CN106644049B - 一种电容声的测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电容声的测量装置及测量方法，该测量装置包括：塑料薄膜，塑料薄膜覆盖于终端的受话器上；密封于塑料薄膜内的声音信号采集装置，声音信号采集装置用于采集振动声音信号；与声音信号采集装置连接的信号放大装置；信号放大装置用于振动声音信号进行放大，得到声音放大信号；与信号放大装置连接的第一处理装置；第一处理装置用于对声音放大信号进行傅里叶变换，得到的振动声音信号的频谱信息；与第一处理装置连接的第二处理装置；第二处理装置用于对振动声音信号的频谱信息进行处理，确定振动声音的响度值；其中，振动声音的响度值为电容声的响度值。本发明实施例能够简单、高效且精确的测量终端的电容声，提高测量精度和效率。

Description

一种电容声的测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是指一种电容声的测量装置及测量方法。

背景技术

随着移动通信技术的发展，手机各项技术发展已相当成熟，对各种基本及附加功能的性能要求也越来越高。语音通话是手机最基本的功能，特别是手柄通话，在人们的日常生活中使用相当普遍，几乎每天都会接打几通电话，消费者对语音质量的要求是相当高的。目前手机上使用的一般都是小体积的贴片陶瓷电容，这种叠层结构的陶瓷电容具有压电效应。用户在通话过程中，电池通路上的电流很大，通路上的电容在充放电过程中，两端电压发生变化，陶瓷电容的压电效应导致电容发生机械形变，带动手机主板振动，产生电容声。这种电容声表现为一种嗞嗞音，频率跟电池通路上电流的变化频率一致，电容声较大的手机，人耳在安静环境下可明显听到。电容声问题一直是手机行业的共性难题，各大手机厂商都投入了较大精力来解决电容声问题，要解决电容声问题，必须先得准确地测试出电容声的大小。目前大部分手机厂商是通过人耳主观听来判断电容声的大小，还有部分厂商通过用麦近距离靠近受话器采集电容声的方式来测试。这两种方式测试结果受主观和环境噪音影响较大，不够准确。即目前电容声测技术的缺陷为：主观性太强、精度不够、误差较大，受环境噪音影响较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电容声的测量装置及测量方法，解决了现有技术中测量电容声的方法均不准确，受主观和环境噪音影响较大的问题。

一方面，本发明实施例提供一种电容声的测量装置，应用于终端，终端主板上的电容振动在终端的受话器周围产生所述电容声，所述测量装置包括：

塑料薄膜，所述塑料薄膜覆盖于终端的受话器上；其中，终端主板上的电容振动带动所述塑料薄膜内的空气振动产生振动声音，所述振动声音与所述电容声相同；

密封于所述塑料薄膜内的声音信号采集装置，所述声音信号采集装置用于采集振动声音信号；

与所述声音信号采集装置连接的信号放大装置；所述信号放大装置用于振动声音信号进行放大，得到声音放大信号；

与所述信号放大装置连接的第一处理装置；所述第一处理装置用于对所述声音放大信号进行傅里叶变换，得到的振动声音信号的频谱信息；

与所述第一处理装置连接的第二处理装置；所述第二处理装置用于对所述振动声音信号的频谱信息进行处理，确定振动声音的响度值；其中，

所述振动声音的响度值为所述电容声的响度值。

另一方面，本发明实施例还提供一种电容声的测量方法，所述测量方法应用于如上所述的电容声的测量装置，所述测量方法包括：

采集终端主板上的电容振动带动塑料薄膜内的空气振动产生的振动声音的振动声音信号；

对所述振动声音信号进行放大，得到声音放大信号；

对所述声音放大信号进行傅里叶变换，得到振动声音信号的频谱信息；

对所述频谱信息进行处理，确定振动声音的响度值；其中，所述振动声音的响度值为所述电容声的响度值。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：

本发明实施例的电容声的测量装置及测量方法中，通过塑料薄膜传递声音，密封在塑料薄膜内的声音信号采集装置采集振动声音，然后测量振动声音的响度；而振动声音的响度等于电容声的响度，则测量出了电容声的响度值；该测量装置及测量方法能够简单、高效且精确的测量终端的电容声，提高测量精度和效率。

附图说明

图1表示本发明的第一实施例提供的电容声的测量装置的结构图；

图2表示本发明的第二实施例提供的电容声的测量装置的结构图；

图3表示本发明的第三实施例提供的电容声的测量方法的步骤流程图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

