CN103731787A

CN103731787A - 音频设备测量系统及方法

Info

Publication number: CN103731787A
Application number: CN201410012699.3A
Authority: CN
Inventors: 易高雄; 张薇; 孙悦; 卢玉平; 胡志明; 刘志勇; 王亚军; 李明慧; 朱晓峰
Original assignee: China Academy of Telecommunications Research CATR
Current assignee: China Academy of Information and Communications Technology CAICT
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2014-04-16

Abstract

音频设备测量系统及方法，系统包括电机控制器、假人头固定模块、主动电机进给箱、控制线缆、横轴电机、纵轴电机、音频设备固定支架；将假人头固定模块固定于假人头上，主动电机进给箱、横轴电机、纵轴电机、音频设备固定支架相互连接为一整体与假人头固定模块间可滑动连接；待测音频设备固定于音频设备固定支架上，通过主动电机进给箱中的步进电机的运动使其在水平方向上移动以远离或贴近耳廓，通过横轴电机、纵轴电机使其能够分别绕横轴及纵轴转动，以便于对音频设备进行电声测量，该测量方法操作简便、效率和精确度高。

Description

音频设备测量系统及方法

技术领域

本申请属于电声测量领域，特别用于音频设备的传声器和扬声器的电声品质测量。

背景技术

近年来，便携式音频设备层出不穷，除了满足视听需要外，还可利用移动通信网络进行通话。而现有的电声测量系统显然已难以满足针对上述便携式设备的大批量、高精度的测量的需要，且因各种设备类型、尺寸多样，更难以实现普适化测量。

发明内容

针对现有技术的不足，提出以下解决方案。

提供一种音频设备测量系统，包括电机控制器、假人头固定模块、主动电机进给箱、控制线缆、横轴电机、纵轴电机、音频设备固定支架，其特征在于：主动电机进给箱内设有步进电机及控制线缆，控制线缆由箱体中伸出以连接电机控制器；假人头固定模块固定于假人头上，主动电机进给箱、横轴电机、纵轴电机、音频设备固定支架相互连接为一整体与假人头固定模块间可滑动连接；待测音频设备固定于音频设备固定支架上，通过主动电机进给箱中的步进电机的运动使其在水平方向上移动以远离或贴近耳廓，通过横轴电机、纵轴电机使其能够分别绕横轴及纵轴转动。

其中，横轴电机的转动轴的延长线指向假人头耳廓耳道入口，纵轴电机的转动轴延长线与横轴电机的转动轴延长线正交，交点位置为音频设备的听筒位置。

系统其进一步包括牛顿计，用于计量在音频设备贴合耳廓后产生的压力，该压力约为8牛顿。

进一步在横轴、纵轴步进电机上安装减速器，用于断电保持；还包括多个限位柱，用于限制各部件水平移动的范围及绕横轴、纵轴转动的角度。

其中，音频设备固定支架包括两片夹块及夹块表面设置的可上下移动的螺钉，通过夹块与螺钉相互配合以固定音频设备；音频设备固定支架进一步包括听筒位置确认板，用于辅助定位音频设备。

还提出了一种根据上述的测量系统对音频设备进行电声测量的方法，先将假人头固定模块固定在假人头上，线缆与电机控制器相连，将音频设备固定于音频设备固定支架上，将音频设备固定支架固定于与纵轴步进电机的转动轴相耦合的L形支架上，应使得纵轴的延长线穿过听筒，横轴的延长线与纵轴延长线垂直相交于听筒且横轴的延长线指向耳道入口；由电机控制器控制横轴步进电机和纵轴步进电机的转动来调节音频设备绕横轴和纵轴的旋转角度，并控制主动电机进给箱中的步进电机运行使得音频设备沿水平方向远离或贴近假人头耳廓；当转动角度及贴合压力确定后，利用假人头的人工嘴和耳道内的传声器对音频设备的话筒及听筒进行电声测量；还可采用牛顿计对音频设备贴合耳廓压力进行计量。

