接觸狀態(tài)，二是解決了不確定時(shí)延情況下響應(yīng)信號(hào)的提取，保證了測(cè)試結(jié)果的 準(zhǔn)確，三時(shí)檢測(cè)時(shí)間短，適合在生產(chǎn)線使用。


圖1是發(fā)聲體參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是發(fā)聲體參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)軟件模塊圖。
圖3是用于檢測(cè)夾具與被測(cè)發(fā)聲體接觸狀況時(shí)輸出的脈沖信號(hào)圖。 圖4是環(huán)形緩沖區(qū)模塊中放音環(huán)形緩沖示意圖。 圖5是環(huán)形緩沖區(qū)模塊中錄音環(huán)形緩沖示意圖。 圖6是帶有同步信號(hào)的對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)圖。
圖7是極性不同的兩個(gè)揚(yáng)聲器測(cè)得的電流傳感器響應(yīng)信號(hào)及聲壓響應(yīng)信號(hào)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一歩的說(shuō)明。
如圖所示，本發(fā)明所述的一種用模擬同歩信號(hào)快速檢測(cè)發(fā)聲體參數(shù)的方法至少包括以 下步驟
步驟1、用戶(hù)通過(guò)設(shè)置模塊(10)輸入測(cè)試參數(shù)，測(cè)試參數(shù)至少包括測(cè)試電壓幅度t/、 對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)長(zhǎng)度7V。
歩驟2、對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)生成模塊(11)根據(jù)歩驟1中輸入的測(cè)試參數(shù)生成對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)， 該對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)形式如下
<formula>formula see original document page 9</formula>
其中<formula>formula see original document page 9</formula>為掃頻起始頻率，力為掃頻終止頻率，f為時(shí)間。 步驟3、夾具檢測(cè)信號(hào)生成模塊(14)根據(jù)步驟l中輸入的測(cè)試參數(shù)生成夾具檢測(cè)信號(hào)， 發(fā)送到聲卡錄音放音模塊(12)。該夾具檢測(cè)信號(hào)為正弦脈沖信號(hào)或半周期正弦脈沖信號(hào)。 若采用半周期正弦脈沖信號(hào)作為夾具檢測(cè)信號(hào)，其形式為 <formula>formula see original document page 9</formula>
其中n為正整數(shù)，表示夾具檢測(cè)信號(hào)的第n個(gè)周期；w為脈沖的角頻率，取<formula>formula see original document page 9</formula>為測(cè)試脈沖的幅度。TC為夾具檢測(cè)信號(hào)的周期，取50mS; r為時(shí)間。人類(lèi)條 件反射的時(shí)間為0.1秒，輸出的夾具檢測(cè)信號(hào)的周期7b應(yīng)該小于這個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度.，操作員就不 會(huì)有明顯遲滯的感覺(jué)。7b若太小，新的中斷將打斷釆集信號(hào)的處理過(guò)程，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。出 于降低噪音對(duì)操作員影響的考慮，在不影響測(cè)試結(jié)果的前提下，應(yīng)該盡量選擇發(fā)聲不明顯的 參數(shù)。周期正弦信號(hào)作為夾具檢測(cè)信號(hào)儐噪比略好，但測(cè)試信號(hào)發(fā)出的聲音較半周期正弦脈
沖信號(hào)作為夾具檢測(cè)信號(hào)發(fā)出的聲音大一些，因此通常采用半周期正弦脈沖信號(hào)。rc>50mS 時(shí)，夾具檢測(cè)信號(hào)發(fā)出的聲音不易被人耳察覺(jué)。另外在脈沖發(fā)出之后，發(fā)聲體振動(dòng)會(huì)逐歩衰 減，直到振膜靜止于平衡位置，7b應(yīng)該足夠長(zhǎng)使得當(dāng)前脈沖不會(huì)影響后續(xù)的測(cè)試。
步驟4、進(jìn)行發(fā)聲體連接檢測(cè)，其檢測(cè)過(guò)程為聲卡錄音放音模塊(12)將收到的夾具 檢測(cè)信號(hào)循環(huán)地發(fā)送到環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15》，之后控制聲卡(2)開(kāi)始播放夾具檢測(cè)信號(hào)并 錄音；聲卡(2)錄放音過(guò)程中，當(dāng)夾具(5)與被測(cè)發(fā)聲體(6)接觸，被測(cè)發(fā)聲體(6)發(fā) 出的聲音由傳聲器(7)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸入聲卡通道I，流過(guò)被測(cè)發(fā)聲體(6)的電流由電流傳 感器(4)檢測(cè)后輸入聲卡通道II。聲卡通道I和通道II的信號(hào)經(jīng)聲卡A/D.轉(zhuǎn)換得到原始采集 信號(hào)(離散時(shí)間數(shù)字信號(hào))，存入環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)中。聲卡錄音放音模塊(12)實(shí)時(shí)檢 測(cè)環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)中存儲(chǔ)的電流信號(hào)的結(jié)果。
