專(zhuān)利名稱：：采用連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)獲得電聲產(chǎn)品多個(gè)參數(shù)的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于電聲器件的參數(shù)測(cè)量方法及測(cè)量系統(tǒng)，具體地說(shuō)是一種采用連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)獲得電聲產(chǎn)品多個(gè)參數(shù)的方法及系統(tǒng)。可廣泛應(yīng)用于電聲企業(yè)研發(fā)及生產(chǎn)線的產(chǎn)品質(zhì)量檢
背景技術(shù)：
：揚(yáng)聲器、受話器等電聲產(chǎn)品的參數(shù)檢測(cè)通常在電聲研發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量控制環(huán)節(jié)必不可少。研發(fā)人員可以通過(guò)頻響、諧波失真、阻抗等參數(shù)了解試制品與設(shè)計(jì)指標(biāo)的差別，質(zhì)量控制人員則關(guān)注產(chǎn)品是否符合產(chǎn)品門(mén)限標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的測(cè)試儀器僅能測(cè)試一兩項(xiàng)參數(shù)，有的參數(shù)測(cè)試耗時(shí)較長(zhǎng)，測(cè)試多個(gè)參數(shù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9396-1996敘述了揚(yáng)聲器主要性能測(cè)試方法。此方法測(cè)量頻響等參數(shù)需要使用信號(hào)源、電壓表等儀器，手工描點(diǎn)得到曲線。該測(cè)試方法操作復(fù)雜，耗時(shí)較長(zhǎng)，不適合生產(chǎn)線使用。美國(guó)專(zhuān)利7027940采用的激勵(lì)信號(hào)是步進(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IH弦測(cè)試信號(hào)并記錄響應(yīng)的幅度，逐點(diǎn)測(cè)量得到頻響。該方法的抗噪聲性能較好，測(cè)量準(zhǔn)確，但存在著頻率分辨率和測(cè)試時(shí)間之間的矛盾，測(cè)量100Hz以下頻率所需的時(shí)間很長(zhǎng)，也不適合在生產(chǎn)線使用。道格拉斯(DouglasD.Rife)在音頻工程學(xué)會(huì)期刊(JAES)37巻第6期發(fā)表了《使用最長(zhǎng)序歹ij觀ij量傳遞函數(shù)》(Transfer-FunctionMeasurementwithMaximum-LengthSequences)—文。其中的MLS方法現(xiàn)在被許多電聲測(cè)試儀器采用。但其信噪比較低，因此對(duì)測(cè)試設(shè)備及環(huán)境要求較高。音頻工程學(xué)會(huì)(AES)108次會(huì)議中AngeloFarina發(fā)表的名為《使用正弦掃頻信號(hào)技術(shù)同時(shí)湖!j量沖激響應(yīng)禾卩失真》(Simultaneousmeasurementofimpulseresponseanddistortionwithaswept-sinetechnique)的文章。該文章中提出了使用對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)作為測(cè)試信號(hào)對(duì)響應(yīng)進(jìn)行線性解巻積從而求得線性響應(yīng)和失真響應(yīng)的理論。但其解巻積算法較為復(fù)雜，求得參數(shù)較少，不適合在實(shí)際中使用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種采用連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)獲得電聲產(chǎn)品多個(gè)參數(shù)的方法及系統(tǒng)。本發(fā)明要解決的是己有測(cè)試方法操作復(fù)雜、耗時(shí)較長(zhǎng)，或是對(duì)測(cè)試設(shè)備及環(huán)境要求較高，不適合生產(chǎn)線使用的問(wèn)題。本發(fā)明所述的采用連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)獲取電聲產(chǎn)品多個(gè)參數(shù)的方法，具體信號(hào)處理過(guò)程如下(1)生成連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)^");連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)是一種特殊的激勵(lì)信號(hào)，使用這種信號(hào)進(jìn)行電聲器件的測(cè)試，可以將響應(yīng)中各次諧波對(duì)應(yīng)的沖激響應(yīng)映射到特定的時(shí)間區(qū)域內(nèi)，因此測(cè)量結(jié)果的信噪比高于傳統(tǒng)最長(zhǎng)序列法的結(jié)果。由信號(hào)源模塊生成連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)W")，形式如下二？7sin2<exp<j〖w(w--)，2其中f/為掃頻信號(hào)的幅度。