CN104717595B - 一种扬声器模组功能的检测方法、检测装置 - Google Patents

一种扬声器模组功能的检测方法、检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种扬声器模组功能的检测方法、检测装置，属于检测技术科领域，其可解决现有扬声器模组功能的检测中产生声音导致噪音干扰、检测结果不准、耗费大量人力的问题。本发明的扬声器模组功能的检测方法、检测装置，由于采用了测试电阻替代扬声器接入测试回路，实现了扬声器模组功能的无噪音、自动化检测。

Description

一种扬声器模组功能的检测方法、检测装置
技术领域
本发明属于检测技术领域，具体涉及一种扬声器模组功能的检测方法、检测装置。
背景技术
扬声器模组功能的检测，并不只是检测单一接口的好坏，更重要的是通过检测扬声器接口的信号来判断接口前端设备中关于音频部分的功能是否正常，其中，包括音频产生源模块，音频传送通道，音频控制模块的功能。因此，扬声器接口功能检测的实质是判断扬声器模组的音频模块整体功能是否正常。在进行整机组装前，对内置扬声器的产品进行扬声器模组功能检测可以有效避免音频模块不良品进入后序的组装段，从而控制整机产品的不良率，降低生产成本。
目前关于扬声器模组功能检测最常用的方法是将扬声器直接接入到接口，然后利用人耳辨别其有无声音来确定模块功能是否正常。此方法最直接和方便，但是，在检测过程中通常需要多台同时测量，产生的声音易对人耳造成听觉干扰，导致结果不准确，而且检测过程需要大量的人力。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的扬声器模组功能的检测中产生声音导致噪音干扰、检测结果不准、耗费大量人力的问题，提供一种无噪音、自动化的扬声器模组功能的检测方法、检测装置。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种扬声器模组功能的检测方法，包括以下步骤：
电压信号采集步骤：将测试电阻接入扬声器模组的接口构成回路，在预定时间内连续采集测试电阻两端的电压获得两组电压信号值V1(t)、V2(t)；
电压差计算步骤：将上述两组电压信号值作差运算，获得测试电阻的电压差V(t)；
电流频率值f和电流幅值A的计算步骤：根据电压差计算测试电阻的电流频率值f和电流幅值A；
扬声器模组功能判断步骤：将测试电阻的电流幅值A和电流频率值f与各自的参考值Ab、fb作差运算，若差值在预设误差阈值范围即可判断待测扬声器模组功能正常；反之，不正常。
优选的是，所述电流频率值f和电流幅值A的计算步骤包括：根据V(t)的数据按下述公式计算获得电流频率值f和电流幅值A；
V(t)＝Asin(2πft+θ)R；
其中，θ为初相；R为测试电阻的阻值。
优选的是，在所述扬声器模组功能判断步骤：设定测试电阻的电流幅值A的误差范围为[Amin，Amax]，测试电阻的电流频率值f的误差范围为[Fmin，Fmax]，
若测试电阻的电流频率值f和电流幅值A分别满足下述两式，则扬声器模组功能正常；反之，不正常；
Amin≤A-Ab≤Amax；
Fmin≤f-fb≤Fmax。
优选的是，所述测试电阻为陶瓷绝缘功率型线绕电阻。
本发明的另一个目的还包括提供一种扬声器模组功能的检测装置，包括：
电压信号采集单元：用于在预定时间内连续采集测试电阻两端的电压获得两组电压信号值V1(t)、V2(t)；
数据处理单元，用于处理所述电压信号采集单元获得两组电压信号值V1(t)、V2(t)，并判断扬声器模组功能是否正常。
优选的是，所述的数据处理单元，包括：
电压差计算子单元：用于将上述两组电压信号值作差运算，获得测试电阻的电压差V(t)；
电流频率值f和电流幅值A的计算子单元：用于根据电压差计算测试电阻的电流频率值f和电流幅值A；
