CN108344914A - 面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰测试装置及评价测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰测试装置及评价测试方法。该装置面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰测试装置，包括控制单元、音频分析系统和电磁干扰发生设备，还包括设置于EMC暗室的车载音频播放设备、麦克风以及音频信号传输模块；麦克风采集车载音频播放设备所播放的内容，麦克风的音频信号输出端连接音频信号传输模块输入端，音频信号传输模块输出端连接音频分析系统输入端，音频分析系统输出端连接控制单元，电磁干扰设备发出电磁波对车载音频播放设备以及音频信号的采集和传输进行干扰。该测试装置结构简单，克服了整车不能使用零部件接口进行音频信号采集的困难，实现了对整车音频系统抗电磁干扰性能测试。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电磁兼容测试领域，具体涉及一种面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰测试装置及评价测试方法。
背景技术
汽车电磁兼容测试中的电磁敏感度(EMS)测试因涉及到汽车电子安全技术和用户体验等原因越来越被整车厂和汽车消费者重视，随着现代汽车产品的高品质化和智能网联化发展，车上配备的音频播放系统越来越多，且消费者对音频播放系统的品质追求越来越高，。如今，消费者对于汽车产品的要求已经不再局限于功能要求，消费者对于汽车产品的用户体验越来越重视，特别是对汽车音频娱乐系统的用户体验要求越来越高。在如今的汽车音频系统的电磁敏感度(EMS)测试中，汽车音频系统时常出现喀砺声、啸叫声以及杂音等现象，这严重影响用户体验，而现有的测试方法几乎都是使用任意的音频源，任意的音频采集系统，任意的测试人员作为音频品质恶化的辨别者，利用“人耳”判定其可能存在的电磁兼容问题，这种“人耳辨别测试法”不仅缺乏统一的、标准化的测试方法和测试原理，更可能由于这些不确定因素导致电磁兼容测试误差甚至得出错误的结论，并且由于测试方法缺乏用户主观体验的量化能力，不同车型和不同代车型的音频系统品质无法进行横向和纵向对比，无论从整车厂还是消费者的角度来说，都急需一种专用于面向用户体验的整车级音频系统的电磁兼容评价测试方法，其能从专业技术角度，面向用户体验，对整车级音频系统作出可行的、可信度高的评价测试方法。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰测试装置及评价测试方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰测试装置，包括控制单元、音频分析系统和电磁干扰发生设备，还包括设置于EMC暗室的车载音频播放设备、麦克风以及音频信号传输模块；
所述麦克风采集所述车载音频播放设备所播放的内容，所述麦克风的音频信号输出端连接所述音频信号传输模块输入端，所述音频信号传输模块输出端连接所述音频分析系统输入端，所述音频分析系统输出端连接所述控制单元，所述电磁干扰设备发出电磁波对音频信号的采集及传输进行干扰。
该面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰测试装置通过采用麦克风对音频播放设备所播放的内容进行采集，并通过音频信号传输模块将音频信号发送给音频分析系统进行处理，再发送给控制单元进行分析评分。该测试装置结构简单，便于操作，克服了整车不能使用零部件接口进行音频信号采集的困难，实现了对整车的音频系统抗电磁干扰性能的测试。
进一步的，所述音频信号传输模块包括电光转换模块和光电转换模块，所述麦克风的音频信号输出端连接所述电光转换模块输入端，所述电光转换模块输出端连接所述光电转换模块输入端，所述光电转换模块输入端连接所述音频分析系统输入端。
通过电光转换模块将音频电信号转换为音频光信号以避免音频电信号在传输过程中因受电磁干扰而出现失真。
进一步的，所述控制单元、音频分析系统和光电转换模块设置于EMC控制室内，所述电光转换模块设置于EMC暗室内。这能有效避免音频电信号受到电磁干扰出现失真，同时也避免音频分析仪器因受电磁干扰而工作异常，且便于测试人员操作测试系统。