聲卡錄音放音模塊(12)實(shí)時(shí)對(duì)環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)中存儲(chǔ)的電流信號(hào)的結(jié)果進(jìn)行如 下判斷
若檢出電流信號(hào)的峰值/p大于短路門(mén)限/ci，停止測(cè)試并給出故障提示。 若檢出電流信號(hào)的峰值//>連續(xù)3次大于檢出電流門(mén)限/Dt，且每次測(cè)得峰值與上一個(gè)峰值 之差Delta Ip均小于接觸差異門(mén)限Ja，進(jìn)行步驟5。
若上述條件均不滿(mǎn)足，重復(fù)步驟4，繼續(xù)檢測(cè)夾具(5)是否可靠接觸。 考慮到導(dǎo)線長(zhǎng)短、夾具(5)接觸電阻等硬件實(shí)際上的差異，短路門(mén)限檢出電流門(mén) 限/^和接觸差異門(mén)限/a應(yīng)該通過(guò)數(shù)次測(cè)試實(shí)驗(yàn)求得。將夾具(5)連接1Q電阻并發(fā)射上述 脈沖，取7p的最小值作為短路門(mén)限/ci。使用夾具(5)連接被測(cè)發(fā)聲體(6)后，多次測(cè)試得 到峰值^的最小值作為檢出電流門(mén)限/DZ_,多次測(cè)試得到峰值之差厶/p的最大值作為接觸差異 門(mén)限/a。
除了測(cè)量夾具(5)是否可靠接觸之外，夾具檢測(cè)信號(hào)還可以對(duì)被測(cè)發(fā)聲體(6)進(jìn)行預(yù) 熱。在測(cè)試前發(fā)射數(shù)個(gè)脈沖可以使被測(cè)發(fā)聲體(6)的音圈溫度接近相同，這樣測(cè)得的阻抗曲 線一致性好。
夾具檢測(cè)信號(hào)周期7b與環(huán)形緩沖區(qū)中斷周期相等，因此，它在中斷程序中進(jìn)行本歩驟4 的判斷；環(huán)形緩沖區(qū)的大小與中斷周期的關(guān)系為
中斷周期(s)-環(huán)形緩沖區(qū)大小(bytes)/(采樣率X通道數(shù)X采樣深度(bits)/8) 本發(fā)明的錄音環(huán)形緩沖區(qū)中交替存儲(chǔ)著電流信號(hào)和聲壓信號(hào)的量化值，緩沖區(qū)填滿(mǎn)后， 分析軟件(9)暫停其他工作，進(jìn)入錄音中斷處理程序。由于聲壓響應(yīng)可能會(huì)受環(huán)境噪音影響， 流過(guò)被測(cè)發(fā)聲體(6)的電流響應(yīng)更能體現(xiàn)測(cè)試夾具(5)的狀態(tài)。測(cè)試夾具(5)與被測(cè)發(fā)聲 體(6)接觸不良時(shí)，夾具(5)與接觸點(diǎn)之間的接觸電阻較大，相當(dāng)于被測(cè)發(fā)聲體(6)串聯(lián) 了--個(gè)較大的電阻r。測(cè)量功率放大器輸出的夾具(5)測(cè)試信號(hào)幅度為[/，因而電流信號(hào)的 峰值<formula>formula see original document page 10</formula>
其中IDL為檢出電流門(mén)限，表示接觸電阻為O時(shí)應(yīng)該測(cè)量到的電流，IDL=U/R，及是被 測(cè)發(fā)聲體(6)的額定阻抗。若測(cè)試夾短路，負(fù)載R接近與0，因此IP >>IDL。為安全起見(jiàn)，
設(shè)定短路門(mén)限JCi=l//l Q 。錄音中斷處理程序?qū)⒏鶕?jù)電流信號(hào)判斷夾具(5)與被測(cè)發(fā)聲體(6) 是否可靠接觸.
所述的被測(cè)發(fā)聲體(6)至少包括動(dòng)圈式揚(yáng)聲器、受話(huà)器、壓電式揚(yáng)聲器等電聲換能器， 以及安裝著電聲換能器的系統(tǒng)，至少包括手機(jī)、家庭影院音響和耳機(jī)。
歩驟5、進(jìn)行頻響和阻抗曲線測(cè)量。由于計(jì)算機(jī)中操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度存在不確定性， 聲卡(2)采集到的聲壓信號(hào)、電流信號(hào)頭部往往存在10mS 80mS不確定的聲卡采集時(shí)延。 通過(guò)在激勵(lì)信號(hào)即對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)之前加入同步信號(hào)，在響應(yīng)信號(hào)中搜索同步信號(hào)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻， 從而計(jì)算出對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)激勵(lì)發(fā)聲體得到的響應(yīng)的起始位置，去除聲卡(2)的采集時(shí)延影響， 無(wú)時(shí)延準(zhǔn)確地提取出響應(yīng)信號(hào)。由于輸出的脈沖信號(hào)為模擬信號(hào)，且類(lèi)似于數(shù)字電路中使用 同步信號(hào)確定一幀的幵始或結(jié)束的用途，因此又稱(chēng)該信號(hào)為模擬同歩信號(hào)。