力為掃頻起始頻率，力為掃頻終止頻率，丄=.嗎，靡樣頻率，r為掃頻信號(hào)長(zhǎng)度，若掃頻時(shí)間為r秒，KUr=r^。w(")為偶對(duì)稱于原點(diǎn)、長(zhǎng)度為T(mén)、衰減長(zhǎng)度與窗長(zhǎng)度T比為a的tukey窗，用于減少激勵(lì)信號(hào)的首尾處由于信號(hào)幅度突變而產(chǎn)生的高頻能j表達(dá)式為將窗函數(shù)從原點(diǎn)平移到工時(shí)刻，因此所加窗函數(shù)為w("-1)22窗函數(shù)w(")的1o.1—cos7T"_r/2—^<"《一2Il2(2)連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)S(W)輸出至被測(cè)器件，產(chǎn)生電流響應(yīng)信號(hào)々(")和聲響應(yīng)信號(hào)連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)"n)輸出至被測(cè)器件，同時(shí)采集到電流響應(yīng)信號(hào)^(")和聲響應(yīng)信號(hào)G(")。若被測(cè)器件的聲沖激響應(yīng)為電流沖激響應(yīng)為&(")，有rX")=咖)*=;c(")其中符號(hào)""表示離散時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的巻積。(3)對(duì)聲響應(yīng)信號(hào)和電流響應(yīng)信號(hào)解巻積，分別求出被測(cè)器件的聲沖激響應(yīng)&(")和電流沖激響應(yīng)Zc(");將響應(yīng)信號(hào)G(X)和^0)分別與逆濾波器/0)巻積，可以求出沖激響應(yīng)函數(shù)/z,0)和/ZcO)。因?yàn)閊()*/07)=3(0，力07)可以從S(n)求得。通常使用離散傅里葉變換可以簡(jiǎn)化巻積的運(yùn)算，對(duì)于離散時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的巻積運(yùn)算，要求FFT的點(diǎn)數(shù)N要大于等于被巻積的兩個(gè)信號(hào)的長(zhǎng)度之和。連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)的頻域表示聲響應(yīng)信號(hào)的頻域表示電流響應(yīng)信號(hào)的頻域表示逆濾波器頻響函數(shù)導(dǎo)納函數(shù)iU")=FFTN[)]&(")=FFTN[r"")]/(")=IFFTN[1/S(")]聲沖激響應(yīng)=*,(")=IFFTN[//Xn)]導(dǎo)納沖激響應(yīng)=*乂(")=IFFTN(4)幅度計(jì)算模塊求頻響曲線和靈敏度；幅度計(jì)算模塊計(jì)算頻響函數(shù)仏(")的幅度值，得到頻響曲線。被測(cè)器件的技術(shù)指標(biāo)中定義了其靈敏度的計(jì)算方式。在頻響曲線上按照技術(shù)指標(biāo)中指定頻率點(diǎn)讀出聲壓值并求平均，得到靈敏度測(cè)量結(jié)果。(5)相位計(jì)算模塊求相位曲線和極性；相位計(jì)算模塊計(jì)算頻響函數(shù)私O)的相位，得到相位曲線。以合格品為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其相位曲線由低頻向高頻搜索第一個(gè)過(guò)零點(diǎn)，該點(diǎn)頻率作為判斷相位的頻率點(diǎn)。對(duì)其他產(chǎn)品測(cè)試時(shí)，該點(diǎn)處相位結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)品相差大于檢驗(yàn)指標(biāo)(如±90°)，可認(rèn)為被測(cè)器件極性與合格品不一致。(6)諧波計(jì)算模塊求諧波失真曲線；諧波失真曲線由諧波計(jì)算模塊計(jì)算得到，具體方法為沖激響應(yīng)函數(shù)/^(W和^(X)在n^0處的信號(hào)為線性響應(yīng)，在n5T處的信號(hào)為諧波響應(yīng)。第々次(A:是大于l的整數(shù))諧波出現(xiàn)的時(shí)刻可由下式得到ln(/2//,)因此可以在上述時(shí)刻通過(guò)加窗濾出各次諧波的沖激響應(yīng)，再通過(guò)傅里葉變換求得各次諧波失真曲線。具體過(guò)程為諧波計(jì)算模塊計(jì)算出A次諧波沖激響應(yīng)的起始時(shí)刻作為窗函數(shù)的參數(shù)，窗函數(shù)與聲沖激響應(yīng)/z^O相乘，即可得到各次諧波的沖激響應(yīng)。求傅里葉變換后得到各次諧波失真曲線。將各次諧波失真曲線的功率相加，得到總諧波失真曲線。(7)求阻抗曲線；導(dǎo)納沖激響應(yīng)~(")中包含著導(dǎo)納的線性響應(yīng)和非線性響應(yīng)。通過(guò)窗函數(shù)可以取出其線性響應(yīng)，再經(jīng)過(guò)快速傅里葉變換轉(zhuǎn)換到頻域，求倒數(shù)即可得到阻抗曲線。(8)線性參數(shù)計(jì)算模塊分析阻抗曲線得到線性參數(shù)；通過(guò)線性參數(shù)計(jì)算模塊分析，在阻抗曲線的諧振頻率后搜索最小值，認(rèn)為該值是測(cè)量得到的額定阻抗&。通過(guò)線性參數(shù)計(jì)算模塊分析，諧振頻率乂在阻抗曲線的指定搜索范圍內(nèi)搜索最大值，但在信噪比較低時(shí)或測(cè)量的阻抗曲線發(fā)生畸變時(shí)的結(jié)果可能有所偏差，因此，對(duì)這種情況通過(guò)對(duì)阻抗曲線進(jìn)行辨識(shí)求得。