CN103747405A - 扬声器可靠性测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扬声器可靠性测试装置，包括机箱，在机箱内设有计算机系统，计算机系统设有LabView处理模块和音频卡；还包括设于机箱内的与计算机系统连接的测试卡；在测试卡上设有多路由音频功放芯片、采样电阻和扬声器接线端子串接构成的测试通道，每个音频功放芯片的输入端均与音频卡的输出端连接；在测试卡上还设有电压电流采集模块和单片机，每个采样电阻的两端和每个扬声器接线端子均与电压电流采集模块的输入端连接，电压电流采集模块的输出端与单片机的I/O连接，单片机的I/O口还与每个音频功放芯片的静音管脚连接，单片机的串口与计算机系统连接。本发明结构简洁，方便操作与维护，并且稳定可靠、使用寿命长。

Description

扬声器可靠性测试装置

技术领域

本发明涉及一种扬声器可靠性测试装置。

背景技术

现有扬声器可靠性测试装置，要么采用嵌入式处理器，该方式大多人机交互界面不够友好,操作不方便；要么使用外置PC机，该方式占用空间较大，增加使用方成本。通常装置中的音频功放采用外置功放或功放卡的方式，每路功放均需要接线，包括电源线、信号输入线、信号输出线等，当通道数多时，接线数多达几十条甚至上百条，使得整套装置过于杂乱，容易产生故障，不易维护。并且现有扬声器可靠性测试装置，对通断信号的控制方式大多采用继电器对功放进行控制，由于继电器具有次数寿命限制，长期做通断开关，仪器寿命缩短，并且对功放及被测扬声器的保护，要么无保护，要么加入专门的信号源控制器，设计繁琐。此外，现有扬声器可靠性测试装置，均无法观察实时波形及频谱，如需要观察，则必须使用示波器查看，操作繁琐，成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种扬声器可靠性测试装置，结构简洁，方便操作与维护，并且稳定可靠、使用寿命长。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：扬声器可靠性测试装置，包括机箱，在所述机箱上设有显示器，在所述机箱内设有计算机系统，所述计算机系统设有LabView处理模块和音频卡；还包括设于所述机箱内的与所述计算机系统连接的测试卡；

在所述测试卡上设有多路由音频功放芯片、采样电阻和扬声器接线端子串接构成的测试通道，每个音频功放芯片的输入端均与所述音频卡的输出端连接；

在所述测试卡上还设有电压电流采集模块和单片机，每个采样电阻的两端和每个扬声器接线端子均与所述电压电流采集模块的输入端连接，所述电压电流采集模块的输出端与所述单片机的I/O连接，所述单片机的I/O口还与每个音频功放芯片的静音管脚连接，所述单片机的串口与所述计算机系统连接。

作为一种优选的技术方案，在所述机箱内还设有与所述计算机系统连接的底板，在所述底板上设有若干个插槽；所述测试卡设有若干个，所述测试卡上设有金手指，每个测试卡均通过金手指插入所述底板上的一个插槽。

作为一种优选的技术方案，在所述底板上插装有4个测试卡，每个测试卡上设有6路测试通道。

作为一种优选的技术方案，在所述测试卡上还设有信号监控模块，所述信号监控模块包括与每个扬声器接线端子连接的选通开关、以及与所述选通开关连接的第一运放芯片，所述第一运放芯片的输出端与所述音频卡的输入端连接，所述选通开关的控制端与所述单片机的I/O口连接。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

本发明各功能部件设置于一个机箱内，显示器嵌入机箱面板，实现了设备小型化，占用空间小。

并且本发明采用计算机系统作为控制核心，每个测试卡上设置单片机对其上的多路测试通道做分散控制，测试卡与计算机系统之间进行串口通信，以集中管理与分布式控制相结合的方式实现多通道扬声器的可靠性试验，避免了每路音频功放均需要大量接线的问题，大大减少了连接线的数量，避免出现线路故障，易于安装、维护。并且计算机系统采用LabView处理模块，试验信号以多媒体文件形式编辑、存储和播放，方便灵活，人机接口通过图形化界面实现，操作方便、信息明确。

另外，在测试卡上，单片机的I/O口与每个音频功放芯片的静音管脚连接，在测试出现异常切断音频信号、测试完成切断音频信号以及对扬声器进行多次导通-切断音频信号测试时，通过音频功放芯片的静音功能，不仅对容易出现异常脉冲的情况进行静音处理，实现了对音频功放芯片和扬声器的保护，不易烧坏，并且避免使用继电器，提高了整个装置的使用寿命。

进一步的，本发明中，在机箱内设置底板，底板上设置插槽，多个测试卡均通过金手指插入底板插槽内，底板与计算机系统排线连接，上述设计，采用插卡式模块化设计，可靠性高，测试卡维修时，无须拔插连接线，直接拔插测试卡，维护方便；并且，扩展容易，升级方便。

