CN104640055A - 一种麦克风测试方法和测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种麦克风测试方法和测试系统，该方法包括：选取已知自由场性能的麦克风作为参考麦克风；将发声声源、待测麦克风和参考麦克风都设置在消音箱内，其中，将发声声源设置在消音箱的中心位置，并以发声声源的中心所在平面为对称平面，将待测麦克风与参考麦克风对称设置在发声声源的上方，使得待测麦克风和参考麦克风输入的声信号相同；将待测麦克风测试得到的测试信号减去参考麦克风测试得到的测试信号，得到待测麦克风的自由场测试信号。本发明的这种麦克风测试方法能够保证待测麦克风测试结果的准确性，降低对测试用发声声源的精度要求，并且测试所用消音箱尺寸无需太大，方案实现简单，成本低。

Description

一种麦克风测试方法和测试系统

技术领域

本发明涉及麦克风技术领域，具体涉及一种麦克风测试方法和测试系统。

背景技术

目前，在麦克风的生产过程中为了更好进行质量控制需要对麦克风进行测试。现有麦克风测试方式主要有两种：一是近场测试方式，这种方式是将待测麦克风直接暴露在环境声场中或装入小型消音箱测试，其优点是：测试环境搭建简单、成本低，但是由于麦克风直接接收周围声音，外界噪声对测试结果影响大、进而导致测试结果与麦克风的实际性能误差较大；而且在利用消音箱进行测试时，受消音箱体积、尺寸的限制，不能对声源发出的声音完全吸收，导致声音在消音箱内反射造成声场叠加被待测麦克风接收，也会造成测试结果误差。另一种测试方式是自由场测试方式，该测试方式优点是测试结果准确度高，但是需要搭建标准的消音室，测试成本高。

发明内容

本发明提供了一种麦克风测试方法和测试系统，以解决现有测试方式成本高或测试结果误差较大的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种麦克风测试方法，该方法包括：

选取已知自由场性能的麦克风作为参考麦克风；

将发声声源、待测麦克风和参考麦克风都设置在消音箱内，其中，将发声声源设置在消音箱的中心位置，并以发声声源的中心所在平面为对称平面，将待测麦克风与参考麦克风对称设置在发声声源的上方，使得待测麦克风和参考麦克风输入的声信号相同；

将待测麦克风测试得到的测试信号减去参考麦克风测试得到的测试信号，得到待测麦克风的自由场测试信号。

可选地，待测麦克风是单个麦克风或者矩阵麦克风；

当待测麦克风为矩阵麦克风时，选取与矩阵麦克风中待测麦克风数量相同的参考麦克风，并将相同数量的待测麦克风和参考麦克风以发声声源的中心所在平面为对称平面，一一对称设置在发声声源的上方。

可选地，将待测麦克风测试得到的测试信号减去参考麦克风测试得到的测试信号包括：

通过音频处理软件将待测麦克风测试得到的测试信号减去参考麦克风测试得到的测试信号，并实时修正待测麦克风的测试信号。

可选地，将待测麦克风测试得到的测试信号减去参考麦克风测试得到的测试信号包括：

通过差分放大器将待测麦克风测试得到的测试信号减去参考麦克风测试得到的测试信号输入并进行放大处理。

可选地，参考麦克风是自由场性能已知并专门用于测试的麦克风；

或者，参考麦克风是在标准消音室测试环境中测试后得到自由场性能的普通麦克风。

根据本发明的另一个方面，提供了一种麦克风测试系统，该系统包括：消音箱、发声声源、数据处理单元、待测麦克风以及已知自由场性能的参考麦克风；

消音箱，用于容纳待测麦克风、发声声源和参考麦克风，其中，发声声源设置在消音箱的中心位置，待测麦克风与参考麦克风以发声声源的中心所在平面为对称平面，对称设置在发声声源的上方，使得待测麦克风和参考麦克风输入的声信号相同；

数据处理单元，用于将待测麦克风测试得到的测试信号减去参考麦克风测试得到的测试信号，得到待测麦克风的自由场测试信号。

可选地，待测麦克风是单个麦克风或者矩阵麦克风；

当待测麦克风为矩阵麦克风时，参考麦克风与矩阵麦克风中待测麦克风数量相同，且待测麦克风与参考麦克风以发声声源的中心所在平面为对称平面，一一对称设置在发声声源的上方。