第一实施例

本发明的第一实施例提供一种电容声的测量装置，应用于终端，终端主板上的电容振动在终端的受话器周围产生所述电容声，所述测量装置包括：

塑料薄膜1，所述塑料薄膜1覆盖于终端的受话器上；其中，终端主板上的电容振动带动所述塑料薄膜内的空气振动产生振动声音，所述振动声音与所述电容声相同。

终端的陶瓷电容因叠层结构的原因具有压电效应，在通话时由于抽电太大导致电容两端电压变化，引起电容发生机械形变，带动终端主板振动，产生电容声。终端主板振动产生的电容声集中在受话器周围，因此本发明实施例中利用塑料薄膜覆盖于终端的受话器上。终端主板上的电容振动带动终端振动，终端振动带动塑料薄膜振动，塑料薄膜振动推动空气振动发出振动声音，该振动声音的频率和响度跟终端电容声一致。

密封于所述塑料薄膜1内的声音信号采集装置2，所述声音信号采集装置2用于采集振动声音信号。

由于薄膜振动推动空气产生的振动声音信号很小，需要利用高精度的声音信号采集装置2进行声音信号的采集。

与所述声音信号采集装置2连接的信号放大装置3；所述信号放大装置3用于振动声音信号进行放大，得到声音放大信号。

且由于声音信号采集装置2采集到的振动声音信号是非常微弱的，需要用信号放大装置3进行放大，便于后续的第一处理装置4对信号进行音频分析处理。

与所述信号放大装置3连接的第一处理装置4；所述第一处理装置4用于对所述声音放大信号进行傅里叶变换，得到的振动声音信号的频谱信息。

本发明实施例中经过信号放大装置3放大后的信号需要输入给第一处理装置4进行傅里叶变换(即FFT变换)，从而可以得到放大后的振动声音信号的频谱信息。

与所述第一处理装置4连接的第二处理装置5；所述第二处理装置5用于对所述振动声音信号的频谱信息进行处理，确定振动声音的响度值；其中，所述振动声音的响度值为所述电容声的响度值。

本发明实施例中经过第一处理装置4的FFT变换得到振动声音信号的频谱信息后，通过计权算法能够计算得到振动声音的响度值。由于该振动声音与电容声完全相同，则第二处理装置5计算得到也是电容声的响度值。

综上，本发明的上述实施例提供的测量装置通过塑料薄膜传递声音，密封在塑料薄膜内部的声音信号采集装置采集电容声，然后用信号放大装置3对采集到的声音信号进行放大处理，放大后的信号输入到第一处理装置4里面进行FFT变换，得到声音信号的频谱，最后由第二处理装置5通过计权的方式算出电容声大小，用一个响度值(单位db)表示。此方案测试精度高、受测试环境因素影响小，是一种高效、精确的电容声客观测试方法。

第二实施例

如图2所示，本发明的第二实施例提供一种电容声的测量装置，该测量装置包括：

塑料薄膜1，所述塑料薄膜1覆盖于终端的受话器上；其中，终端主板上的电容振动带动所述塑料薄膜内的空气振动产生振动声音，所述振动声音与所述电容声相同。

终端的陶瓷电容因叠层结构的原因具有压电效应，在通话时由于抽电太大导致电容两端电压变化，引起电容发生机械形变，带动终端主板振动，产生电容声。终端主板振动产生的电容声集中在受话器周围，因此本发明实施例中利用塑料薄膜覆盖于终端的受话器上。终端主板上的电容振动带动终端振动，终端振动带动塑料薄膜振动，塑料薄膜振动推动空气振动发出振动声音，该振动声音的频率和响度跟终端电容声一致。

较佳的，所述塑料薄膜覆盖于以受话器中心为圆心，直径为预设值的圆形面积上。该预设值可设置为2cm；在此不作具体限定。

密封于所述塑料薄膜1内的麦克风MIC，所述麦克风MIC采集塑料薄膜内的振动声音并将所述振动声音转换为电信号得到振动声音信号。

由于薄膜振动推动空气产生的振动声音信号很小，需要利用高精度的麦克风MIC进行声音信号的采集。

与所述麦克风连接的功率放大器，所述功率放大器对振动声音信号进行放大，得到声音放大信号。

由于麦克风采集到的振动声音信号是非常微弱的，需要用功率放大器进行放大，便于后续对信号进行音频分析处理。

与功率放大器连接的音频分析仪，所述音频分析仪对所述声音放大信号进行傅里叶变换，得到振动声音信号的频谱信息。

本发明实施例中经过功率放大器放大后的信号需要输入给音频分析仪进行傅里叶变换(即FFT变换)，从而可以得到放大后的振动声音信号的频谱信息。

与所述音频分析仪连接的第二处理装置；所述第二处理装置用于对所述振动声音信号的频谱信息进行处理，确定振动声音的响度值；其中，所述振动声音的响度值为所述电容声的响度值。