进一步的，所述控制单元电磁干扰控制输出端连接所述电磁干扰发生设备控制端。可通过控制单元控制电磁干扰发生设备发送不同波段、频率的电磁干扰，实现电磁干扰的多种情形的测试。
进一步的，还包括射频信号源，所述控制单元与所述射频信号通信连接，所述控制射频信号源与所述车载音频播放设备之间无线连接，所述射频信号源向所述车载音频播放设备发送音频文件。
本发明还提出了一种面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰评价测试方法，包括以下步骤：
S1，控制所述车载音频播放设备播放音频文件，所述麦克风对所播放的音频信号进行采集形成音频电信号；
S2，将所述音频电信号在EMC暗室内通过电光转换模块转换为音频光信号，再通过设置于EMC控制室的光电转换模块将所述音频光信号转换为音频电信号；
S3，音频分析系统接收所述光电转换模块所转换的音频电信号，并对该音频电信号进行处理；
S4，控制单元接收所述音频分析系统发送音频文件并将该音频文件与源文件的音频帧进行比对处理，得出无电磁干扰情况下的音频系统体验得分；
S5，控制电磁干扰发生设备发出电磁干扰，并执行步骤S1至S4，得到有电磁干扰情况下的音频系统体验得分；
S6，将无电磁干扰情况下的电磁干扰情况下的音频系统体验得分与有电磁干扰情况下的电磁干扰情况下的音频系统体验得分进行对比，得到得分的变化量，变化量越大，则抗干扰性能越弱，变化量越小，则抗干扰性能越强。
通过分别对有无电磁干扰情况下的音频信号进行采集、分析，再通过对比得到该面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰的性能。该方法简单有效，能快速实现对整车级音频系统音频品质和抗电磁干扰性能进行评价测试。
进一步的，所述车载音频播放设备播放的音频文件为本地音频文件或OTA无线传输的音频文件；
当所述车载音频播放设备播放的音频文件OTA无线传输的音频文件时，所述控制单元将音频码流调制在控制射频信号源上，射频信号源以OTA无线传输的方式向所述车载音频播放设备发送音频文件。
进一步的，所述控制单元控制所述电磁干扰发生设备发出指定频率、调制方式和强度的电磁干扰，并控制所述车载音频设备进行同步播放音频文件。
进一步的，在无电磁干扰情况下和有电磁干扰情况下所播放的音频文件为同一文件，这提高了该面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰测试的准确性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本地播放场景下的音频系统测试原理框图；
图2为本地播放场景下的音频系统电磁兼容测试框图；
图3为OTA无线传输播放场景下的音频系统测试原理框图；
图4为OTA无线传输播放场景下的音频系统电磁兼容测试框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1至2所示的一种面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰测试装置，包括控制单元、音频分析系统和电磁干扰发生设备，还包括设置于EMC暗室的车载音频播放设备、麦克风以及音频信号传输模块。
所述麦克风采集所述车载音频播放设备所播放的内容，所述麦克风的音频信号输出端连接所述音频信号传输模块输入端，所述音频信号传输模块输出端连接所述音频分析系统输入端，所述音频分析系统输出端连接所述控制单元，所述电磁干扰设备发出电磁波对音频信号的采集及传输进行干扰。
该面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰测试装置通过采用麦克风对音频播放设备所播放的内容进行采集，并通过音频信号传输模块将音频信号发送给音频分析系统进行处理，再发送给控制单元进行分析评分。该测试装置克服了整车不能使用零部件接口进行音频信号采集的困难，解决了现有整车级EMS测试无法准确发现并精确定位车载音频播放设备的电磁兼容问题的难题，实现了对整车的音频系统音频品质和抗电磁干扰性能的评价测试。
为了避免音频电信号在传输过程中因受电磁干扰而出现失真，音频信号传输模块包括电光转换模块和光电转换模块，所述麦克风的音频信号输出端连接所述电光转换模块输入端，通过电光转换模块将音频电信号转换为音频光信号，所述电光转换模块输出端连接所述光电转换模块输入端，通过电光转换模块将音频光信号再转换为音频电信号，所述光电转换模块输入端连接所述音频分析系统输入端。