其測(cè)量過(guò)程為聲卡錄音放音模塊(12)在對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)前加入一個(gè)周期的夾具檢測(cè)信 號(hào)作為同步信號(hào)，而后將帶同步信號(hào)的對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)發(fā)送到環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)，令聲卡(2) 開(kāi)始播放和錄音；播放和錄音過(guò)程中，帶同歩信號(hào)的對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)被聲卡(2)的D/A轉(zhuǎn)換 器轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，輸出至被測(cè)發(fā)聲體(6)。發(fā)聲體(6)發(fā)出的聲音由傳聲器(7)轉(zhuǎn)換為 電信號(hào)輸入聲卡通道I,流過(guò)被測(cè)發(fā)聲體(6)的電流由電流傳感器(4)檢測(cè)后輸入聲卡通道 II;聲卡通道I和通道II的信號(hào)經(jīng)聲卡A/D轉(zhuǎn)換得到原始采集信號(hào)，存入環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15) 中；播放結(jié)束后，聲卡錄音放音模塊(12)停止聲卡錄音。
步驟6、聲卡錄音放音模塊(12)將環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)中的原始采集信號(hào)按通道分 為電流信號(hào)和聲壓信號(hào)，送入數(shù)據(jù)分析及顯示模塊(13)。
步驟7、數(shù)據(jù)分析及顯示模塊(13)根據(jù)電流信號(hào)和聲壓信號(hào)得到響應(yīng)信號(hào)起始時(shí)間、 發(fā)聲體極性，計(jì)算出測(cè)量距離，具體為
響應(yīng)信號(hào)起始時(shí)間尋找第一個(gè)大于電流門(mén)限/^的值,并找到局部的峰值對(duì)應(yīng)的時(shí)間//>. ^即為同歩信號(hào)激勵(lì)下被測(cè)發(fā)聲體(6)的電流響應(yīng)峰值時(shí)間，因此^-W2w為同步信號(hào)電流 響應(yīng)的起始時(shí)間，此時(shí)間加上一個(gè)夾具測(cè)試信號(hào)周期即為響應(yīng)信號(hào)起始時(shí)間& ，用下式所示
發(fā)聲體極性根據(jù)聲壓信號(hào)判定揚(yáng)聲器的極性，&-&至/s時(shí)刻內(nèi)聲壓信號(hào)最大值記為
SW，對(duì)應(yīng)時(shí)刻記為^,若SM與參考發(fā)聲體測(cè)得Sw的符號(hào)相同，則他們的極性一致，若符號(hào)不
同則極性相反。
測(cè)量距離根據(jù) 和^可以計(jì)算出傳聲器與被測(cè)發(fā)聲體(6〉間的距離，即測(cè)量距離x, 若聲速為c,有 j: = c(/w-W 。
若聲卡的釆樣率為44100Hz，聲速為340m/s,根據(jù)x'= 340/44100=7.7mm，測(cè)量的誤 差為土7.7mm，在采樣率更髙的情況下，誤差將進(jìn)一步減小。
在GB/T 9396-1996中指出，自由場(chǎng)和半空間自由場(chǎng)條件下的測(cè)量距離為lm。非標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量 距離測(cè)量得到的聲壓級(jí)可以通過(guò)計(jì)算得到lm處的測(cè)量結(jié)果。若發(fā)聲體發(fā)出聲功率為1W，由 測(cè)量距離x可以換算出發(fā)聲體在lm處的聲壓級(jí)
<formula>formula see original document page 12</formula>
本方法測(cè)量誤差引起SPL換算結(jié)果的誤差<formula>formula see original document page 12</formula>
，誤差大小可以接受。本方法可以快速獲得測(cè)量距離，無(wú)需使用 卡尺人工測(cè)量，適于在產(chǎn)線應(yīng)用。
步驟8、數(shù)據(jù)分析及顯示模塊(13)丟棄電流信號(hào)和聲壓信號(hào)在^時(shí)刻前釆集到的信號(hào)， 得到無(wú)時(shí)延的電流響應(yīng)信號(hào)和聲壓響應(yīng)信號(hào)-,
步驟9、在數(shù)據(jù)分析及顯示模塊(13)中對(duì)電流響應(yīng)信號(hào)和聲壓響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變 換，計(jì)算出阻抗曲線和頻響曲線，從計(jì)算機(jī)顯示器顯示出測(cè)量結(jié)果；
阻抗曲線的運(yùn)算為對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)的傅里葉變換除以電流響應(yīng)信號(hào)的傅里葉變換的模值 為阻抗曲線；
頻響曲線的運(yùn)算為聲壓響應(yīng)信號(hào)的傅里葉變換號(hào)除以對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)的傅里葉變換的模 值為頻響曲線。
若被測(cè)發(fā)聲體(6)為手機(jī)，可以將流過(guò)手機(jī)揚(yáng)聲器的電流信號(hào)引入聲卡(2),并將本發(fā) 明的測(cè)試信號(hào)導(dǎo)出，存儲(chǔ)于被測(cè)發(fā)聲體(6)中，由發(fā)聲體播放測(cè)試信號(hào)。
本發(fā)明所述的用模擬同歩信號(hào)快速檢測(cè)發(fā)聲體參數(shù)方法的檢測(cè)系統(tǒng)，它由計(jì)算機(jī)(1)、
測(cè)量功放(3)、電流傳感器(4)、傳聲器(7)、消音箱(8)或仿真耳、聲卡(2)和夾具(5) 組成，計(jì)算機(jī)(1)內(nèi)設(shè)有分析軟件(9),聲卡(2)與計(jì)算機(jī)(1)連接，聲卡(2)內(nèi)置于 計(jì)算機(jī)內(nèi)或外置；聲卡(2)與測(cè)量功放(3)連接，測(cè)量功放(3)與電流傳感器(4)連接， 夾具(5)接入被測(cè)發(fā)聲體(6)，電流傳感器(4)與傳聲器(7)分別與聲卡(2)的兩個(gè)輸 入通道相連，傳聲器(7)置于消音箱(8)內(nèi)。