本发明实施例中经过音频分析仪的FFT变换得到振动声音信号的频谱信息后，通过计权算法能够计算得到振动声音的响度值。由于该振动声音与电容声完全相同，则第二处理装置计算得到也是电容声的响度值。

具体的，所述第二处理装置包括：

滤除单元，用于滤除所述振动声音信号的频谱信息中的无用信号；

计算单元，用于利用A计权算法对滤除无用信号之后的频谱信息进行计权，得到所述振动声音的响度值。

且所述A计权算法为：通过所述振动声音在人耳处主观表现出的响度大小给滤除无用信号之后的频谱信息的每个频率点设置不同的权重值，并根据不同的所述权重值计算出振动声音的响度值。

即本发明实施例提供的测量装置经过音频分析仪FFT变换得到信号的频谱成分后，将其中的环境噪音等无用信号滤除后，再通过其在人耳处主观表现出的响度大小，给每个频率点不同的权重值，即A计权方法，计权后得到一个响度值，此响度值即最终测试到的振动声音大小，即电容声大小。

综上，本发明的第二实施例中终端主板上的电容振动，带动主板振动，在受话器附近产生电容声。将终端放置在电容声夹具上，受话器中心对准塑料薄膜中心，塑料薄膜可覆盖以受话器中心为圆心，直径约2cm的圆形面积。终端主板上的电容振动带动终端振动，终端振动带动塑料薄膜振动，塑料薄膜振动推动空气振动发出声音，此声音频率和响度跟手机电容声一致，塑料薄膜内密封的高精度麦克风对电容声进行采集。由于采集到的电容声较小，麦克风输出信号需要接功率放大器进行放大，放大后的电容声音频信号最后输入音频分析仪进行FFT(傅里叶变换)计算，算出电容声信号的频谱，最后通过A计权算法得到电容声的响度值。该测量装置能够简单、高效且精确的测量终端的电容声，提高测量精度和效率。

第三实施例

如图3所示，本发明的第三实施例提供一种电容声的测量方法，所述测量方法应用于如上所述的电容声的测量装置，所述测量方法包括：

步骤301，采集终端主板上的电容振动带动塑料薄膜内的空气振动产生的振动声音的振动声音信号。

本步骤中，终端的陶瓷电容因叠层结构的原因具有压电效应，在通话时由于抽电太大导致电容两端电压变化，引起电容发生机械形变，带动终端主板振动，产生电容声。终端主板振动产生的电容声集中在受话器周围，因此本发明实施例中利用塑料薄膜覆盖于终端的受话器上。终端主板上的电容振动带动终端振动，终端振动带动塑料薄膜振动，塑料薄膜振动推动空气振动发出振动声音，该振动声音的频率和响度跟终端电容声一致。

步骤302，对所述振动声音信号进行放大，得到声音放大信号。

本步骤中，由于采集到的振动声音信号是非常微弱的，需要对信号进行放大，便于后续对信号进行音频分析处理。

步骤303，对所述声音放大信号进行傅里叶变换，得到振动声音信号的频谱信息。

本步骤中，需要对经过放大后的信号进行傅里叶变换(即FFT变换)，从而可以得到放大后的振动声音信号的频谱信息。

步骤304，对所述频谱信息进行处理，确定振动声音的响度值；其中，所述振动声音的响度值为所述电容声的响度值。

本步骤中，经过FFT变换得到振动声音信号的频谱信息后，通过计权算法能够计算得到振动声音的响度值。由于该振动声音与电容声完全相同，则计算得到也是电容声的响度值。

具体的，本发明的第三实施例中步骤304包括：

对所述频谱信息中的无用信号进行滤除；

利用A计权算法对滤除无用信号之后的频谱信息进行计权，得到所述振动声音的响度值。

且所述A计权算法为：通过所述振动声音在人耳处主观表现出的响度大小给滤除无用信号之后的频谱信息的每个频率点设置不同的权重值，并根据不同的所述权重值计算出振动声音的响度值。

即本发明实施例提供的测量装置经过音频分析仪FFT变换得到信号的频谱成分后，将其中的环境噪音等无用信号滤除后，再通过其在人耳处主观表现出的响度大小，给每个频率点不同的权重值，即A计权方法，计权后得到一个响度值，此响度值即最终测试到的振动声音大小，即电容声大小。