附图说明

图1表示本发明的测量系统的整体结构。

图2为测量系统中的音频设备固定支架的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施方式进行示例性的说明：

如附图1所示，测量系统包括:电机控制器（未示出）、假人头固定模块1、主动电机进给箱2、控制线缆3、牛顿计4、横轴电机5、纵轴电机6、音频设备固定支架7。

假人头固定模块上具有多个螺栓8，可通过该固定模块的多个螺栓8使整个测量装置固定于假人头上。

主动电机进给箱2中设有步进电机（未示出）及控制线缆3，控制线缆由箱体中伸出以连接电机控制器（未示出），步进电机通过螺杆10与假人头固定模块1相耦合，步进电机带动螺杆10转动使得主动电机进给箱在水平方向上移动，其余部件则通过连接杆11与主动电机进给箱相连，其余部件整体可随着主动电机进给箱2而相对于假人头9在水平方向上移动。

连接杆11一端与主动电机进给箱2相连，另一端穿过假人头固定模块1的对应通道后与牛顿计4的一受力侧相连接，牛顿计4用于计量在音频设备贴合耳廓12后产生的压力。

牛顿计4的另一侧连接有垂直支架13，垂直支架13的顶端固定有横轴步进电机5，纵轴步进电机6及其电机支架14通过连接杆15与横轴步进电机5的旋转轴相耦合并固定，音频设备固定支架7固定在一个与纵轴步进电机6的旋转轴相耦合的L形支架17上，使得音频设备固定支架7连同纵轴步进电机6随横轴步进电机5的旋转绕横轴而转动，而音频设备固定支架7则随纵轴步进电机6的旋转而绕纵轴转动，横轴电机的转动轴的延长线指向假人头耳道入口，纵轴电机6的转动轴延长线与横轴电机的转动轴延长线正交，交点16位置应为音频设备18的听筒位置。

测量系统进一步包括两个减速器（未示出），分别与横轴步进电机5和纵轴步进电机6耦合后再驱动各部件。减速器用于在断电情况下保持住各部件，这样既可避免断电情况下电机失去扭力而造成各部件磕碰损坏，也可消除电声测量时引入电机通电时的噪声。

测量系统进一步包括多个限位柱（未示出），用于限制各部件水平移动的范围及绕横轴、纵轴转动的角度。

结合附图2（俯视图），对音频设备固定支架7的结构及工作原理进行说明，该固定支架包括左右两片相同的夹块21及中间的基座22，长杆23和短杆24相平行穿过两片夹块21及中间的基座22，长杆23还穿过设于中间基座的轴承并与轴承耦合，在长杆上左右对称位置分别工有正、反螺纹，转动长杆则可使左右两片夹块21在长杆23和短杆24限制的平面上同步向外或向内移动。夹块外侧边沿设有多个向上突起的高度相同的L形爪25，其高度优选为2厘米，以满足不同厚度音频设备，夹块21表面还设有多个可上下移动的螺钉26。该固定支架7还包括一音频设备听筒位置确认板27，该确认板27安装于固定支架7顶端，确认板为透明材质，中心位置具有十字交叉标记28。将音频设备平放于固定支架7后，安装确认板27，调整音频设备位置使得十字交叉标记28与音频设备的听筒位置相重合，通过调整左右夹块21及螺钉26，将音频设备进行定位锁紧，其中螺钉26顶于音频设备下表面，L形爪25贴合于音频设备的侧面及上表面。在螺钉26和L形爪25上安装有弹性材料以保护音频设备的外观。经过事先设定，当把装有音频设备的固定支架7安装于与附图1中所示的与纵轴电机6耦合的L形支架17后，应使得纵轴的延长线与图2中A线平行且穿过听筒，横轴的延长线与纵轴延长线相交于听筒且指向耳道入口。由附图2可看出该固定支架结构非常简单，且固持部件螺钉26和L形爪25均贴合音频设备表面从而不会干扰声场，使得在近场测量时的结果更加准确。