通過(guò)線性參數(shù)計(jì)算模塊分析，根據(jù)揚(yáng)聲器的等效電路模型對(duì)阻抗曲線進(jìn)行辨識(shí)，可以求出諧振頻率/0、直流電阻7￡、線圈電感丄￡、振動(dòng)等效電容Q^s、振動(dòng)等效電感丄c^、振動(dòng)等效電阻i^、力學(xué)品質(zhì)因數(shù)a^、電學(xué)品質(zhì)因數(shù)g^、總品質(zhì)因數(shù)gre等其他線性參數(shù)。上述方法可以在由測(cè)試儀器(1)、放大器G)、電流測(cè)量模塊(4)、傳聲器(7)組成的測(cè)試系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。電聲產(chǎn)品的測(cè)試流程為分析模塊(8)生成連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)經(jīng)數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換接口(2)輸出測(cè)試信號(hào)，送入放大器(3)功率放大，經(jīng)過(guò)電流測(cè)量模塊(4)后接入被測(cè)器件(5)。電流測(cè)量模塊(4)與傳聲器(7)收到激勵(lì)信號(hào)時(shí)產(chǎn)生電流信號(hào)和聲壓信號(hào)送入測(cè)試儀器(1)中的數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換接口(2)，分別轉(zhuǎn)換為離散時(shí)間的電流響應(yīng)信號(hào)^(")和聲響應(yīng)信號(hào)^(")，并由分析模塊(8)進(jìn)行運(yùn)算。最后，測(cè)試結(jié)果在測(cè)試儀器(1)上顯示出來(lái)或通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅硪辉O(shè)備上顯示出來(lái)。下面詳細(xì)敘述各個(gè)模塊的功能。測(cè)試儀器(1)用于運(yùn)行分析模塊(8)，向數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換接口(2)發(fā)射測(cè)試信號(hào)和采集響應(yīng)信號(hào)。測(cè)試儀器可以是PC或嵌入式系統(tǒng)等具有一定運(yùn)算能力的可編程設(shè)備。分析模塊(8)包含著上述可以產(chǎn)生連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)并計(jì)算電聲產(chǎn)品多個(gè)參數(shù)的方法(包括信號(hào)源模塊、幅度計(jì)算模塊、相位計(jì)算模塊、線性參數(shù)計(jì)算模塊和諧波計(jì)算模塊等)、用戶界面、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換接口驅(qū)動(dòng)等軟件。數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換接口(2)用于將離散時(shí)間域的連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)s(")轉(zhuǎn)換為連續(xù)時(shí)間域的測(cè)試信號(hào)，并分別將連續(xù)時(shí)間域的電流信號(hào)和聲壓信號(hào)采樣量化為離散時(shí)間域的電流響應(yīng)信號(hào)r"M)和聲響應(yīng)信號(hào)g(w)。數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換接口(2)可以是采集卡、專(zhuān)業(yè)聲卡或者可以與測(cè)試儀器電路連接的數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。放大器(3)用于向被測(cè)器件(5)提供足夠功率的信號(hào)。電流測(cè)量模塊(4)用于檢測(cè)流過(guò)被測(cè)器件(5)的電流信號(hào)。傳聲器(7)用于將被測(cè)器件(5)的聲壓響應(yīng)轉(zhuǎn)換為以電壓形式表征的聲壓信號(hào)。在實(shí)際使用中，環(huán)境噪聲會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果有不同程度的干擾，其表現(xiàn)為曲線的光滑程度下降，多次測(cè)量數(shù)值的方差變大。因此，當(dāng)被測(cè)器件(5)為揚(yáng)聲器時(shí)，需要配備消聲箱(6)以減小環(huán)境噪聲、混響的影響。另夕卜，當(dāng)被測(cè)器件(5)為受話器時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用與受話器匹配的仿真耳(6)模擬人耳聲場(chǎng)。本發(fā)明可以測(cè)量的電聲器件包括動(dòng)圈發(fā)聲體單元、壓電發(fā)聲體單元、平板發(fā)聲體單元、發(fā)聲體閉箱系統(tǒng)、發(fā)聲體倒相箱系統(tǒng)、麥克風(fēng)及麥克風(fēng)系統(tǒng)和類(lèi)似的電聲換能裝置。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明采用連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)激勵(lì)被測(cè)電聲器件，可以在0.2秒內(nèi)測(cè)量得到電聲產(chǎn)品的頻響、相位、阻抗、總諧波失真及各次諧波失真等曲線和靈敏度、極性、額定阻抗及線性參數(shù)等結(jié)果。