扬声器模组功能判断子单元：用于将测试电阻的电流幅值A和电流频率值f与各自的参考值Ab、fb作差运算，若差值在预设误差阈值范围即可判断待测扬声器模组功能正常；反之，不正常。
优选的是，所述电流频率值f和电流幅值A的计算子单元用于根据V(t)的数据按下述公式计算获得电流频率值f和电流幅值A；
V(t)＝Asin(2πft+θ)R；
其中，θ为初相；R为测试电阻的阻值。
优选的是，在所述扬声器模组功能判断子单元用于设定测试电阻的电流幅值A的误差范围为[Amin，Amax]，测试电阻的电流频率值f的误差范围为[Fmin，Fmax]，
若测试电阻的电流频率值f和电流幅值A分别满足下述两式，则扬声器模组功能正常；反之，不正常；
Amin≤A-Ab≤Amax；
Fmin≤f-fb≤Fmax。
本发明的扬声器模组功能的检测方法、检测装置，由于采用了测试电阻替代扬声器接入测试回路，实现了扬声器模组功能的无噪音、自动化检测；解决了现有扬声器模组功能的检测中产生声音导致噪音干扰、检测结果不准、耗费大量人力的问题。
附图说明
图1为现有技术中扬声器模组结构框图。
图2为扬声器模组功能产生的固定频率的音频信号波形图。
图3为扬声器模组接口空载测试接口两端的电压信号波形图。
图4为扬声器模组接口接有扬声器时接口两端的电压信号波形图。
图5为扬声器模组功能的检测方法的步骤框图。
图6为扬声器模组功能的检测装置结构框图。
图7为扬声器模组的一个接口的电压信号波形图。
图8为扬声器模组的另一个接口的电压信号波形图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，扬声器模组包括扬声器前端设备和扬声器，其中，扬声器前端设备产生固定频率音频信号的如图2所示，产生固定频率音频信号通过接口传输给扬声器，使扬声器产生声音。
通常判断扬声器模组功能，尤其是音频模块功能是否正常的主要方法是判断扬声器发出声音音量的大小和音调的高低。以应用最为广泛的电动式扬声器为例，扬声器由于振膜受到磁场对载流导体的电动力P振动而发声，音量大小与P大小成正比，音调高低与P变化频率成正比。其中，电动力P(t)＝BLI(t)，L为音圈导线的长度，B为磁间隙中磁感应强度，I为流经音圈的电流。
由于扬声器的音量和音调正比于流经扬声器电流值的大小和频率。因此对扬声器音量和音调的测量可以等效为对其电流幅值和频率的测量。
如果接口空载，则接口两端未形成回路电流，这时接口端的电压信号，如图3所示。
如果接口没有空载，即连接有扬声器时，则接口两端形成回路电流，这时接口端的电压差分信号如图4所示。
从图3和图4可见接口空载时的电压信号与接入扬声器构成回路后的电压信号相比存在较大差异。
因此扬声器模组功能的检测必须在接入负载的情况下进行。根据扬声器在输入固定频率信号时具有固定阻抗的特性，利用测试电阻作为负载替换扬声器，既能满足待测扬声器模组功能需要负载的要求，同时又不会发出声音。
优选的，测试电阻可以选择陶瓷绝缘功率型线绕电阻，所述陶瓷绝缘功率型线绕电阻具有负荷功率大，温度系数小的特性，因此选择与扬声器同阻值同功率的陶瓷绝缘功率型线绕电阻作为负载可以实现扬声器模组功能的检测。
实施例1
如图5所示，本实施例提供一种扬声器模组功能的检测方法，包括以下步骤：
S1电压信号采集步骤：将测试电阻接入扬声器模组功能的接口构成回路，在预定时间内连续采集测试电阻两端的电压获得两组电压信号值V1(t)、V2(t)，分别如图7和图8所示；
S2电压差计算步骤：将上述两组电压信号值作差运算，获得测试电阻的电压差V(t)；
S3电流频率值f和电流幅值A的计算步骤：根据电压差计算测试电阻的电流频率值f和电流幅值A；
S4扬声器模组功能判断步骤：将测试电阻的电流幅值A与电流频率值f与各自的参考值Ab、fb作差运算，若差值在预设误差阈值范围即可判断待测扬声器模组功能正常；反之，不正常。