参照附图1、2，采用本测量系统进行音频设备电声测量的方法如下：将假人头固定模块1固定在假人头9上，线缆3与电机控制器（未示出）相连，将音频设备18固定于音频设备固定支架7上，保证其听筒位置与位置确认板27的十字交叉标记重合，通过调整左右夹块21及螺钉26，将音频设备18进行定位锁紧固定后，去除位置确认板27，并将音频设备固定支架7固定于与纵轴步进电机6的转动轴相耦合的L形支架14上，应使得纵轴的延长线与图2中A线平行且穿过听筒，横轴的延长线与纵轴延长线相交于听筒且指向耳道入口；由电机控制器控制横轴步进电机5和纵轴步进电机6的转动来调节音频设备18绕横轴和纵轴的旋转角度，并控制主动电机进给箱2中的步进电机运行使得音频设备18沿水平方向贴合于假人头耳廓12，并由牛顿计4计量贴合压力，优选为8牛顿，以此模拟人手持音频设备进行通话的情形。因电机通电后会产生噪声（即使不转动），当转动角度及贴合压力确定后，断掉电机电源，由于减速器的保持作用，可使音频设备依然保持原有姿态，此时则可利用假人头的人工嘴和耳道内的传声器对音频设备18的话筒（传声器）及听筒（扬声器）进行电声测量。

以上实施例仅是示意性的解释本发明，在保证技术效果的前提下，本领域技术人员在此基础上的改变均可被接受。

Claims

1.一种音频设备测量系统，包括电机控制器、假人头固定模块、主动电机进给箱、控制线缆、横轴电机、纵轴电机、音频设备固定支架，其特征在于：主动电机进给箱内设有步进电机及控制线缆，控制线缆由箱体中伸出以连接电机控制器；假人头固定模块固定于假人头上，主动电机进给箱、横轴电机、纵轴电机、音频设备固定支架相互连接为一整体与假人头固定模块间可滑动连接；待测音频设备固定于音频设备固定支架上，通过主动电机进给箱中的步进电机的运动使其在水平方向上移动以远离或贴近耳廓，通过横轴电机、纵轴电机使其能够分别绕横轴及纵轴转动。

2.如权利要求1所述的测量系统，其中，横轴电机的转动轴的延长线指向假人头耳廓耳道入口，纵轴电机的转动轴延长线与横轴电机的转动轴延长线正交，交点位置为音频设备的听筒位置。

3.如权利要求1所述的测量系统，其进一步包括牛顿计，用于计量在音频设备贴合耳廓后产生的压力。

4.如权利要求3所述的测量系统，贴合耳廓的压力约为8牛顿。

5.如权利要求1-3所述的测量系统，进一步在横轴、纵轴步进电机上安装减速器，用于断电保持。

6.如权利要求5所述的测量系统，进一步包括多个限位柱，用于限制各部件水平移动的范围及绕横轴、纵轴转动的角度。

7.如权利要求6所述的测量系统，其中，音频设备固定支架包括两片夹块及夹块表面设置的可上下移动的螺钉，通过夹块与螺钉相互配合以固定音频设备。

8.如权利要求7所述的测量系统，音频设备固定支架进一步包括听筒位置确认板，用于辅助定位音频设备。

9.一种利用权利要求1-8所述的测量系统对音频设备进行电声测量的方法，特征在于：先将假人头固定模块固定在假人头上，线缆与电机控制器相连，将音频设备固定于音频设备固定支架上，将音频设备固定支架固定于与纵轴步进电机的转动轴相耦合的L形支架上，应使得纵轴的延长线穿过听筒，横轴的延长线与纵轴延长线垂直相交于听筒且横轴的延长线指向耳道入口；由电机控制器控制横轴步进电机和纵轴步进电机的转动来调节音频设备绕横轴和纵轴的旋转角度，并控制主动电机进给箱中的步进电机运行使得音频设备沿水平方向远离或贴近假人头耳廓；当转动角度及贴合压力确定后，利用假人头的人工嘴和耳道内的传声器对音频设备的话筒及听筒进行电声测量。

10.如权利要求9的电声测量的方法，还包括采用牛顿计计量音频设备贴合耳廓压力的步骤。