發(fā)明還給出了實(shí)現(xiàn)測(cè)量方法的系統(tǒng)，可廣泛應(yīng)用于電聲企業(yè)研發(fā)及生產(chǎn)線的產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)。圖1為用于測(cè)量電聲產(chǎn)品參數(shù)的檢測(cè)系統(tǒng)裝置圖。圖2為采用連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)測(cè)量電聲產(chǎn)品方法的框圖。圖3為長(zhǎng)度4秒，衰減長(zhǎng)度與窗長(zhǎng)度比為0.25的tukey窗。圖4為連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)，持續(xù)時(shí)間0.2s，幅度1V。圖5為聲響應(yīng)信號(hào)g(w)在連續(xù)域的波形。圖6為電流響應(yīng)信號(hào)^(n)在連續(xù)域的波形。圖7為被測(cè)揚(yáng)聲器的頻響曲線。圖8為T(mén)HD合格品的聲沖激響應(yīng)圖9為T(mén)HD不合格品的聲沖激響應(yīng)圖10為不合格品聲響應(yīng)信號(hào)的短時(shí)傅里葉變換圖，縱軸為對(duì)數(shù)坐標(biāo)系的頻率，橫軸為時(shí)間。圖11為不合格品聲沖激響應(yīng)/^n)的短時(shí)傅里葉變換圖，縱軸為對(duì)數(shù)坐標(biāo)系的頻率，橫軸為時(shí)間。圖12為測(cè)試系統(tǒng)最終顯示結(jié)果。左上圖為頻響曲線，左下圖為相位曲線，右上圖從上到下依次為總諧波失真曲線和2次、3次、4次、5次諧波失真曲線，右下圖為阻抗曲線和辨識(shí)得到的線性參數(shù)結(jié)果。圖13為0.2秒測(cè)試和3秒測(cè)試得到的頻響曲線結(jié)果比較。圓點(diǎn)為3秒測(cè)試結(jié)果，細(xì)線為0.2秒測(cè)試結(jié)果。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)一步的說(shuō)明。本發(fā)明以汽車(chē)音響中使用的揚(yáng)聲器作為被測(cè)電聲器件。采用連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)獲得電聲產(chǎn)品多個(gè)參數(shù)的方法在PC、功放、電流測(cè)量模塊、傳聲器(7)組成的測(cè)試系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。為了模擬自由場(chǎng)的測(cè)試環(huán)境，傳聲器(7)己經(jīng)安裝在消聲箱(6)中。PC中安裝著專(zhuān)業(yè)聲卡作為數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換接口(2)，并運(yùn)行分析模塊(8)。功率放大器與專(zhuān)業(yè)聲卡的輸出相連接，為揚(yáng)聲器提足夠的功率供恒壓輸出。儀器校準(zhǔn)之后，可認(rèn)為揚(yáng)聲器兩端的電壓幅度與連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)的幅度一致。而流經(jīng)揚(yáng)聲器的電流被電流測(cè)量模塊(4)轉(zhuǎn)換為以電壓形式表征的電流信號(hào)。傳聲器(7)將揚(yáng)聲器的聲壓響應(yīng)轉(zhuǎn)換為以電壓形式表征的聲壓信號(hào)。具體歩驟為1、生成連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)測(cè)試前，用戶需要向分析模塊(8)提供被測(cè)產(chǎn)品的基本參數(shù)，包括掃頻信號(hào)的電壓幅度t/、掃頻的起止頻率力、力，掃頻時(shí)間"比如=1V，//=20Hz，/2=20kHz，r=0.2s。設(shè)置完畢即生成連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)s(")。由圖4可看到，連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)在低頻處掃描較慢，而在高頻處掃描較快，與離散頻率掃頻信號(hào)作為激勵(lì)時(shí)特征類(lèi)似。2、連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)^7)輸出至被測(cè)電聲器件，產(chǎn)生電流響應(yīng)信號(hào)rc(n)和聲響應(yīng)信號(hào)^");連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)s(")被數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換接口(2)轉(zhuǎn)換為連續(xù)信號(hào)，由放大器(3)放大后輸出至被測(cè)器件(5)。此時(shí)揚(yáng)聲器產(chǎn)生連續(xù)時(shí)間域的響應(yīng)信號(hào)，被數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換接口(2)采樣量化為離散時(shí)間域的聲響應(yīng)信號(hào)^(w)和電流響應(yīng)信號(hào)^(n)。