进一步的，本发明在测试卡上设置信号监控模块，选通开关接收到控制信号后，选通一路测试通道中的扬声器接线端子，扬声器两端信号经过第一运放芯片的处理后输入到音频卡的输入端，LabView处理模块采集音频卡的输入信号，可以实时显示信号波形及频谱，方便使用人员检查信号的正确性，避免另外使用示波器检查波形及峰值大小，方便用户使用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例的整体结构示意图。

图2是本发明实施例的部分结构示意图。

图中：1.机箱，11.显示器，12.键盘，2.计算机系统，21.LabView处理模块，22.音频卡，3.底板，4.测试卡，5.测试通道，51.音频功放芯片，52.采样电阻，53.扬声器接线端子，6.扬声器，7.电压电流采集模块，71.第二运放芯片，72.真有效值处理电路，73.模拟开关电路，74.A/D转换器，8.单片机，9.信号监控模块，91.选通开关，92.第一运放芯片。

具体实施方式

如图1和图2共同所示，一种扬声器可靠性测试装置。该扬声器可靠性测试装置包括机箱1，在机箱1面板上设有显示器11，为方便操作，还设置与机箱1连接的键盘12，在机箱1内设有计算机系统2，本实施例中的机箱1及计算机系统2直接采用工控机，全部功能部件放置于机箱1内，实现了设备小型化，占用空间小。

计算机系统2设有LabView处理模块21和音频卡22，音频卡22采用DELTA66或MAYA44，采用LabView处理模块21，可以将试验信号以多媒体文件形式编辑、存储和播放，方便灵活，人机接口通过图形化界面实现，操作方便、信息明确。

在机箱1内还设有与计算机系统2连接的测试卡4，在测试卡4上设有多路由音频功放芯片51、采样电阻52和扬声器接线端子53串接构成的测试通道5，每个音频功放芯片51的输入端均与上述音频卡22的输出端连接。作为一种举例，本实施例中，每个测试卡4上设有6路测试通道5，每个测试卡4可以连接6个扬声器6；音频功放芯片51采用LM1876，每个音频功放芯片51提供两路输出，每块测试卡4放置3块音频功放芯片51，每路功放输出驱动能力为10W；采样电阻52采用0.1欧姆标准采样电阻，该电阻为1%精度。

在测试卡4上还设有电压电流采集模块7和单片机8，单片机8具体采用AT90CAN128-16AU。每个采样电阻52的两端和每个扬声器接线端子53均与电压电流采集模块7的输入端连接，电压电流采集模块7的输出端与单片机8的I/O连接，单片机8的串口与计算机系统2连接。上述测试卡的设计，避免了每路音频功放均需要大量接线的问题，大大减少了连接线的数量，避免出现线路故障，易于安装、维护。

在测试卡4上，单片机8的I/O口还与每个音频功放芯片51的静音管脚连接。在测试出现异常切断音频信号、测试完成切断音频信号以及对扬声器进行多次导通-切断音频信号测试时，通过音频功放芯片51的静音功能，不仅对容易出现异常脉冲的情况进行静音处理，实现了对音频功放芯片51和扬声器6的保护，不易烧坏，并且避免使用继电器，提高了整个装置的使用寿命。

上述电压电流采集模块7包括与每个采样电阻52和每个扬声器接线端子53连接的第二运放芯片71，第二运放芯片71具体采用INA2137，每个第二运放芯片71的输出端与一个真有效值处理电路72连接，真有效值处理电路72具体采用LTC1968，一个测试卡4上的12路真有效值处理电路72的输出端均连接至一个模拟开关电路73，模拟开关电路73具体通过级联两片八选一芯片MAX4051获得，模拟开关电路73的控制端与单片机8的I/O口连接获得开关控制信号，模拟开关电路73的输出端与一个A/D转换器74连接，A/D转换器74具体采用ADS8320，A/D转换器74的输出端与单片机8的I/O口连接。

为了实现更多数量的扬声器的测试，本实施例中，在机箱1内还设有与计算机系统2连接的底板3，在底板3上设有若干个插槽；测试卡4设有若干个，测试卡4上设有金手指，每个测试卡4均通过金手指插入底板3上的一个插槽。具体的，本实施例中，在底板3上插装有4个测试卡4，4个测试卡4可以实现24路扬声器测试。上述设计，采用插卡式模块化设计，可靠性高，测试卡维修时，无须拔插连接线，直接拔插测试卡，维护方便；并且，扩展容易，升级方便。

在测试卡4上还设有信号监控模块9，信号监控模块9包括与每个扬声器接线端子53连接的选通开关91、以及与选通开关91连接的第一运放芯片92，第一运放芯片92的输出端与音频卡22的输入端连接，选通开关91的控制端与单片机8的I/O口连接。其中的选通开关91优先采用继电器。选通开关91接收到控制信号后，选通一路测试通道5中的扬声器接线端子53，扬声器两端信号经过第一运放芯片92的处理后输入到音频卡22的输入端，LabView处理模块21采集音频卡22的输入信号，可以实时显示信号波形及频谱，方便使用人员检查信号的正确性，避免另外使用示波器检查波形及峰值大小，方便用户使用。