通过上述方法可以实现扬声器模组功能的无噪音、自动化测试。
具体地，当待检测扬声器模组功能产生固定频率和幅值的音频信号S(t)，在2s内连续采集测试电阻两端的电压获得两组电压信号值V1(t)、V2(t)；应当理解的是，测试时间可以根据具体情况调整；
对V1(t)、V2(t)作差运算；
测试电阻两端的电压差V(t)＝V1(t)-V2(t)，
则S(t)与V1(t)和V2(t)之间关系满足公式(1)，其中a为常数：
S(t)＝a*V(t) (1)
由于信号源S(t)具有固定频率，其频率值为常量fs，因此S(t)的差分信号V1(t)与V2(t)的频率fv1、fv2与fs满足公式(2)，
fs＝fv1＝fv2 (2)
在扬声器模组功能正常的情况下，测试电阻两端电压差值V(t)的频率fv满足公式(3)，
fv＝fv1＝fv2 (3)
测试电阻的电流为
I(t)＝(V1(t)-V2(t))/R＝S(t)/(a*R) (4)
根据公式(2)、(3)、(4)，电流I(t)的频率f为
f＝fv＝fs (5)
由(4)、(5)两式可知，在扬声器模组功能正常的情况下，电流I(t)与音频信号S(t)的频率相等，幅值成正比。
同时，可以根据获得的测试电阻两端的电压差V(t)，以及已知的测试电阻的阻值R计算测试电阻组的电流：
具体地，根据电流公式(6)计算，
I(t)＝Asin(2πft+θ) (6)
其中，θ为初相；R为测试电阻的阻值。
通过计算机按公式(4)计算获得测试获得2s内测试电阻两端电流的连续值；
然后按公式(6)拟合获得的测试电阻的电流频率值f和电流幅值A。
确定测试电阻电流频率值f和电流幅值A的参考值：
建立选择一块检验合格的扬声器设备，按上述方法，连续测量2s测试电阻两端的电压信号并计算其电流的平均幅值，记为电流幅值参考值Ab；
此时，由于电流频率值f与信号源S(t)的频率fs相等，因此，可以将fs作为测试电阻电流频率参考值fb，fb＝fs。
根据具体应用情景设定测试电阻的电流幅值A的误差范围为[Amin，Amax]，测试电阻的电流频率值f的误差范围为[Fmin，Fmax]，
若测试电阻的电流频率值f和电流幅值A分别满足下述两式，则扬声器模组功能正常；反之，不正常；
Amin≤A-Ab≤Amax；
Fmin≤f-fb≤Fmax。
通过上述步骤实现了待检测扬声器模组功能无噪音、自动化的检测。
实施例2
如图6所示，本实施提供一种扬声器模组功能的检测装置，包括：
电压信号采集单元：用于在预定时间内连续采集测试电阻两端的电压获得两组电压信号值V1(t)、V2(t)，分别如图7和图8所示；具体地，所述的电压信号采集单元可以选用数据采集卡AS416。
数据处理单元，用于处理所述电压信号采集单元获得两组电压信号值V1(t)、V2(t)，并判断扬声器模组功能是否正常。实际应用中上述的数据处理单元可以是一个数据处理平台，例如，装载有Lab VIEW软件的计算机。
优选的，所述的数据处理单元，包括：
电压差计算子单元：用于将上述两组电压信号值作差运算，获得测试电阻的电压差V(t)；
电流频率值f和电流幅值A的计算子单元：用于根据电压差计算测试电阻的电流频率值f和电流幅值A；
扬声器模组功能判断子单元：用于将测试电阻的电流幅值A与电流频率值f与各自的参考值Ab、fb作差运算，若差值在预设误差阈值范围即可判断待测扬声器模组功能正常；反之，不正常。
优选的，所述电流频率值f和电流幅值A的计算子单元用于根据V(t)的数据按下述公式计算获得电流频率值f和电流幅值A；
V(t)＝Asin(2πft+θ)R；
其中，θ为初相；R为测试电阻的阻值。
具体地，通过计算机按公式(4)计算获得测试获得2s内测试电阻两端电流的连续值；
然后按公式(6)拟合获得的测试电阻的电流频率值f和电流幅值A。
优选的，在所述扬声器模组功能判断子单元用于设定电流幅值A的误差范围为[Amin，Amax]，电流频率值f的误差范围为[Fmin，Fmax]，