檢測(cè)時(shí)，聲卡(2)輸出的測(cè)試信號(hào)送入測(cè)量功放(3)放大后，經(jīng)過(guò)電流傳感器(4)， 由測(cè)試夾具(5)接入被測(cè)發(fā)聲體(6)。電流傳感器(4)與傳聲器(7)的輸出值分別與兩個(gè) 聲卡輸入通道相連，送入計(jì)算機(jī)(1)進(jìn)行信號(hào)分析處理。
當(dāng)被測(cè)發(fā)聲體(6)為揚(yáng)聲器時(shí)，配消音箱(8)以減小環(huán)境噪音、混響的影響當(dāng)被測(cè)發(fā) 聲體(6)為受話(huà)器時(shí)，采用與受話(huà)器匹配的仿真耳(8)模擬人耳聲場(chǎng)。 所述的計(jì)算機(jī)(1)用于聲卡播放及采集信號(hào)，運(yùn)行分析軟件(9)。 所述的聲卡(2)用于發(fā)送測(cè)試信號(hào)和采集測(cè)試響應(yīng)信號(hào)，包括電流信號(hào)和聲壓信號(hào)。 所述的測(cè)量功放(3)用于向被測(cè)發(fā)聲體(6)提供足夠功率的信號(hào)。 所述的電流傳感器(4)用于檢測(cè)流過(guò)揚(yáng)聲器的電流信號(hào)。
上述設(shè)置模塊(10)、對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)生成模塊(11)、夾具檢測(cè)信號(hào)生成模塊(14)、聲 卡錄音放音模塊(12)、環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)和數(shù)據(jù)分析及顯示模塊(13)均包含于計(jì)算 機(jī)(1)內(nèi)安裝的分析軟件(9)中。
設(shè)置模塊(10)的功能是提示用戶(hù)輸入測(cè)試電壓幅度C/和對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)長(zhǎng)度7V,檢驗(yàn) 輸入是否正確；
對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)生成模塊(11)的功能是根據(jù)用戶(hù)輸入的測(cè)試參數(shù)，生成對(duì)數(shù)掃頻信號(hào); 夾具檢測(cè)信號(hào)生成模塊(14)的功能是根據(jù)用戶(hù)輸入的測(cè)試參數(shù)，生成夾具檢測(cè)信號(hào)；
聲卡錄音放音模塊(12)的功能是控制聲卡(2)開(kāi)始或停止錄放音；將夾具檢測(cè)信號(hào) 循環(huán)發(fā)送到環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15);實(shí)時(shí)分析被測(cè)發(fā)聲體(6)與夾具(5)的連接狀況，可靠 連接時(shí)繼續(xù)下面操作；生成帶同步信號(hào)的對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)；將帶同步信號(hào)的對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)發(fā)送 到環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)，同時(shí)記錄原始采集信號(hào)；將原始采集信號(hào)分為聲壓信號(hào)和電流信號(hào)， 送入數(shù)據(jù)分析及顯示模塊(13)。
環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)的功能是將聲卡錄放音模塊(12)傳來(lái)的夾具檢測(cè)信號(hào)或帶同 步信號(hào)的對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)按緩沖區(qū)大小分塊暫存于放音環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)中，接到聲卡錄 放音模塊(12)發(fā)出的播放命令后，將放音環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)中的數(shù)據(jù)發(fā)送至聲卡接 到聲卡錄放音模塊(12)發(fā)出的錄音命令后，聲卡(2)采集到的原始信號(hào)分塊暫存于錄音環(huán) 形緩沖區(qū)模塊(15)中；單塊緩沖區(qū)滿(mǎn)即發(fā)生中斷，此時(shí)將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)送入聲卡錄放音 模塊(12)。
數(shù)據(jù)分析及顯示模塊(13)的功能是尋找電流信號(hào)中的同步信號(hào)，分析同步信號(hào)的聲
壓響應(yīng)得到響應(yīng)信號(hào)起始時(shí)間&、極性、測(cè)量距離X;根據(jù)響應(yīng)信號(hào)起始時(shí)間^去除電流信號(hào) 和聲壓信號(hào)的時(shí)延部分；計(jì)算得到阻抗曲線和頻響曲線；從計(jì)算機(jī)顯示器輸出結(jié)果。
聲卡(2)輸出的測(cè)試信號(hào)送入測(cè)量功放(3)放大后，經(jīng)過(guò)電流傳感器(4)，由測(cè)試夾 具(5)接入被測(cè)發(fā)聲體(6)。電流傳感器(4)與傳聲器(7)的輸出值分別與兩個(gè)聲卡輸入 通道相連，送入計(jì)算機(jī)(1)進(jìn)行信號(hào)分析處理。
當(dāng)被測(cè)發(fā)聲體(6)為揚(yáng)聲器時(shí)，配消音箱(8)以減小環(huán)境噪音、混響的影響；當(dāng)被測(cè)發(fā) 聲體(6)為受話(huà)器時(shí)，采用與受話(huà)器匹配的仿真耳(8)模擬人耳聲場(chǎng)。
本發(fā)明具體的測(cè)試在圖1所示裝置中實(shí)施，按下述步驟進(jìn)行