圖5、圖6分別為聲響應(yīng)信號(hào)G(")和電流響應(yīng)信號(hào)^(n)在連續(xù)域的波形，其包絡(luò)包含著頻響曲線和阻抗曲線的信息。3、對(duì)聲響應(yīng)信號(hào)和電流響應(yīng)信號(hào)解巻積，分別求出被測(cè)器件(5)的聲沖激響應(yīng)/M))和電流沖激響應(yīng)/7c(n)。從THD合格的產(chǎn)品的聲沖激響應(yīng)圖8和THD不合格的產(chǎn)品的聲沖激響應(yīng)圖9可以看出其線性響應(yīng)基本一致，且不良品非線性響應(yīng)的能量較大。4、幅度計(jì)算模塊求頻響曲線和靈敏度；幅度計(jì)算模塊計(jì)算頻響函數(shù)T^(W的幅度值，得到圖7所示頻響曲線。根據(jù)技術(shù)指標(biāo)，取lkHz處的聲壓級(jí)作為揚(yáng)聲器靈敏度，測(cè)得靈敏度107.47dB。幅度計(jì)算模塊計(jì)算得到的靈敏度結(jié)果見(jiàn)圖13。5、相位計(jì)算模塊求相位曲線和極性；相位計(jì)算模塊計(jì)算頻響函數(shù)/^(")的相位，得到相位曲線。相位計(jì)算模塊測(cè)量得到的測(cè)試頻率點(diǎn)相位結(jié)果見(jiàn)圖13。6、諧波計(jì)算模塊求諧波失真曲線；從不合格品聲沖激響應(yīng)A^7)的短時(shí)傅里葉變換圖11中可以明顯看到線性響應(yīng)在戶O附近出現(xiàn)，而2次以上的諧波沖激響應(yīng)在r5r處出現(xiàn)，從右向左依次排列，與說(shuō)明書(shū)前述計(jì)算A次諧波出現(xiàn)位置的式子一致。不合格品聲響應(yīng)信號(hào)的短時(shí)傅里葉變換圖IO中的各次諧波為互相平行的直線，且在短時(shí)傅里葉變換圖上存在斜率。經(jīng)過(guò)解巻積后，得到了時(shí)域上就能夠分割丌的響應(yīng)信號(hào)，計(jì)算各次諧波響應(yīng)所需的運(yùn)算量大為減少。其他激勵(lì)信號(hào)如線性掃頻信號(hào)、噪聲信號(hào)等則不具備這樣的特性。接著，由諧波計(jì)算模塊計(jì)算出A次諧波沖激響應(yīng)的起始時(shí)刻作為窗函數(shù)的參數(shù)，窗函數(shù)與聲沖激響應(yīng)/7,(n)相乘，即可得到各次諧波的沖激響應(yīng)。實(shí)施中所用的窗函數(shù)為tukey窗以降低頻率泄漏。求傅里葉變換后得到各次諧波失真曲線。將各次諧波失真曲線的功率相加，得到總諧波失真曲線。25次諧波失真曲線和總諧波失真曲線結(jié)果參見(jiàn)圖13。7、求阻抗曲線；導(dǎo)納沖激響應(yīng)/7乂n)中包含著導(dǎo)納的線性響應(yīng)和非線性響應(yīng)。通過(guò)窗函數(shù)可以取出其線性響應(yīng)，再經(jīng)過(guò)快速傅里葉變換轉(zhuǎn)換到頻域，求倒數(shù)即可得到阻抗曲線，結(jié)果參見(jiàn)圖13。8、線性參數(shù)計(jì)算模塊分析阻抗曲線得到線性參數(shù)；在阻抗曲線的諧振頻率后搜索最小值，認(rèn)為該值是測(cè)量得到的額定阻抗Ze。測(cè)得Z^4.58Q。之后線性參數(shù)計(jì)算模塊根據(jù)揚(yáng)聲器的等效電路模型對(duì)阻抗曲線進(jìn)行辨識(shí)，求得圖13右下角的諧振頻率/。、直流電阻i^、線圈電感Zf、振動(dòng)等效電容CV^、振動(dòng)等效電感丄c^、振動(dòng)等效電阻i^、力學(xué)品質(zhì)因數(shù)g第、電學(xué)品質(zhì)因數(shù)g^、總品質(zhì)因數(shù)gre等線性參數(shù)。以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說(shuō)明書(shū)參照上述的各個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換；而一切不脫離發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。權(quán)利要求1、一種快速測(cè)量電聲產(chǎn)品多個(gè)參數(shù)的方法，其特征在于該方法的具體步驟為(1)生成連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)s(n)由信號(hào)源模塊生成連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)s(n)，形式如下<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>s</mi><mrow><mo>(</mo><mi>n</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mi>U</mi><mi>sin</mi><mo>[</mo><mn>2</mn><mi>π</mi><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub><mfrac><mi>L</mi><msub><mi>f</mi><mi>s</mi></msub></mfrac><mrow><mo>(</mo><mi>exp</mi><mo>{</mo><mfrac><mi>n</mi><mi>L</mi></mfrac><mo>}</mo><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>]</mo><mi>w</mi><mrow><mo>(</mo><mi>n</mi><mo>-</