CN105228072A - 声学校准系统及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种声学校准系统。用于麦克风单体的校准，麦克风单体包括，换能器，用于感测一外部校准声源发出的声学信号；放大单元，与换能器的输出端连接，用于对换能器的输出信号进行放大变换，放大单元包括一参数调节单元，接受一控制信号的作用以调节放大单元的参数；校准检测电路，可控制地与放大单元的输出端连接，用于将放大单元输出的信号与一参考信号进行比较以生成控制信号。本发明的麦克风单体可以实现自校准，并可以同一时间对多个麦克风单体进行测试校准，大大提高测试效率；还可实现在系统测试，对于麦克风单体及组装后成品提供良好品质控制。

Description

声学校准系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种声学校准系统。
背景技术
为了确保麦克风产品满足研发设计、生产装配或用户的使用要求，麦克风产品需要通过相应的电性能测试，传统的麦克风测试系统通过扬声器发出标准测试声源，在标准测试声源下将待测麦克风与一参考麦克风的输出信号做比对生成测试结果，依据测试结果直接进行分类，其存在的缺点是仅可以对麦克风产品进行分类，不控制良率，在此基础上，申请人开发了一种单线可编程的MEMS麦克风系统，在待测麦克风的ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，专用集成电路)芯片中设有OTP(OnetimeProgram，一次编程)存储器,通过复用输出引脚实现对OTP存储器进行增益调节，进而完成对封装后成品MEMS麦克风增益的校准。这种改进的系统在测完第一次后，需要根据测试值反向烧录入OTP存储器，然后再回测一遍，存在测试效率低的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种声学校准系统，解决以上技术问题；
本发明的目的还在于，提供一种声学校准系统的工作方法，解决以上技术问题；
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
声学校准系统，用于麦克风单体的校准，其中，所述麦克风单体包括，
换能器，用于感测一外部校准声源发出的声学信号；
放大单元，与所述换能器的输出端连接，用于对所述换能器的输出信号进行放大变换，所述放大单元包括一参数调节单元，接受一控制信号的作用以调节所述放大单元的参数；
校准检测电路，可控制地与所述放大单元的输出端连接，用于将所述放大单元输出的信号与参考信号进行比较以生成所述控制信号。
优选地，所述校准检测电路包括，
一均方根检测单元，连接所述放大单元的输出端，用于对所述放大单元输出的信号进行均方根计算，以获取信号的有效信息；
一比较单元，用于将所述有效信息与所述参考信号进行比较，获得比较信号；
一判决单元，与所述比较单元的输出端连接，依据所述比较信号生成所述控制信号或一触发信号，所述触发信号用于断开所述校准检测电路与所述放大单元的输出端之间的连接。
优选地，所述校准检测电路通过一受控支路与所述放大单元的输出端连接，所述受控支路的控制端连接所述触发信号，于在所述触发信号作用下断开。
优选地，所述判决单元包括一边沿触发器，所述边沿触发器连接一时钟信号，所述边沿触发器在满足设定条件下产生所述触发信号。
优选地，所述参考信号通过一基准信号产生器产生。
优选地，所述参数调节单元采用增益调节单元，用于对所述放大单元的增益进行调节。
优选地，所述基准信号产生器产生两个不同大小的参考信号，两个不同大小的参考信号通过一选择开关连接所述比较单元。
本发明还提供一种声学校准系统的工作方法，用于上述的声学校准系统，包括以下步骤：
步骤1，麦克风单体获取一外部声源发出的一设定幅度或设定频率的声学信号后，与一内部信号进行匹配，匹配成功后，执行步骤2；
步骤2，外部声源发出一校准声学信号，校准检测电路检测麦克风单体输出的信号，与一参考信号进行比对，当比较结果存在偏差时生成一控制信号以调整放大单元的参数，执行步骤3；
步骤3，重复步骤2直至比较结果满足设定条件，校准结束。
优选地，
步骤3中，比较结果满足设定条件，判决单元生成一触发信号以断开校准检测电路与放大单元的输出端之间的连接。
有益效果：由于采用以上技术方案，本发明的麦克风单体可以实现自校准，并可以同一时间对多个麦克风单体进行测试校准，大大提高测试效率；还可实现在系统测试，对于麦克风单体及组装后成品提供良好品质控制。
附图说明
图1为本发明的系统架构示意图；
图2为本发明的方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
参照图1，声学校准系统，用于麦克风单体的校准，其中，麦克风单体包括，
换能器10，用于感测一外部校准声源发出的声学信号；
放大单元11，与换能器10的输出端连接，用于对换能器10的输出信号进行放大变换，放大单元11包括一参数调节单元，接受一控制信号的作用以调节放大单元11的参数；
校准检测电路，可控制地与放大单元11的输出端连接，用于将放大单元11输出的信号与参考信号进行比较以生成控制信号。放大单元11的输出端还连接工作支路16，以实现正常的声学捕获。
作为本发明的一种优选的实施例，校准检测电路包括，
一均方根(RootMeanSquare，RMS)检测单元13，连接放大单元11的输出端，用于对放大单元11输出的信号进行均方根计算，以获取信号的有效信息；