可选地，数据处理单元是音频处理软件；

音频处理软件，用于将待测麦克风测试得到的测试信号与参考麦克风测试得到的测试信号进行减法运算，并实时修正待测麦克风的测试信号。

可选地，数据处理单元是差分放大器；

差分放大器，用于将待测麦克风测试得到的测试信号减去参考麦克风测试得到的测试信号并进行放大处理。

可选地，参考麦克风是自由场性能已知并专门用于测试的麦克风；

或者，参考麦克风是在标准消音室测试环境中测试后得到自由场性能的普通麦克风。

本发明的技术方案通过选取自由场性能已知的麦克风作为参考麦克风，将发声声源、待测麦克风以及参考麦克风设置在消音箱内并保证待测麦克风以及参考麦克风接收的声信号相同，然后将测试得到的待测麦克风的测试信号减去参考麦克风的测试信号从而得到待测麦克风的自由场测试信号，本发明提供的方案无需构建大型的消音室等标准的测试环境，降低了测试成本。并且与直接测试或通过消音箱直接测试方式相比，既保证了测试结果的准确性又降低了对测试用消音箱的体积限制以及发声声源的精度要求，也就是说即使使用尺寸较小的消音箱、精度较低的发声声源，也不会影响测试结果。方案实现简单、成本低。

附图说明

图1是本发明一个实施例提供的一种麦克风测试方法的流程图；

图2是本发明一个实施例提供的一种麦克风测试方法中消音箱内部的位置关系俯视图；

图3是本发明一个实施例提供的一种麦克风测试系统的示意图；

图4是本发明另一个实施例提供的一种麦克风测试系统的框图。

具体实施方式

本发明的发明构思是：通过选取自由场性能已知的麦克风作为参考麦克风，将发声声源以及参考麦克风、待测麦克风设置在消音箱内，满足参考麦克风和待测麦克风输入的声信号相同，这样在降低测试成本以及对发声声源精度要求的同时，保证待测麦克风测试结果的准确性。既无需搭建高成本的标准消音室等自由场测试环境，又能保证测试时自由场测试结果的准确性。

图1是本发明一个实施例提供的一种麦克风测试方法的流程图，参见图1，本发明的这种麦克风测试方法包括：

步骤S110，选取已知自由场性能的麦克风作为参考麦克风；

步骤S120，将发声声源、待测麦克风和参考麦克风都设置在消音箱内，其中，将发声声源设置在消音箱的中心位置，并以发声声源的中心所在平面为对称平面，将待测麦克风与参考麦克风对称设置在发声声源的上方，使得待测麦克风和参考麦克风输入的声信号相同；

步骤S130，将待测麦克风测试得到的测试信号减去参考麦克风测试得到的测试信号，得到待测麦克风的自由场测试信号。

经过上述步骤，可以在尺寸较小的消音箱内测试得到待测麦克风的测试信号，由于该测试信号与自由场环境中测试得到的麦克风测试信号准确性相同，即认为得到了待测麦克风的自由场测试信号。而且本发明的这种测试方法还降低了对测试所用发声声源的精度要求以及测试成本、方法实现简单。

图2是本发明一个实施例提供的一种麦克风测试方法中消音箱内部的位置关系俯视图，参见图2，在测试时，将发声声源202、待测麦克风2031、2032、2033以及参考麦克风2031’、2032’和2033’设置在消音箱201内。其中，将发声声源202设置在消音箱201的中心位置，本实施例中，消音箱201的形状是正方体，发声声源202为仿真嘴(人工嘴)。将待测麦克风2031、2032、2033以及参考麦克风2031’、2032’和2033’以发声声源202中点所在的平面为对称平面，对称设置在发声声源202的上方。在本实施例中，参见图2，待测麦克风是由3个待测麦克风组成的矩阵麦克风，因此要对应的选取3个参考麦克风，并将相同数量的待测麦克风和参考麦克风一一对称设置在发声声源的上方。可以理解，在本发明其他实施例中，待测麦克风可以是单体麦克风即一个麦克风，这种情况下，只需要选取一个参考麦克风与待测麦克风成轴对称设置在发声声源上方即可。

另外，这里的发声声源的上方是指将发声声源正常放置时距离发声方向较近的方向为发声声源的上方，而距离发声方向较远的方向为发声声源的下方。需要说明的是，本实施例中，对参考麦克风以及待测麦克风到发声声源上表面的距离不做限制，即只要将待测麦克风和参考麦克风设置在发声声源上方即可，参考麦克风与待测麦克风到发声声源上表面的具体距离可以很远也可以很近，对测试结果没有影响。

需要说明的是，图2只是示意性的示出了设置参考麦克风与待测麦克风的一种方式，在本发明的其他实施例中，也可以设置成其他的等同或变型的排列方式，两者的位置分布方式只需要满足以发声声源的中心所在平面为对称平面，对称设置在发声声源上方，使得待测麦克风与参考麦克风输入到的声信号相同即可。