本实施例中，麦克风可选用但不限于为能经受住高强度电场辐射的EMC专用摄像头。视频分析系统可选用但不限于为罗德与施瓦茨公司BTC或者思博伦通信的chromatic产品。
为进一步的避免音频电信号在传输过程中因受电磁干扰而出现失真，所述控制单元、音频分析系统和光电转换模块设置于EMC控制室内，所述电光转换模块设置于EMC暗室内。
作为本实施例的优选方案，所述控制单元电磁干扰控制输出端连接所述电磁干扰发生设备控制端。可通过控制单元控制电磁干扰发生设备发送不同频率、调制方式和强度的电磁干扰，实现电磁干扰的多种情形的测试。
作为本实施例的另一优选方案，如图3至4所示，该面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰测试装置还包括射频信号源，所述控制单元和射频信号源通信连接，所述射频信号源与所述车载音频播放设备之间无线连接，采用OTA无线传输播放，所述控制单元通过射频信号源向所述车载音频播放设备发送音频文件。
射频信号源与所述车载音频播放设备之间无线连接时，该测试装置还增加了发射天线，控制单元将音频码流调制在射频信号上，而被测整车音频系统将包含车载接收天线和接收组件整套系统，其中，模拟蓝牙音乐场景时，射频信号源由蓝牙通信综测仪和功放组成，模拟AM/FM广播电台和数字音频广播电台场景时，射频信号源由广播信号发生器和功放组成，通过发射天线和车载接收天线将音频文件信息发送至整车音频系统，由接收组件进行接收，车载音频播放设备再播放该音频文件，然后采用上述的原理进行面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰评价测试。
本实施例中，控制单元可选用但不限于PC机、平板电脑等等。
本发明还提出了一种面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰评价测试方法，包括以下步骤：
S1，控制所述车载音频播放设备播放音频文件，所述麦克风对所播放的音频信号进行采集形成音频电信号。
S2，将所述音频电信号在EMC暗室内通过电光转换模块转换为音频光信号，再通过设置于EMC控制室的光电转换模块将所述音频光信号转换为音频电信号。
S3，音频分析系统接收所述光电转换模块所转换的音频电信号，并对该音频电信号进行处理。
S4，控制单元接收所述音频分析系统发送音频文件并将该音频文件与源文件的音频帧进行比对处理，得出无电磁干扰情况下的音频系统体验得分。
S5，控制电磁干扰发生设备发出电磁干扰，并执行步骤S1至S4，得到有电磁干扰情况下的音频系统体验得分。这里可通过控制单元控制所述电磁干扰发生设备所发出的电磁干扰的波段、频率。
S6，将无电磁干扰情况下的电磁干扰情况下的音频系统体验得分与有电磁干扰情况下的电磁干扰情况下的音频系统体验得分进行对比，得到得分的变化量，变化量越大，则抗干扰性能越弱，变化量越小，则抗干扰性能越强。
在对音频文件与源文件的音频帧进行比对处理时，PC端记录音频波形并利用心理声学算法POLQA处理，最终得出面向用户体验的评价得分。POLQA标准算法的处理过程第一步为时间对齐，目的是将信号分割为帧，以计算每一个帧对应的时延，第二步为采样率估计，第三步用感知模型模拟“人耳”听觉对外界声音信号的心理物理反应，第四部用认知模型计算最终的语音质量分数值，也就是评价得分。
该方法通过分别对有无电磁干扰情况下的音频信号进行采集、分析，再通过对比得到该整车级音频系统在有电磁干扰的情况下与无电磁干扰的情况下的音频系统体验得分变化，根据变化的大小从而判定该整车级音频系统的抗电磁干扰性能的好坏，即变化大，则抗干扰性能弱，变化小，则抗干扰性能强。该方法简单有效，能快速实现对整车级音频系统音频品质和抗电磁干扰性能的评价测试。
其中，所述车载音频播放设备播放的音频文件为本地音频文件或OTA无线传输的音频文件。
当所述车载音频播放设备播放的音频文件为OTA无线传输的音频文件时，所述控制单元将音频码流调制在射频信号源上，射频信号源以OTA无线传输的方式向所述车载音频播放设备发送音频文件。
为进一步提高了该整车级音频系统抗电磁干扰测试的准确性，所述控制单元控制所述电磁干扰发生设备发出指定频率、调制方式和强度的电磁干扰，并控制所述车载音频设备进行同步播放音频文件。在无电磁干扰情况下和有电磁干扰情况下所播放的音频文件为同一文件。在本发明的一个优选实施方式中，可以在电磁干扰发生设备中预设有不同频率、调制方式和强度的电磁干扰发生源，可通过控制单元进行选择，具体例如采用旋钮、遥控或者按键的形式。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰测试装置，其特征在于，包括控制单元、音频分析系统和电磁干扰发生设备，还包括设置于EMC暗室的车载音频播放设备、麦克风以及音频信号传输模块；