在步驟1中輸入C/和r7。
在步驟2生成測(cè)試信號(hào)，掃頻起始頻率20Hz,掃頻終止頻率20kHz,表達(dá)式如下 C/sin(18.187V(exp( 6.91"/"/00rr)- 1))
在歩驟3中檢測(cè)測(cè)試夾具(5)的信號(hào)長(zhǎng)度與聲卡放音緩沖區(qū)長(zhǎng)度一致，因此可以在每-- 次緩沖區(qū)填充中斷時(shí)填入該信號(hào)。檢測(cè)信號(hào)周期7b=0.04s，正弦脈沖頻率戶(hù)1000Hz,放音采 樣率/產(chǎn)44100Hz，檢測(cè)測(cè)試夾具(5)接觸的信號(hào)公式形式為
該信號(hào)發(fā)送到了聲卡錄音放音模塊(12)。
圖3是上述用于檢測(cè)夾具(5)的半周期正弦脈沖信號(hào)。
在步驟4開(kāi)始錄音，發(fā)送夾具(5)檢測(cè)信號(hào)并實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)形緩沖區(qū)中的結(jié)果。聲卡采集 的采樣頻率為44100Hz,量化深度16位，雙聲道錄音。放音和錄音的實(shí)時(shí)處理如圖4、圖5 所示。將聲卡(2)初始化完畢，填充好所有放音緩沖區(qū)后，播放即可啟動(dòng)。第n塊放音緩沖 區(qū)播放完成時(shí)會(huì)進(jìn)入放音中斷處理程序，該處理程序向第n+2塊放音緩沖區(qū)填充上述測(cè)試信 號(hào)，并將播放指針指向第n+l塊放音緩沖區(qū)，依次循環(huán)。錄音過(guò)程與放音過(guò)程相似，在播放
測(cè)試信號(hào)的同時(shí)，聲卡(2)不停地向錄音緩沖區(qū)內(nèi)填充數(shù)據(jù)。第n塊錄音緩沖區(qū)填充滿(mǎn)后即 進(jìn)入錄音中斷處理程序，判斷錄音的結(jié)果。釆集到的信號(hào)為有符號(hào)16位數(shù)，電流信號(hào)與聲壓 信號(hào)的量化值交替排列。對(duì)單個(gè)緩沖區(qū)采集到的內(nèi)電流信號(hào)的峰值作如下判斷 *若檢出電流信號(hào)的峰值/p大于短路門(mén)限/ci,停止測(cè)試并給出故障提示。 *若檢出電流信號(hào)的峰值/p連續(xù)3次大于檢出電流門(mén)限/^，且每次測(cè)得峰值與上一個(gè)峰 值之差A(yù)/p均小于接觸差異門(mén)限/a，進(jìn)行步驟5。
*若上述條件均不滿(mǎn)足，重復(fù)步驟4，繼續(xù)檢測(cè)夾具(5)是否可靠接觸。 考慮到導(dǎo)線長(zhǎng)短、測(cè)試夾接觸電阻等硬件實(shí)際上的差異，短路門(mén)限/a、檢出電流門(mén)限/w
和接觸差異門(mén)限/a應(yīng)該通過(guò)數(shù)次測(cè)試實(shí)驗(yàn)求得，為便于比較，沒(méi)有將單位換算為毫安而直接 使用了量化值，/cl=10, /加-255， /SL= 12710。
步驟5、步驟6和步驟7中，帶有同歩信號(hào)的測(cè)試信號(hào)并從聲卡輸出，如圖6所示。同 時(shí)將錄音環(huán)形緩沖區(qū)得到的原始釆集信號(hào)存入內(nèi)存。放音結(jié)束后，聲卡(2)錄音同時(shí)結(jié)束。 將內(nèi)存中的原始釆集信號(hào)按通道分為電流信號(hào)和聲壓信號(hào)，根據(jù)電流信號(hào)和聲壓信號(hào)得到響 應(yīng)信號(hào)起始時(shí)間&、判斷發(fā)聲體極性，計(jì)算出阻抗Z和測(cè)量距離jc。實(shí)施方案中，聲卡通道I 采集的是聲壓信號(hào)，通道II采集的是電流信號(hào)。
圖7為極性不同的兩個(gè)揚(yáng)聲器測(cè)得的電流傳感器時(shí)域信號(hào)及聲壓時(shí)域信號(hào)。上半部分為 聲壓信號(hào)，下半部分為電流信號(hào)。對(duì)極性正確的揚(yáng)聲器，其結(jié)果用實(shí)心矩形方塊表示；對(duì)極 性相反的揚(yáng)聲器，其結(jié)果用空心矩形方塊表示。兩條曲線的電流響應(yīng)一致；聲壓響應(yīng)最大值 幾乎在同一時(shí)刻^出現(xiàn)，但相位相差18(T 。按照本發(fā)明的方法，可以計(jì)算得到傳聲器與被 測(cè)發(fā)聲體(6)的距離;c-c(^—W = 340m/sX(0.01676s-0.01617s) = 200.6mm，卡尺測(cè)量結(jié) 果為195.0mm,測(cè)量結(jié)果可以接受。另外可以算出響應(yīng)信號(hào)的起始時(shí)刻在"/2w + rc-=0.01617-0.0005=0.01608s。
從上述&時(shí)刻開(kāi)始，從電流響應(yīng)信號(hào)和聲壓響應(yīng)信號(hào)中截取長(zhǎng)度為T(mén)r秒的信號(hào)進(jìn)行步驟 9中敘述的運(yùn)算，得到頻響曲線和姐抗曲線。
權(quán)利要求
1、一種用模擬同步信號(hào)快速檢測(cè)發(fā)聲體參數(shù)的方法，其特征在于該種方法至少包括以下步驟步驟1、用戶(hù)通過(guò)設(shè)置模塊(10)輸入測(cè)試參數(shù)，測(cè)試參數(shù)至少包括測(cè)試電壓幅度U、對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)長(zhǎng)度TT；步驟2、對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)生成模塊(11)根據(jù)步驟1中輸入的測(cè)試參數(shù)生成對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)步驟3、夾具檢測(cè)信號(hào)生成模塊(14)根據(jù)步驟1中輸入的測(cè)試參數(shù)生成夾