mo><mfrac><mi>T</mi><mn>2</mn></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo></mrow>]]></math></maths>其中U為掃頻信號(hào)的幅度，f1為掃頻起始頻率，f2為掃頻終止頻率，<mathsid="math0002"num="0002"><math><![CDATA[<mrow><mi>L</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>T</mi><mrow><mi>ln</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub><mo>/</mo><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0002"file="A2008101622480002C2.tif"wi="25"he="10"top="66"left="146"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>fs為采樣頻率，T為掃頻信號(hào)長(zhǎng)度，若掃頻時(shí)間為τ秒，則T＝τfs，w(n)為偶對(duì)稱于原點(diǎn)、長(zhǎng)度為T(mén)、衰減長(zhǎng)度與窗長(zhǎng)度T比為α的tukey窗，用于減少激勵(lì)信號(hào)的首尾處由于信號(hào)幅度突變而產(chǎn)生的高頻能量，將窗函數(shù)從原點(diǎn)平移到id="icf0003"file="A2008101622480002C3.tif"wi="3"he="9"top="93"left="92"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>時(shí)刻，因此所加窗函數(shù)為id="icf0004"file="A2008101622480002C4.tif"wi="16"he="9"top="94"left="143"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>窗函數(shù)w(n)的表達(dá)式為<mathsid="math0003"num="0003"><math><![CDATA[<mrow><mi>w</mi><mrow><mo>(</mo><mi>n</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><mn>1</mn></mtd><mtd><mn>0</mn><mo>≤</mo><mo>|</mo><mi>n</mi><mo>|</mo><mo>≤</mo><mfrac><mrow><mi>T</mi><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mi>α</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></mfrac></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0.5</mn><mo>[</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><mi>π</mi><mfrac><mrow><mo>|</mo><mi>n</mi><mo>|</mo><mo>-</mo><mi>T</mi><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow><mrow><mi>αT</mi><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>]</mo></mtd><mtd><mfrac><mrow><mi>T</mi><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mi>α</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo><</mo><mo>|</mo><mi>n</mi><mo>|</mo><mo>≤</mo><mfrac><mi>T</mi><mn>2</mn></mfrac></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>]]></math></maths>上述生成的連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)是一種特殊的激勵(lì)信號(hào)，用這種信號(hào)進(jìn)行電聲器件的測(cè)試，可以將響應(yīng)中各次諧波對(duì)應(yīng)的沖激響應(yīng)映射到特定的時(shí)間區(qū)域內(nèi)，提取出各次諧波失真曲線；(2)連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)s(n)輸出至被測(cè)電聲器件，產(chǎn)生電流響應(yīng)信號(hào)rc(n)和聲響應(yīng)信號(hào)rs(n)；設(shè)被測(cè)電聲器件的聲沖激響應(yīng)為hs(n)，電流沖激響應(yīng)為hc(n)，則有rs(n)＝s(n)*hs(n)rc(n)＝s(n)*hc(n)其中符號(hào)“*”表示離散時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的卷積和；(3)對(duì)聲響應(yīng)信號(hào)和電流響應(yīng)信號(hào)解卷積