一比较单元14，用于将有效信息与参考信号进行比较，获得比较信号；
一判决单元15，与比较单元14的输出端连接，依据比较信号生成控制信号或一触发信号，触发信号用于断开校准检测电路与放大单元11的输出端之间的连接。
本发明的均方根检测单元对放大单元11输出的正弦波首先进行全波整形然后进行滤波，以获取信号的有效信息。可以采用通用的RMS检测器，在此不作赘述。
作为本发明的一种优选的实施例，校准检测电路可以通过一受控支路12与放大单元11的输出端连接，受控支路12的控制端连接触发信号，于触发信号作用下断开，用于在校准完成后在触发信号的作用下关断受控支路12。本发明校准完成后通过受控支路12断开，将校准检测电路关掉，防止麦克风单体正常工作过程中误触。
作为本发明的一种优选的实施例，判决单元15可以包括一边沿触发器，边沿触发器连接一时钟信号。边沿触发器在满足设定条件下产生触发信号
本发明的参考信号可以通过一基准信号产生器，如基准电压产生器产生，进一步地，基准信号产生器可以产生两个不同大小的参考信号，一种具体实施例，两个不同大小的参考信号可以通过一选择开关连接比较单元，以实现将有效信息与一选定的参考信号做比较；另一种具体实施例，比较单元14可以包含两个比较器，两个不同大小的参考信号还可以分别连接一比较器，实现将有效信息与两个不同大小的参考信号构成的数值范围做比较。
作为本发明的一种优选的实施例，参数调节单元包括增益调节单元，用于对放大单元11的增益进行调节；如可以采用一可变增益的放大器；参数调节单元还可以包括相位调节单元，用于对放大单元11的相位进行调节。
本发明还提供一种声学校准系统的工作方法，其中，参照图2，包括以下步骤：
步骤1，麦克风单体获取一外部声源发出的一设定幅度或设定频率的声学信号后，与一内部信号进行匹配，匹配成功后，执行步骤2；内部信号可以存储于一存储单元中；设定频率的信号可以是频率为1KHz或10KHz的信号或其他自定义的信号；
步骤2，外部声源发出一校准声学信号，校准检测电路检测麦克风单体输出的信号，与参考信号进行比对，当比较结果存在偏差时生成一控制信号以调整放大单元的参数，执行步骤3；
步骤3，重复步骤2直至比较结果满足设定条件，校准结束。
作为本发明的一种优选的实施例，
步骤3中，比较结果满足设定条件，判决单元生成一触发信号以断开校准检测电路与放大单元的输出端之间的连接。
本发明的麦克风单体可以实现自校准，并可以同一时间对多个麦克风单体进行测试校准，大大提高测试效率；而且对于麦克风单体初次安装在手机或其他便携式设备上时，还可实现在系统测试，对于麦克风单体及组装后成品提供良好品质控制。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.声学校准系统，用于麦克风单体的校准，其特征在于，所述麦克风单体包括，
换能器，用于感测一外部校准声源发出的声学信号；
放大单元，与所述换能器的输出端连接，用于对所述换能器的输出信号进行放大变换，所述放大单元包括一参数调节单元，接受一控制信号的作用以调节所述放大单元的参数；
校准检测电路，可控制地与所述放大单元的输出端连接，用于将所述放大单元输出的信号与参考信号进行比较以生成所述控制信号。
2.根据权利要求1所述的声学校准系统，其特征在于，所述校准检测电路包括，
一均方根检测单元，连接所述放大单元的输出端，用于对所述放大单元输出的信号进行均方根计算，以获取信号的有效信息；
一比较单元，用于将所述有效信息与所述参考信号进行比较，获得比较信号；
一判决单元，与所述比较单元的输出端连接，依据所述比较信号生成所述控制信号或一触发信号，所述触发信号用于断开所述校准检测电路与所述放大单元的输出端之间的连接。
3.根据权利要求2所述的声学校准系统，其特征在于，所述校准检测电路通过一受控支路与所述放大单元的输出端连接，所述受控支路的控制端连接所述触发信号，于所述触发信号作用下断开。
4.根据权利要求2所述的声学校准系统，其特征在于，所述判决单元包括一边沿触发器，所述边沿触发器连接一时钟信号，所述边沿触发器在满足设定条件下产生所述触发信号。
5.根据权利要求1所述的声学校准系统，其特征在于，所述参考信号通过一基准信号产生器产生。
6.根据权利要求1所述的声学校准系统，其特征在于，所述参数调节单元采用增益调节单元，用于对所述放大单元的增益进行调节。
7.根据权利要求5所述的声学校准系统，其特征在于，所述基准信号产生器产生两个不同大小的参考信号，两个不同大小的参考信号通过一选择开关连接所述比较单元。
8.一种声学校准系统的工作方法，其特征在于，用于权利要求2所述的声学校准系统，包括以下步骤：
步骤1，麦克风单体获取一外部声源发出的一设定幅度或设定频率的声学信号后，与一内部信号进行匹配，匹配成功后，执行步骤2；
步骤2，外部声源发出一校准声学信号，校准检测电路检测麦克风单体输出的信号，与一参考信号进行比对，当比较结果存在偏差时生成一控制信号以调整放大单元的参数，执行步骤3；
步骤3，重复步骤2直至比较结果满足设定条件，校准结束。
9.根据权利要求8所述的一种声学校准系统的工作方法，其特征在于，
步骤3中，比较结果满足设定条件，判决单元生成一触发信号以断开校准检测电路与放大单元的输出端之间的连接。
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