具檢測(cè)信號(hào)，發(fā)送到聲卡錄音放音模塊(12)；步驟4、進(jìn)行發(fā)聲體連接檢測(cè)，其檢測(cè)過(guò)程為聲卡錄音放音模塊(12)將收到的夾具檢測(cè)信號(hào)循環(huán)地發(fā)送到環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)，之后控制聲卡(2)開(kāi)始播放夾具檢測(cè)信號(hào)并錄音；聲卡(2)錄放音過(guò)程中，當(dāng)夾具(5)與被測(cè)發(fā)聲體(6)接觸，被測(cè)發(fā)聲體(6)發(fā)出的聲音山傳聲器(7)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸入聲卡通道I，流過(guò)被測(cè)發(fā)聲體(6)的電流由電流傳感器(4)檢測(cè)后輸入聲卡通道II；聲卡通道I和通道II的信號(hào)經(jīng)聲卡A/D轉(zhuǎn)換得到原始采集信號(hào)，存入環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)中聲卡錄音放音模塊(12)實(shí)時(shí)對(duì)環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)中存儲(chǔ)的電流信號(hào)的結(jié)果進(jìn)行如下判斷若檢出電流信號(hào)的峰值IP于短路門(mén)限ICL，停止測(cè)試并給出故障提示檢出電流信號(hào)的峰值IP連續(xù)3次大于檢出電流門(mén)限IDL，且每次測(cè)得峰值與上一個(gè)峰值之差△IP均小于接觸差異門(mén)限ISL，進(jìn)行步驟5否則重復(fù)步驟4，繼續(xù)檢測(cè)夾具(5)是否可靠接觸；步驟5、進(jìn)行頻響和阻抗曲線測(cè)量，其測(cè)量過(guò)程為聲卡錄音放音模塊(12)在對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)前加入一個(gè)周期的夾具檢測(cè)信號(hào)作為同步信號(hào)，而后將帶同步信號(hào)的對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)發(fā)送到環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)，令聲卡(2)開(kāi)始播放和錄音；播放和錄音過(guò)程中，帶同步信號(hào)的對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)被聲卡(2)的D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，輸出至被測(cè)發(fā)聲體(6)。發(fā)聲體(6)發(fā)出的聲音由傳聲器(7)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸入聲卡通道I，流過(guò)被測(cè)發(fā)聲體(6)的電流由電流傳感器(4).檢測(cè)后輸入聲卡通道II；聲卡通道I和通道II的信號(hào)經(jīng)聲卡A/D轉(zhuǎn)換得到原始采集信號(hào)，存入環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)中；播放結(jié)束后，聲卡錄音放音模塊(12)停止聲卡錄音；步驟6、聲卡錄音放音模塊(12)將環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)中的原始采集信號(hào)按通道分為電流信號(hào)和聲壓信號(hào)，送入數(shù)據(jù)分析及顯示模塊(13)；步驟7、數(shù)據(jù)分析及顯示模塊(13)根據(jù)電流信號(hào)和聲壓信號(hào)得到響應(yīng)信號(hào)起始時(shí)間、發(fā)聲體極性，計(jì)算出測(cè)量距離，具體為響應(yīng)信號(hào)起始時(shí)間 尋找第一個(gè)大于電流門(mén)限IDL的值，并找到局部的峰值對(duì)應(yīng)的時(shí)間tP．tP即為同步信號(hào)激勵(lì)下被測(cè)發(fā)聲體(6)的電流響應(yīng)峰值時(shí)間，因此tP-π/2w為同步信號(hào)電流響應(yīng)的起始時(shí)間，此時(shí)間加上一個(gè)夾具測(cè)試信號(hào)周期即為響應(yīng)信號(hào)起始時(shí)間tS，用下式所示tS＝tP-π/2w+TC發(fā)聲體極性 根據(jù)聲壓信號(hào)判定揚(yáng)聲器的極性，tS-TC至tS時(shí)刻內(nèi)聲壓信號(hào)最大值記為SM，對(duì)應(yīng)時(shí)刻記為tM，若SM與參考發(fā)聲體測(cè)得SM的符號(hào)相同，則他們的極性一致，若符號(hào)不同則極性相反；測(cè)量距離 根據(jù)tM和tP可以計(jì)算出傳聲器與被測(cè)發(fā)聲體(6)間的距離，即測(cè)量距離x，若聲速為c，有 x＝c(tM-tP)； 步驟8、數(shù)據(jù)分析及顯示模塊(13)丟棄電流信號(hào)和聲壓信號(hào)在tS時(shí)刻前采集到的信號(hào)，得到無(wú)時(shí)延的電流響應(yīng)信號(hào)和聲壓響應(yīng)信號(hào)；步驟9、在數(shù)據(jù)分析及顯示模塊(13)中對(duì)電流響應(yīng)信號(hào)和聲壓響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，計(jì)算出阻抗曲線和頻響曲線，從計(jì)算機(jī)顯示器顯示出測(cè)量結(jié)果；阻抗曲線的運(yùn)算為對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)的傅里葉變換除以電流響應(yīng)信號(hào)的傅里葉變換的模值為阻抗曲線；頻響曲線的運(yùn)算為聲壓響應(yīng)信號(hào)的傅里葉變換號(hào)除以對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)的傅里葉變換的模值為頻響曲線。