所述麦克风采集所述车载音频播放设备所播放的内容，所述麦克风的音频信号输出端连接所述音频信号传输模块输入端，所述音频信号传输模块输出端连接所述音频分析系统输入端，所述音频分析系统输出端连接所述控制单元，所述电磁干扰设备发出电磁波对车载音频播放设备以及音频信号的采集和传输进行干扰。
2.根据权利要求1所述的面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰测试装置，其特征在于，所述音频信号传输模块包括电光转换模块和光电转换模块，所述麦克风的音频信号输出端连接所述电光转换模块输入端，所述电光转换模块输出端连接所述光电转换模块输入端，所述光电转换模块输入端连接所述音频分析系统输入端。
3.根据权利要求2所述的面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰测试装置，其特征在于，所述控制单元、音频分析系统和光电转换模块设置于EMC控制室内，所述电光转换模块设置于EMC暗室内。
4.根据权利要求1所述的面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰测试装置，其特征在于，所述控制单元电磁干扰控制输出端连接所述电磁干扰发生设备控制端。
5.根据权利要求1所述的面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰测试装置，其特征在于，还包括射频信号源，所述控制单元与所述射频信号通信连接，所述射频信号源与所述车载音频播放设备之间无线连接，所述射频信号源向所述车载音频播放设备发送音频文件。
6.一种面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰评价测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，控制所述车载音频播放设备播放音频文件，所述麦克风对所播放的音频信号进行采集形成音频电信号；
S2，将所述音频电信号在EMC暗室内通过电光转换模块转换为音频光信号，再通过设置于EMC控制室的光电转换模块将所述音频光信号转换为音频电信号；
S3，音频分析系统接收所述光电转换模块所转换的音频电信号，并对该音频电信号进行处理；
S4，控制单元接收所述音频分析系统发送音频文件并将该音频文件与源文件的音频帧进行比对处理，得出无电磁干扰情况下的音频系统体验得分；
S5，控制电磁干扰发生设备发出电磁干扰，并执行步骤S1至S4，得到有电磁干扰情况下的音频系统体验得分；
S6，将无电磁干扰情况下的电磁干扰情况下的音频系统体验得分与有电磁干扰情况下的电磁干扰情况下的音频系统体验得分进行对比，得到得分的变化量，变化量越大，则抗干扰性能越弱，变化量越小，则抗干扰性能越强。
7.根据权利要求6所述的面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰评价测试方法，其特征在于，所述车载音频播放设备播放的音频文件为本地音频文件或OTA无线传输的音频文件；
当所述车载音频播放设备播放的音频文件为OTA无线传输的音频文件时，所述控制单元将音频码流调制在射频信号源上，射频信号源以OTA无线传输的方式向所述车载音频播放设备发送音频文件。
8.根据权利要求6所述的面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰评价测试方法，其特征在于，所述控制单元控制所述电磁干扰发生设备发出指定频率、调制方式和强度的电磁干扰，并控制所述车载音频设备进行同步播放音频文件。
9.根据权利要求6所述的面向用户体验的整车级音频系统抗电磁干扰评价测试方法，其特征在于，在无电磁干扰情况下和有电磁干扰情况下所播放的音频文件为同一文件。
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| 张曙光: "《CRH1型动车组》", 中国铁道出版社, pages: 515 - 516 * |
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