若测试电阻的电流频率值f和电流幅值A分别满足下述两式，则扬声器模组功能正常；反之，不正常；
Amin≤A-Ab≤Amax；
Fmin≤f-fb≤Fmax。
其中，测试电阻电流频率值f和电流幅值A的参考值按下述方法设定：
建议选择一块检验合格的扬声器设备，按上述方法，连续测量2s测试电阻两端的电压信号并计算其电流的平均幅值，记为电流幅值参考值Ab；
此时，由于电流频率值f与信号源S(t)的频率fs相等，因此，可以将fs作为测试电阻电流频率参考值fb，fb＝fs。
通过扬声器模组功能的检测装置实现了待检测扬声器模组功能无噪音、自动化的检测。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种扬声器模组功能的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
电压信号采集步骤：将测试电阻接入扬声器模组的接口构成回路，在预定时间内连续采集测试电阻两端的电压获得两组电压信号值V1(t)、V2(t)；
电压差计算步骤：将上述两组电压信号值作差运算，获得测试电阻的电压差V(t)；
电流频率值f和电流幅值A的计算步骤：根据电压差计算测试电阻的电流频率值f和电流幅值A；
扬声器模组功能判断步骤：将测试电阻的电流幅值A和电流频率值f与各自的参考值Ab、fb作差运算，若差值在预设误差阈值范围即可判断待测扬声器模组功能正常；反之，不正常；
所述电流频率值f和电流幅值A的计算步骤包括：根据V(t)的数据按下述公式计算获得电流频率值f和电流幅值A；
V(t)＝Asin(2πft+θ)R；
其中，θ为初相；R为测试电阻的阻值。
2.如权利要求1所述的一种扬声器模组功能的检测方法，其特征在于，在所述扬声器模组功能判断步骤：设定测试电阻的电流幅值A的误差范围为[Amin，Amax]，测试电阻的电流频率值f的误差范围为[Fmin，Fmax]，
若测试电阻的电流频率值f和电流幅值A分别满足下述两式，则扬声器模组功能正常；反之，不正常；
Amin≤A-Ab≤Amax；
Fmin≤f-fb≤Fmax。
3.如权利要求1所述的一种扬声器模组功能的检测方法，其特征在于，所述测试电阻为陶瓷绝缘功率型线绕电阻。
4.一种扬声器模组功能的检测装置，其特征在于，包括：
电压信号采集单元：用于在预定时间内连续采集测试电阻两端的电压获得两组电压信号值V1(t)、V2(t)；
数据处理单元，用于处理所述电压信号采集单元获得两组电压信号值V1(t)、V2(t)，并判断扬声器模组功能是否正常；
所述的数据处理单元，包括：
电压差计算子单元：用于将上述两组电压信号值作差运算，获得测试电阻的电压差V(t)；
电流频率值f和电流幅值A的计算子单元：用于根据电压差计算测试电阻的电流频率值f和电流幅值A；
扬声器模组功能判断子单元：用于将测试电阻的电流幅值A和电流频率值f与各自的参考值Ab、fb作差运算，若差值在预设误差阈值范围即可判断待测扬声器模组功能正常；反之，不正常；
所述电流频率值f和电流幅值A的计算子单元用于根据V(t)的数据按下述公式计算获得电流频率值f和电流幅值A；
V(t)＝Asin(2πft+θ)R；
其中，θ为初相；R为测试电阻的阻值。
5.如权利要求4所述的扬声器模组功能的检测装置，其特征在于，所述扬声器模组功能判断子单元用于设定测试电阻的电流幅值A的误差范围为[Amin，Amax]，测试电阻的电流频率值f的误差范围为[Fmin，Fmax]，
若测试电阻的电流频率值f和电流幅值A分别满足下述两式，则扬声器模组功能正常；反之，不正常；
Amin≤A-Ab≤Amax；
Fmin≤f-fb≤Fmax。
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