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用模擬同歩信號(hào)快速檢測(cè)發(fā)聲體參數(shù)的方法，其特征在于所 述的對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)，其形式如下<formula>formula see original document page 2</formula>其中Z-7V/ln(力/力)，力為掃頻起始頻率，力為掃頻終止頻率，f為時(shí)間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用模擬同歩信號(hào)快速檢測(cè)發(fā)聲體參數(shù)的方法，其特征在于所 述的夾具檢測(cè)信號(hào)為正弦脈沖信號(hào)或半周期正弦脈沖信號(hào)若采用半周期正弦脈沖信號(hào)作為夾具檢測(cè)信號(hào)，其形式為<formula>formula see original document page 3</formula>其中n為正整數(shù)，表示夾具檢測(cè)信號(hào)的第n個(gè)周期；w為脈沖的角頻率，取>^ = 2"/=2 萬(wàn)X1000Hz; C/為測(cè)試脈沖的幅度；7V為夾具檢測(cè)信號(hào)的周期，取50mS: f為時(shí)間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用模擬同歩信號(hào)快速檢測(cè)發(fā)聲體參數(shù)的方法，其特征在于短 路門(mén)限/"、檢出電流門(mén)限//^和接觸差異門(mén)限^通過(guò)數(shù)次測(cè)試實(shí)驗(yàn)求得；具體為將夾具(5) 連接1Q電阻并發(fā)射上述脈沖，取/f的最小值作為短路門(mén)限/c"使用夾具(5)連接被測(cè)發(fā) 聲體(6)后，多次測(cè)試得到峰值Jp的最小值作為檢出電流門(mén)限&i,多次測(cè)試得到峰值之差 △/p的最大值作為接觸差異門(mén)限/見(jiàn)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用模擬同步信號(hào)快速檢測(cè)發(fā)聲體參數(shù)的方法，其特征在于所述 的被測(cè)發(fā)聲體(6)至少包括動(dòng)圈式揚(yáng)聲器、受話(huà)器、壓電式揚(yáng)聲器、手機(jī)、家庭影院音響和 耳機(jī)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用模擬同歩信號(hào)快速檢測(cè)發(fā)聲體參數(shù)的方法，其特征在于所述 步驟3的夾具檢測(cè)信號(hào)周期7b與環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)中斷周期相等，因此，它在中斷程序 中進(jìn)行步驟4的判斷；環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)的大小與中斷周期的關(guān)系為中斷周期(8)=環(huán)形緩沖區(qū)大小(bytes)/(采樣率X通道數(shù)X采樣深度(bits)/8)
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用模擬同歩信號(hào)快速檢測(cè)發(fā)聲體參數(shù)的方法，其特征在于所述 步驟5、步驟6、步驟7通過(guò)在數(shù)掃頻信號(hào)之甜加入同步信號(hào)，在響應(yīng)信號(hào)中搜索同步信號(hào)對(duì) 應(yīng)的時(shí)刻，從而計(jì)算出對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)激勵(lì)發(fā)聲體(6)得到的響應(yīng)的起始位置，去除聲卡(2) 的釆集吋延影響，無(wú)時(shí)延準(zhǔn)確地提取出響應(yīng)信號(hào)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用模擬同歩信號(hào)快速檢測(cè)發(fā)聲體參數(shù)方法的檢測(cè)系統(tǒng)，其特 征在于它由計(jì)算機(jī)(1)、測(cè)量功放(3)、電流傳感器(4)、傳聲器(7)、消音箱(8)或仿真 耳、聲卡(2)和夾具(5)組成，計(jì)算機(jī)(1)內(nèi)設(shè)有分析軟件(9),聲卡(2)與計(jì)算機(jī)(1) 連接，聲卡(2)內(nèi)置于計(jì)算機(jī)內(nèi)或外置；聲卡(2)與測(cè)量功放(3)連接，測(cè)量功放(3) 與電流傳感器(4)連接，夾具(5)接入被測(cè)發(fā)聲體(6),電流傳感器(4)與傳聲器(7) 分別與聲卡(2)的兩個(gè)輸入通道相連，傳聲器(7)置于消音箱(8)內(nèi)；所述的計(jì)算機(jī)(1)用于聲卡播放及采集信號(hào)，運(yùn)行分析軟件(9);所述的聲卡(2)用于發(fā)送測(cè)試信號(hào)和采集測(cè)試響應(yīng)信號(hào)，包括電流信號(hào)和聲壓信號(hào)；所述的測(cè)量功放(3)用于向被測(cè)發(fā)聲體(6)提供足夠功率的信號(hào)；所述的電流傳感器(4)用于檢測(cè)流過(guò)揚(yáng)聲器的電流信號(hào)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1和8所述的用模擬同步信號(hào)快速檢測(cè)發(fā)聲體參數(shù)方法的檢測(cè)系統(tǒng)， 