，分別求出被測(cè)器件的聲沖激響應(yīng)hs(n)和電流沖激響應(yīng)hc(n)；將響應(yīng)信號(hào)rs(n)和rc(n)分別與逆濾波器fi(n)卷積，可以求出沖激響應(yīng)函數(shù)hs(n)和hc(n)，因?yàn)閟(n)*fi(n)＝δ(t)，fi(n)可以從s(n)求得；通常使用離散傅里葉變換可以簡(jiǎn)化卷積的運(yùn)算，對(duì)于離散時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的卷積運(yùn)算，要求FFT的點(diǎn)數(shù)N要大于等于被卷積的兩個(gè)信號(hào)的長(zhǎng)度之和；連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)的頻域S(n)＝FFTN[s(n)]聲響應(yīng)信號(hào)的頻域Rs(n)＝FFTN[rs(n)]電流響應(yīng)信號(hào)的頻域Rc(n)＝FFTN[rc(n)]逆濾波器fi(n)＝IFFTN[1/S(n)]頻響函數(shù)Hs(n)＝Rs(n)/S(n)導(dǎo)納函數(shù)Hy(n)＝Rc(n)/S(n)聲沖激響應(yīng)hs(n)＝rs(n)*fi(n)＝IFFTN[Hs(n)]導(dǎo)納沖激響應(yīng)hy(n)＝rc(n)*fi(n)＝IFFTN[Hy(n)]；(4)求頻響曲線和靈敏度；由幅度計(jì)算模塊計(jì)算頻響函數(shù)Hs(n)的幅度值，得到頻響曲線；被測(cè)器件的技術(shù)指標(biāo)中定義了其靈敏度的計(jì)算方式；幅度計(jì)算模塊在頻響曲線上按照技術(shù)指標(biāo)中指定頻率點(diǎn)讀出聲壓值并求平均，得到靈敏度測(cè)量結(jié)果；(5)求相位曲線和極性；相位計(jì)算模塊計(jì)算頻響函數(shù)Hs(n)的相位，得到相位曲線；以合格品為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其相位曲線由低頻向高頻搜索第一個(gè)過(guò)零點(diǎn)，該點(diǎn)頻率作為判斷相位的頻率點(diǎn)；對(duì)其他產(chǎn)品測(cè)試時(shí)，相位判斷頻率點(diǎn)處的相位結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)品的相差大于檢驗(yàn)指標(biāo)(如±90°)，則認(rèn)為被測(cè)器件極性與合格品不一致；(6)求諧波失真曲線；諧波失真曲線由諧波計(jì)算模塊計(jì)算得到，具體方法為沖激響應(yīng)函數(shù)Hs(n)和hc(n)在n≥0處的信號(hào)為線性響應(yīng)，在n≤T處的信號(hào)為諧波響應(yīng)；第k次(k是大于1的整數(shù))諧波出現(xiàn)的時(shí)刻可由下式得到<mathsid="math0004"num="0004"><math><![CDATA[<mrow><mi>Δn</mi><mo>=</mo><mi>T</mi><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mfrac><mrow><mi>ln</mi><mi>k</mi></mrow><mrow><mi>ln</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub><mo>/</mo><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math></maths>因此，在上述時(shí)刻通過(guò)加窗濾出各次諧波的沖激響應(yīng)，再通過(guò)傅里葉變換求得各次諧波失真曲線；具體過(guò)程為諧波計(jì)算模塊計(jì)算出k次諧波沖激響應(yīng)的起始時(shí)刻作為窗函數(shù)的參數(shù)，窗函數(shù)與聲沖激響應(yīng)hs(n)相乘，即可得到各次諧波的沖激響應(yīng)；求傅里葉變換后得到各次諧波失真曲線，將各次諧波失真曲線的功率相加，得到總諧波失真曲線；(7)求阻抗曲線；導(dǎo)納沖激響應(yīng)hy(n)中包含著導(dǎo)納的線性響應(yīng)和非線性響應(yīng)；通過(guò)窗函數(shù)取出其線性響應(yīng)，再經(jīng)過(guò)快速傅里葉變換轉(zhuǎn)換到頻域，求倒數(shù)即得到阻抗曲線；(8)線性參數(shù)計(jì)算模塊分析阻抗曲線得到線性參數(shù)；通過(guò)線性參數(shù)計(jì)算模塊分析，在阻抗曲線的諧振頻率后搜索最小值，認(rèn)為該值是測(cè)量得到的額定阻抗Ze；通過(guò)線性參數(shù)計(jì)算模塊分析，諧振頻率fs在阻抗曲線的指定搜索范圍內(nèi)搜索最大值，但在信噪比較低時(shí)或測(cè)量的阻抗曲線發(fā)生畸變時(shí)的結(jié)果可能有所偏差，因此，對(duì)這種情況通過(guò)對(duì)阻抗曲線進(jìn)行辨識(shí)求得；通過(guò)線性參數(shù)計(jì)算模塊分析，對(duì)電聲器件等效電路模型的阻抗曲線的辨識(shí)，還能求出諧振頻率f0、直流電阻RE、線圈電感LE、振動(dòng)等效電容CMES、振動(dòng)等效電感LCES、振動(dòng)等效電阻RES、力學(xué)品質(zhì)因數(shù)QMS、電學(xué)品質(zhì)因數(shù)QES、總品質(zhì)因數(shù)QTS等其他線性參數(shù)。