本發(fā)明涉及音質(zhì)測試技術(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)備廠商和用戶對電聲換能器的性能要求越來越高，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)過音質(zhì)測試，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)測試以人工聽音為主，使用的設(shè)備包括掃頻儀。在測試時，掃頻儀以設(shè)定的激勵信號(例如頻率為200hz-5khz，電壓為1.2或者1.5倍的額定電壓)驅(qū)動被測試電聲換能器發(fā)聲，測試人員進(jìn)行聽音，并憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行音質(zhì)的判斷。該種測試方法存在較多的限制和不穩(wěn)定因素，例如，不同測試人員的評判標(biāo)準(zhǔn)、聽覺疲勞、人員成本等，而且長期大電壓聽音會對人耳造成損傷，為了不影響測試人員的身體健康，測試人員需要經(jīng)常換崗，這也將導(dǎo)致測試成本增加、及測試精度的穩(wěn)定性降低，因此，有必要提供一種不依賴于測試人員聽音的音質(zhì)測試系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例的一個目的是提供一種進(jìn)行音質(zhì)測試的新的技術(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激勵所述電聲換能器產(chǎn)生聲音信號；

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轉(zhuǎn)換為電信號，并將所述電信號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)所述電信號計算并輸出對應(yīng)所述掃頻信號的高階諧波失真。

可選的是，所述音質(zhì)測試系統(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位置使得所述入射口的中軸線垂直、且穿過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)行異音識別的頻率區(qū)間所對應(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)置為對所述掃頻信號進(jìn)行放大處理后激勵所述電聲換能器產(chǎn)生聲音信號。

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

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

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

通過以下參照附圖對本發(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)將會變得清楚。

附圖說明

被結(jié)合在說明書中并構(gòu)成說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：除非另外具體說明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。

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

對于相關(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)在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步討論。

圖1為根據(jù)本發(fā)明音質(zhì)測試系統(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用于輸出掃頻信號激勵電聲換能器130產(chǎn)生聲音信號。這說明，掃頻裝置110的掃頻信號輸出端與電聲換能器130的信號輸入端連接。

該掃頻信號例如可以是正弦波信號。

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

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，后一掃頻信號的頻率與前一掃頻信號的頻率的比值例如為2^1/12。

在本實(shí)施例中，該音質(zhì)測試系統(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)置為對掃頻裝置110輸出的掃頻信號進(jìn)行放大處理后激勵電聲換能器130產(chǎn)生聲音信號。這說明，掃頻裝置110的掃頻信號輸出端可以經(jīng)由功率放大器120與電聲換能器130的信號輸入端連接。

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)理解為是對于對應(yīng)管道的內(nèi)腔形狀的限定，而不是對于對應(yīng)管道的外觀形狀的限定。

聲波導(dǎo)管140可以通過削去圓錐管道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)管通過螺紋連接組成，以便于根據(jù)測試需求連接成各種長度。

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

采用圓錐管道141放大聲音信號的優(yōu)勢在于：圓錐管道141不存在截止頻率，因此不會對通過的聲音信號產(chǎn)生“過濾”作用，能夠保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

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

圓柱管道142存在一個截止頻率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)掃頻信號的頻率小于或者等于該截止頻率fc時，圓柱管道142中只有一種波形，稱為簡振波，如圖4a所示，簡諧波在圓柱管道142中以平面波的形式傳播。

當(dāng)掃頻信號的頻率大于該截止頻率fc時，聲音信號在圓柱管道142中傳播會產(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)行異音識別的頻率區(qū)間所對應(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)生的高次諧波不會對異音識別的準(zhǔn)確性帶來任何影響。

進(jìn)行異音識別的頻率區(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)行異音識別的頻率區(qū)間的頻率上限選擇為500hz、高階諧波所對應(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)行異音識別的頻率區(qū)間所對應(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)生的聲音信號經(jīng)由入射口143進(jìn)入聲波導(dǎo)管140中，并順次經(jīng)過圓錐管道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，可以對麥克風(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，有利于提高異音識別率。

參見公式(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)行異音識別的頻率區(qū)間所對應(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)徑來選擇使用的麥克風(fēng)150的尺寸。

在本實(shí)施例中，音質(zhì)測試系統(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度，增加低頻信號的強(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，通過將入射口143對準(zhǔn)振膜的不同位置，可以實(shí)現(xiàn)對振膜不同位置的音質(zhì)測試。

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

分析裝置160被設(shè)置為根據(jù)麥克風(fēng)150輸出的電信號計算、并輸出對應(yīng)掃頻信號的高階諧波失真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算。

分析裝置160通過對電信號進(jìn)行傅里葉級數(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)的操作輸出對應(yīng)掃頻信號的高階諧波失真、及對應(yīng)掃頻信號的異音識別結(jié)果。

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

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

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

關(guān)于異音識別結(jié)果，測試人員通過查看失真曲線超過參考曲線的情況，便可獲知被測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和多個被測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)測試系統(tǒng)包括終端610，該終端610安裝有soundcheck測試應(yīng)用和聲卡620。

終端610可以是pc機(jī)、筆記本等。

soundcheck測試應(yīng)用具有信號發(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)換模塊用于對信號發(fā)聲模塊611輸出的數(shù)字量的掃頻信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，以輸出模擬量的掃頻信號激勵電聲換能器產(chǎn)生聲音信號。

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)換模塊用于對麥克風(fēng)150輸出的模擬量的電信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，以輸出數(shù)字量的電信號給分析模塊612進(jìn)行高階諧波失真的計算。

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

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

以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實(shí)施例，上述說明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實(shí)施例。在不偏離所說明的各實(shí)施例的范圍和精神的情況下，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。本文中所用術(shù)語的選擇，旨在最好地解釋各實(shí)施例的原理、實(shí)際應(yīng)用或?qū)κ袌鲋械募夹g(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)利要求來限定。