综上，本发明的第三实施例提供的测量方法中将终端放置在电容声夹具上，受话器中心对准塑料薄膜中心，塑料薄膜可覆盖受话器。终端主板上的电容振动带动终端振动，终端振动带动塑料薄膜振动，塑料薄膜振动推动空气振动发出声音，此声音频率和响度跟手机电容声一致，塑料薄膜内密封的高精度麦克风对电容声进行采集。由于采集到的电容声较小，麦克风输出信号需要接功率放大器进行放大，放大后的电容声音频信号最后输入音频分析仪进行FFT(傅里叶变换)计算，算出电容声信号的频谱，最后通过A计权算法得到电容声的响度值。该测量装置能够简单、高效且精确的测量终端的电容声，提高测量精度和效率。

需要说明的是，本发明的第三实施例提供的电容声的测量方法是应用于上述第一实施例及第二实施例提供的电容声的测量装置的测量方法，则上述电容声的测量装置的所有实施例均适用于该测量方法，且均能达到相同或相似的有益效果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电容声的测量装置，应用于终端，其特征在于，终端主板上的电容振动在终端的受话器周围产生所述电容声，所述测量装置包括：

塑料薄膜，所述塑料薄膜覆盖于终端的受话器上；其中，终端主板上的电容振动带动所述塑料薄膜内的空气振动产生振动声音，所述振动声音与所述电容声相同；

密封于所述塑料薄膜内的声音信号采集装置，所述声音信号采集装置用于采集振动声音信号；

与所述声音信号采集装置连接的信号放大装置；所述信号放大装置用于振动声音信号进行放大，得到声音放大信号；

与所述信号放大装置连接的第一处理装置；所述第一处理装置用于对所述声音放大信号进行傅里叶变换，得到的振动声音信号的频谱信息；

与所述第一处理装置连接的第二处理装置；所述第二处理装置用于对所述振动声音信号的频谱信息进行处理，确定振动声音的响度值；其中，

所述振动声音的响度值为所述电容声的响度值。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述塑料薄膜覆盖于以受话器中心为圆心，直径为预设值的圆形面积上。

3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述声音信号采集装置为麦克风，所述麦克风采集塑料薄膜内的振动声音并将所述振动声音转换为电信号得到振动声音信号。

4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述信号放大装置为功率放大器，所述功率放大器对振动声音信号进行放大，得到声音放大信号。

5.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述第一处理装置为音频分析仪，所述音频分析仪对所述声音放大信号进行傅里叶变换，得到振动声音信号的频谱信息。

6.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述第二处理装置包括：

滤除单元，用于滤除所述振动声音信号的频谱信息中的无用信号；

计算单元，用于利用A计权算法对滤除无用信号之后的频谱信息进行计权，得到所述振动声音的响度值；

其中，所述A计权算法为：通过所述振动声音在人耳处主观表现出的响度大小给滤除无用信号之后的频谱信息的每个频率点设置不同的权重值，并根据不同的所述权重值计算出振动声音的响度值。

7.根据权利要求6所述的测量装置，其特征在于，所述A计权算法为：通过所述振动声音在人耳处主观表现出的响度大小给滤除无用信号之后的频谱信息的每个频率点设置不同的权重值，并根据不同的所述权重值计算出振动声音的响度值。

8.一种电容声的测量方法，其特征在于，所述测量方法应用于如权利要求1-7任一项所述的电容声的测量装置，所述测量方法包括：

采集终端主板上的电容振动带动塑料薄膜内的空气振动产生的振动声音的振动声音信号；

对所述振动声音信号进行放大，得到声音放大信号；

对所述声音放大信号进行傅里叶变换，得到振动声音信号的频谱信息；

对所述频谱信息进行处理，确定振动声音的响度值；其中，所述振动声音的响度值为所述电容声的响度值。

9.根据权利要求8所述的测量方法，其特征在于，对所述频谱信息进行处理，确定振动声音的响度值的步骤，包括：

对所述频谱信息中的无用信号进行滤除；

利用A计权算法对滤除无用信号之后的频谱信息进行计权，得到所述振动声音的响度值；

其中，所述A计权算法为：通过所述振动声音在人耳处主观表现出的响度大小给滤除无用信号之后的频谱信息的每个频率点设置不同的权重值，并根据不同的所述权重值计算出振动声音的响度值。

10.根据权利要求9所述的测量方法，其特征在于，所述A计权算法为：通过所述振动声音在人耳处主观表现出的响度大小给滤除无用信号之后的频谱信息的每个频率点设置不同的权重值，并根据不同的所述权重值计算出振动声音的响度值。