2、如權(quán)利要求1所述的快速測(cè)量電聲產(chǎn)品多個(gè)參數(shù)的方法，其特征在于具體的測(cè)試流程為分析模塊(8)生成連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)S(")，經(jīng)數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換接口(2)輸出測(cè)試信號(hào)，送入放大器(3)功率放大，經(jīng)過(guò)電流測(cè)量模塊(4)后接入被測(cè)器件(5);電流測(cè)量模塊(4)與傳聲器(7)收到激勵(lì)信號(hào)時(shí)產(chǎn)生電流信號(hào)和聲壓信號(hào)送入測(cè)試儀器(1)中的數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換接口(2)，分別轉(zhuǎn)換為離散時(shí)間的電流響應(yīng)信號(hào)^(")和聲響應(yīng)信號(hào)G(")，并由分析模塊(8)進(jìn)行運(yùn)算，最后，測(cè)試結(jié)果在測(cè)試儀器(1)上顯示出來(lái)或通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅硪辉O(shè)備上顯示出來(lái)。3、如權(quán)利要求1所述的快速測(cè)量電聲產(chǎn)品多個(gè)參數(shù)方法的測(cè)試系統(tǒng)，包括測(cè)試儀器(l)、放大器(3)、電流測(cè)量模塊(4)、傳聲器(7)和消聲箱或仿真耳(6);在分析模塊內(nèi)設(shè)有信號(hào)源模塊、幅度計(jì)算模塊、相位計(jì)算模塊、線性參數(shù)計(jì)算模塊和諧波計(jì)算模塊等；測(cè)試儀器(1)用于運(yùn)行分析模塊(8);向數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換接口(2)發(fā)射測(cè)試信號(hào)和采集響應(yīng)信號(hào)。測(cè)試儀器是PC、嵌入式系統(tǒng)或相應(yīng)的具有一定運(yùn)算能力的可編程設(shè)備；數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換接口(2)用于將離散時(shí)間域的連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)"n)轉(zhuǎn)換為連續(xù)時(shí)間域的測(cè)試信號(hào)，并分別將連續(xù)時(shí)間域的電流信號(hào)和聲壓信號(hào)采樣量化為離散時(shí)間域的電流響應(yīng)信號(hào)r^")和聲響應(yīng)信號(hào)數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換接口(2)是采集卡、專(zhuān)業(yè)聲卡或者與測(cè)試儀器電路連接的數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；放大器(3)用于向被測(cè)電聲器件(5)提供足夠功率的信號(hào)；電流測(cè)量模塊(4)用于檢測(cè)流過(guò)被測(cè)電聲器件(5)的電流信號(hào)；傳聲器(7)用于將被測(cè)電聲器件(5)的聲壓響應(yīng)轉(zhuǎn)換為以電壓形式表征的聲壓信號(hào)，當(dāng)被測(cè)器件(5)為揚(yáng)聲器時(shí)，需要配備消聲箱(6)以減小環(huán)境噪聲、混響的影響。另外，當(dāng)被測(cè)電聲器件(5)為受話器時(shí)，配備與受話器匹配的仿真耳(6)模擬人耳聲場(chǎng)。4、如權(quán)利要求3所述的快速測(cè)量電聲產(chǎn)品多個(gè)參數(shù)方法的系統(tǒng)，其特征在于所述的電聲器件包括動(dòng)圈發(fā)聲體單元、壓電發(fā)聲體單元、平板發(fā)聲體單元、發(fā)聲體閉箱系統(tǒng)、發(fā)聲體倒相箱系統(tǒng)、麥克風(fēng)及麥克風(fēng)系統(tǒng)和類(lèi)似的電聲換能裝置。全文摘要本發(fā)明提出一種快速測(cè)量電聲產(chǎn)品多個(gè)參數(shù)的方法，并給出了實(shí)現(xiàn)該方法的測(cè)試系統(tǒng)。該方法采用連續(xù)對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)激勵(lì)被測(cè)電聲器件，采集被測(cè)電聲器件發(fā)出的聲響應(yīng)信號(hào)和流過(guò)被測(cè)器件的電流響應(yīng)信號(hào)。聲響應(yīng)信號(hào)經(jīng)逆濾波器濾波后可得到頻響曲線、相位曲線，頻響曲線在時(shí)域處理后計(jì)算得到諧波失真曲線。電流響應(yīng)信號(hào)經(jīng)過(guò)逆濾波、時(shí)域處理后計(jì)算得到阻抗曲線。對(duì)上述結(jié)果曲線進(jìn)一步分析，得到靈敏度、極性、額定阻抗及線性參數(shù)等結(jié)果。本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)由測(cè)試儀器、放大器、電流測(cè)量模塊和傳聲器組成。文檔編號(hào)H04R29/00GK101600144SQ200810162248公開(kāi)日2009年12月9日申請(qǐng)日期2008年11月27日優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日發(fā)明者馮海泓,平張,益楊,溫周斌,陳友元,韋峻峰申請(qǐng)人:嘉興中科聲學(xué)科技有限公司