由于参考麦克风的自由场测试性能已知，因而在消音箱中参考麦克风测试所得数据与自由场测试数据的差异即为消音箱发射或者消音箱外部环境输入的环境噪音干扰，通过对消音箱中待测麦克风和参考麦克风输入相同的声信号，再用待测麦克风测试得到的测试信号减去参考麦克风的测试信号就能够得到待测麦克风的自由场测试信号。

在本实施例中，参考麦克风可以是权威的耳机生产商生产的专门用于测试的麦克风，这种专业的测试麦克风在出厂时，其自由场测试曲线就是已知的。或者参考麦克风是普通麦克风，如果是普通麦克风，则需要在标准消音室测试环境中测试并得到自由场性能数据。

在本实施例中，在消音箱内得到待测麦克风与参考麦克风的测试信号后，对待测麦克风进行信号减法处理方式具体有两种，一是通过音频处理软件进行处理，二是通过硬件电路即差分放大器进行处理。

图3是本发明一个实施例提供的一种麦克风测试系统的示意图，参见图3，该系统包括：待测麦克风2031和参考麦克风2031’、发声声源202、差分放大器302，进一步的在本实施例中，该测试系统还包括：音频分析仪301以及功率放大器303。

参见图3，本实施例中，待测麦克风为矩阵麦克风，并且矩阵麦克风中的待测麦克风的数量为3个，因而对应的参考麦克风的数量以及差分放大器的数量也是3个。可以理解，图3中只是示意性的给出了待测麦克风2031以及参考麦克风2031’的附图标记，其他参考麦克风和矩阵麦克风中的其他待测麦克风未给出附图标记。

利用本发明提供的这种测试系统进行麦克风测试时，待测麦克风、参考麦克风以及发声声源都设置在消音箱内(图3中未示出)，测试得到的待测麦克风2031的测试信号以及参考麦克风2031’的测试信号输入对应的差分放大器302。通过差分放大器302将待测麦克风的2031的测试信号减去参考麦克风2031’的测试信号并进行放大处理。

在本实施例的测试系统中，还包括功率放大器303和音频分析仪301，通过功率放大器303以及与其连接的发声声源202为测试系统提供良好的音质输出。差分放大器302输出的信号送入音频分析仪301后根据该信号可以绘制出待测麦克风的自由场测试曲线。需要说明的是，图3中是通过差分放大器302将待测麦克风2031的测试信号减去参考麦克风2031’的信号后进行放大处理的，在本发明的其他实施例中，可以通过音频处理软件对待测麦克风2031的测试信号减去参考麦克风2031’的信号，并根据减法处理后的结果实时调整待测麦克风2031的测试信号，以降低消音箱内的声场反射或者由消音箱外部传进来的环境噪声对麦克风测试信号的干扰，保证测试结果的准确性。

图4是本发明另一个实施例提供的一种麦克风测试系统的框图，该麦克风测试系统400包括：消音箱410、发声声源440、数据处理单元420、待测麦克风450以及已知自由场性能的参考麦克风430；

消音箱410，用于容纳待测麦克风450、发声声源440和参考麦克风430；

其中，发声声源440设置在消音箱410的中心位置，待测麦克风450与参考麦克风430以发声声源440的中心所在平面为对称平面，对称设置在发声声源440的上方，使得待测麦克风450和参考麦克风430输入的声信号相同；

数据处理单元420，用于将待测麦克风450测试得到的测试信号减去参考麦克风430测试得到的测试信号，得到待测麦克风450的自由场测试信号。

本实施例中，待测麦克风450是单个麦克风或者矩阵麦克风；

当待测麦克风450为矩阵麦克风时，参考麦克风430与矩阵麦克风中待测麦克风数量相同，且待测麦克风450与参考麦克风430以发声声源440的中心所在平面为对称平面，一一对称设置在发声声源440的上方。

本实施例中，数据处理单元420是音频处理软件；

音频处理软件，用于将待测麦克风450测试得到的测试信号与参考麦克风430测试得到的测试信号进行减法运算，并实时修正待测麦克风450的测试信号。

或者，数据处理单元420是差分放大器；

差分放大器，用于将待测麦克风450测试得到的测试信号减去参考麦克风430测试得到的测试信号并进行放大处理。

本实施例中，参考麦克风430是自由场性能已知并专门用于测试的麦克风；

或者，参考麦克风430是在标准消音室测试环境中测试后得到自由场性能的普通麦克风。

需要说明的是，本发明的这种麦克风测试系统的工作过程是和前面描述的麦克风测试方法的实现步骤对应的，具体的麦克风测试系统的工作过程请参见前述相关内容说明，在此不再赘述。