其特征在于所述的設(shè)置模塊(10)、對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)生成模塊(11)、夾具檢測(cè)信號(hào)生成模塊(14)、 聲卡錄音放音模塊(12)、環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)和數(shù)據(jù)分析及顯示模塊(13)均包含于計(jì) 算機(jī)(1)內(nèi)安裝的分析軟件(9)中；設(shè)置模塊(10)的功能是提示用戶(hù)輸入測(cè)試電壓幅度t/和對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)長(zhǎng)度7V,檢驗(yàn) 輸入是否正確；對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)生成模塊(11)的功能是根據(jù)用戶(hù)輸入的測(cè)試參數(shù)，生成對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)； 夾具檢測(cè)信號(hào)生成模塊(14)的功能是根據(jù)用戶(hù)輸入的測(cè)試參數(shù)，生成夾具檢測(cè)信號(hào)； 聲卡錄音放音模塊(12)的功能是① 控制聲卡(2)開(kāi)始或停止錄放音；② 將夾具檢測(cè)信號(hào)循環(huán)發(fā)送到環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15);③ 實(shí)時(shí)分析被測(cè)發(fā)聲體(6)與夾具(5)的連接狀況，可靠連接時(shí)繼續(xù)下面操作；④ 生成帶同步信號(hào)的對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)；⑤ 將帶同步信號(hào)的對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)發(fā)送到環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15),同時(shí)記錄原始釆集信號(hào): 將原始釆集信號(hào)分為聲壓信號(hào)和電流信號(hào)，送入數(shù)據(jù)分析及顯示模塊(13)。 環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)的功能是① 將聲卡錄放音模塊(12)傳來(lái)的夾具檢測(cè)信號(hào)或帶同歩信號(hào)的對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)按緩沖區(qū) 大小分塊暫存于放音環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)中，接到聲卡錄放音模塊(12)發(fā)出的播 放命令后，將放音環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)中的數(shù)據(jù)發(fā)送至聲卡；② 接到聲卡錄放音模塊(12)發(fā)出的錄音命令后，聲卡(2)釆集到的原始信號(hào)分塊暫 存于錄音環(huán)形緩沖區(qū)模塊(15)中；單塊緩沖區(qū)滿(mǎn)即發(fā)生中斷，此時(shí)將緩沖區(qū)中的數(shù) 據(jù)送入聲卡錄放音模塊(12); 數(shù)據(jù)分析及顯示模塊(13)的功能是 尋找電流信號(hào)中的同步信號(hào)，分析同步信號(hào)的聲壓響應(yīng)得到響應(yīng)信號(hào)起始時(shí)間&、極 性、測(cè)量距離X,② 根據(jù)響應(yīng)信號(hào)起始時(shí)間^去除電流信號(hào)和聲壓信號(hào)的時(shí)延部分③ 計(jì)算得到阻抗曲線和頻響曲線； 從計(jì)算機(jī)顯示器輸出結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用模擬同步信號(hào)快速檢測(cè)發(fā)聲體參數(shù)的方法及檢測(cè)系統(tǒng)，涉及發(fā)聲體的連接檢測(cè)、不確定時(shí)延情況下的響應(yīng)信號(hào)提取和頻響曲線、阻抗曲線、揚(yáng)聲器極性和測(cè)量距離等參數(shù)的檢測(cè)。本發(fā)明的方法可自動(dòng)檢測(cè)夾具與被測(cè)發(fā)聲體的連接狀況，通過(guò)在采集信號(hào)中搜索同步信號(hào)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，可計(jì)算出測(cè)試信號(hào)的響應(yīng)起始位置，無(wú)時(shí)延準(zhǔn)確地提取出響應(yīng)信號(hào)，經(jīng)過(guò)相對(duì)簡(jiǎn)單的運(yùn)算可得到頻響曲線、阻抗曲線、揚(yáng)聲器極性和測(cè)量距離等。本發(fā)明的檢測(cè)系統(tǒng)包括由計(jì)算機(jī)、測(cè)量功放、電流傳感器、傳聲器、消音箱或仿真耳、聲卡和夾具，計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)有分析軟件，聲卡可內(nèi)置或外置。本發(fā)明檢測(cè)發(fā)聲體參數(shù)快速準(zhǔn)確，十分適合發(fā)聲體參數(shù)的檢測(cè)，特別適合在生產(chǎn)線使用。
文檔編號(hào)H04R29/00GK101365261SQ200810121098
公開(kāi)日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者馮海泓, 益 楊, 溫周斌, 韋峻峰 申請(qǐng)人:嘉興中科聲學(xué)科技有限公司