本发明的工作过程：

1.音频信号的产生：将24个扬声器分别连接到扬声器接线端子53上。通过LabView处理模块21的界面，进行24路扬声器参数设置，包括音频信号类型、电压值、测试时间、扬声器电阻上下限、异常判断次数等，然后点击开始测试命令，计算机系统2通过音频卡22发出音频信号。

2.音频信号的传送：音频信号经过排线传送至底板3，再通过底板3插槽与金手指传送至测试卡4上的音频功放芯片51的输入端，音频功放芯片51将信号放大10倍后，传送至串接的采样电阻52和扬声器6。

3.信号采集：每个测试卡4上，采样电阻52两侧电流信号经过第二运放芯片71处理后再经过真有效值处理电路72进行转换，扬声器6两侧电压信号经过第二运放芯片71处理后再经过真有效值处理电路72进行转换，每个测试卡4上的6路电压信号和6路电流信号共12路接入12选一模拟开关电路73，在单片机8控制下分时逐一选通，输送至A/D转换器74进行模数转换，单片机8获取6路扬声器的电压、电流值。

4.数据处理：每个测试卡4上，单片机8获取6路扬声器的电压、电流值后计算每一路扬声器的电阻值，与设定电阻值上下限值进行比较，判断扬声器是否在合格范围内，并根据阻值大小判断出合格、越上限、越下限、开路、短路等状态。

5.数据显示：计算机系统2的LabView处理模块21根据时间间隔要求不断与4个测试卡4上的单片机8进行通信，单片机8将6路扬声器数据传送至LabView处理模块21，可以实现24路扬声器状态显示、电压电流电阻曲线显示。

6.测试完毕：当测试完毕LabView处理模块21停止音频卡22发送音频信号，并显示测试完毕状态。

7.异常处理：测试过程中扬声器出现异常后，单片机8将该扬声器对应的音频功放芯片51通过静音管脚关断，并将异常状态传送至LabView处理模块21,通过界面显示出相应异常。

8.信号监控功能：测试过程中，点击LabView处理模块21的信号监控界面，选择某一路扬声器，LabView处理模块21通过串口将监控信息发送给相应测试卡4的单片机8，单片机8通过控制信号监控模块9的选通开关91，切入相应的扬声器信号，扬声器两侧信号连接至第一运放芯片92，例如将信号缩小10倍，然后将信号输入到音频卡22的输入端，LabView处理模块21采集音频卡22的输入信号，并将信号波形显示出来。

Claims (7)

1.扬声器可靠性测试装置，包括机箱，在所述机箱上设有显示器，在所述机箱内设有计算机系统，所述计算机系统设有LabView处理模块和音频卡；其特征在于，还包括设于所述机箱内的与所述计算机系统连接的测试卡；

在所述测试卡上设有多路由音频功放芯片、采样电阻和扬声器接线端子串接构成的测试通道，每个音频功放芯片的输入端均与所述音频卡的输出端连接；

在所述测试卡上还设有电压电流采集模块和单片机，每个采样电阻的两端和每个扬声器接线端子均与所述电压电流采集模块的输入端连接，所述电压电流采集模块的输出端与所述单片机的I/O连接，所述单片机的I/O口还与每个音频功放芯片的静音管脚连接，所述单片机的串口与所述计算机系统连接。

2.如权利要求1所述的扬声器可靠性测试装置，其特征在于，在所述机箱内还设有与所述计算机系统连接的底板，在所述底板上设有若干个插槽；

所述测试卡设有若干个，所述测试卡上设有金手指，每个测试卡均通过金手指插入所述底板上的一个插槽。

3.如权利要求2所述的扬声器可靠性测试装置，其特征在于，在所述底板上插装有4个测试卡，每个测试卡上设有6路测试通道。

4.如权利要求1所述的扬声器可靠性测试装置，其特征在于，在所述测试卡上还设有信号监控模块，所述信号监控模块包括与每个扬声器接线端子连接的选通开关、以及与所述选通开关连接的第一运放芯片，所述第一运放芯片的输出端与所述音频卡的输入端连接，所述选通开关的控制端与所述单片机的I/O口连接。

5.如权利要求4所述的扬声器可靠性测试装置，其特征在于，所述选通开关采用继电器。

6.如权利要求1所述的扬声器可靠性测试装置，其特征在于，所述电压电流采集模块包括与每个采样电阻和每个扬声器接线端子连接的第二运放芯片，每个第二运放芯片的输出端与一个真有效值处理电路连接，所有真有效值处理电路的输出端均连接至一个模拟开关电路，所述模拟开关电路的输出端与一个A/D转换器连接，所述A/D转换器的输出端与所述单片机的I/O口连接，所述单片机的I/O口还与所述模拟开关电路的控制端连接。

7.如权利要求1至6任一权利要求所述的扬声器可靠性测试装置，其特征在于，所述扬声器可靠性测试装置还包括与机箱连接的键盘。

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