综上所述，本发明的这种麦克风测试方法和系统通过选取自由场性能已知的麦克风作为参考麦克风，将发声声源、待测麦克风以及参考麦克风设置在消音箱内，并满足待测麦克风以及参考麦克风接收的声信号相同的条件，然后将测试得到的待测麦克风的测试信号减去参考麦克风的测试信号从而得到待测麦克风的自由场测试信号，本发明提供的方案无需构建大型的消音室等标准的测试环境，降低了测试成本。并且与直接测试或通过消音箱直接测试方式相比，既保证了测试结果的准确性又降低了对测试用消音箱的体积限制以及发声声源的精度要求，也就是说即使使用尺寸较小的消音箱、精度较低的发声声源，也不会影响测试结果。方案实现简单、成本低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种麦克风测试方法，其特征在于，该方法包括：

选取已知自由场性能的麦克风作为参考麦克风；

将发声声源、待测麦克风和所述参考麦克风都设置在消音箱内，其中，将发声声源设置在所述消音箱的中心位置，并以所述发声声源的中心所在平面为对称平面，将待测麦克风与参考麦克风对称设置在所述发声声源的上方，使得所述待测麦克风和参考麦克风输入的声信号相同；

将待测麦克风测试得到的测试信号减去所述参考麦克风测试得到的测试信号，得到所述待测麦克风的自由场测试信号。

2.如权利要求1所述的麦克风测试方法，其特征在于，所述待测麦克风是单个麦克风或者矩阵麦克风；

当所述待测麦克风为矩阵麦克风时，选取与所述矩阵麦克风中待测麦克风数量相同的参考麦克风，并将相同数量的待测麦克风和参考麦克风以所述发声声源的中心所在平面为对称平面，一一对称设置在所述发声声源的上方。

3.如权利要求1或2所述的麦克风测试方法，其特征在于，所述将待测麦克风测试得到的测试信号减去所述参考麦克风测试得到的测试信号包括：

通过音频处理软件将待测麦克风测试得到的测试信号减去所述参考麦克风测试得到的测试信号，并实时修正所述待测麦克风的测试信号。

4.如权利要求1或2所述的麦克风测试方法，其特征在于，所述将待测麦克风测试得到的测试信号减去所述参考麦克风测试得到的测试信号包括：

通过差分放大器将待测麦克风测试得到的测试信号减去所述参考麦克风测试得到的测试信号并进行放大处理。

5.如权利要求1所述的麦克风测试方法，其特征在于，所述参考麦克风是自由场性能已知并专门用于测试的麦克风；

或者，所述参考麦克风是在标准消音室测试环境中测试后得到自由场性能的普通麦克风。

6.一种麦克风测试系统，其特征在于，该系统包括：消音箱、发声声源、数据处理单元、待测麦克风以及已知自由场性能的参考麦克风；

所述消音箱，用于容纳所述待测麦克风、发声声源和参考麦克风，其中，所述发声声源设置在所述消音箱的中心位置，所述待测麦克风与所述参考麦克风以所述发声声源的中心所在平面为对称平面，对称设置在所述发声声源的上方，使得所述待测麦克风和参考麦克风输入的声信号相同；

数据处理单元，用于将所述待测麦克风测试得到的测试信号减去所述参考麦克风测试得到的测试信号，得到所述待测麦克风的自由场测试信号。

7.如权利要求6所述的麦克风测试系统，其特征在于，所述待测麦克风是单个麦克风或者矩阵麦克风；

当所述待测麦克风为矩阵麦克风时，所述参考麦克风与所述矩阵麦克风中待测麦克风数量相同，且所述待测麦克风与参考麦克风以所述发声声源的中心所在平面为对称平面，一一对称设置在所述发声声源的上方。

8.如权利要求6或7所述的麦克风测试系统，其特征在于，所述数据处理单元是音频处理软件；

所述音频处理软件，用于将所述待测麦克风测试得到的测试信号与所述参考麦克风测试得到的测试信号进行减法运算，并实时修正所述待测麦克风的测试信号。

9.如权利要求6或7所述的麦克风测试系统，其特征在于，所述数据处理单元是差分放大器；

所述差分放大器，用于将所述待测麦克风测试得到的测试信号减去所述参考麦克风测试得到的测试信号并进行放大处理。

10.如权利要求6所述的麦克风测试系统，其特征在于，所述参考麦克风是自由场性能已知并专门用于测试的麦克风；

或者，所述参考麦克风是在标准消音室测试环境中测试后得到自由场性能的普通麦克风。