CN110944280B - 一种用于数字麦克风的噪声测试系统及测试方法 - Google Patents

一种用于数字麦克风的噪声测试系统及测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于数字麦克风的噪声测试系统及测试方法，该测试系统包括：信号调理模块，所述信号调理模块被配置为用于对被测产品输出的DATA信号和CLK信号进行波形整形，并将整形后的DATA信号和CLK信号输出；供电模块，用于向被测产品和所述信号调理模块供电；处理模块，被配置为用于处理分析经所述信号调理模块整形后的DATA信号和CLK信号，得到数字麦克风噪声值；信号线，所述信号线被配置为用于信号传输。利用信号调理模块对被测产品输出的DATA信号以及CLK信号的波形进行整形，可以得到平缓标准的方波，有效避免因测试线路过长和外界电磁干扰等因素导致的CLK和DATA信号变形问题，提高数字麦克风Noise测试的准确性。

Description

一种用于数字麦克风的噪声测试系统及测试方法
技术领域
本发明涉及测试技术领域，更具体地，本发明涉及一种用于数字麦克风的噪声测试系统及测试方法。
背景技术
数字麦克风是指内部集成了模/数转换功能的话筒，可以直接输出数字信号，能够避免模拟传输带来的干扰失真。
麦克风噪声测试是麦克风诸多测试项目之一，其能够获得衡量麦克风性能的参数。因此在生产线车间需要对麦克风的噪声进行准确的测试。现有的测试方案是：利用直流单电源给麦克风供电，麦克风的DATA端输出信号通过转接板直接进入Noise采集卡进行信号采集，然后将信号传输到电脑进行Noise数据分析。现有的测试方案，由于生产现场测试线路较长和电磁干扰的原因，数字麦克风在信号传输过程中CLK、DATA信号变形严重，导致Noise测试结果准确度低，无法满足数字麦克风的Noise测试要求。
因此，有必要对现有数字麦克风的Noise测试系统进行改进，以提高数字麦克风Noise测试结果的准确性。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种数字麦克风的噪声测试系统，解决现有数字麦克风噪声测试结果准确性低的问题。
本发明的另一个目的是提供一种应用于上述噪声测试系统的测试方法。
一种用于数字麦克风的噪声测试系统，包括：
信号调理模块，所述信号调理模块被配置为用于对被测产品输出的DATA信号和CLK信号进行波形整形，并将整形后的DATA信号和CLK信号输出；
供电模块，用于向被测产品和所述信号调理模块供电；
处理模块，被配置为用于处理分析经所述信号调理模块整形后的DATA信号和CLK信号，得到数字麦克风噪声值；
信号线，所述信号线被配置为用于信号传输。
可选地，所述用于数字麦克风的噪声测试系统还包括隔音设备，所述隔音设备内部为隔音环境，所述隔音设备的内部被配置为用于承载被测产品；
可选地，所述信号调理模块包括波形整形芯片，所述波形整形芯片被配置为用于对被测产品输出的DATA信号和CLK信号进行整形。
可选地，所述波形整形芯片上集成有电压比较器，所述电压比较器被配置为用于对被测产品输出的DATA信号的电压值与参考电压值进行比较，以及对CLK信号的电压值与参考电压值进行比较，以对被测产品输出的DATA信号和CLK信号进行整形。
可选地，所述供电模块包括电源滤波器。
可选地，所述电源滤波器包括一个输入引脚和多个输出引脚。
可选地，所述输出引脚的数量为24。
可选地，所述的多个输出引脚的电压值相等。
可选地，所述的处理模块为电脑端或服务器端。
一种用于数字麦克风的噪声测试方法，应用于上述用于数字麦克风的噪声测试系统，该方法包括：
供电模块向被测产品和信号调理模块供电；
被测产品自身产生噪声，输出DATA信号和CLK信号；
信号调理模块分别对被测产品输出的DATA信号和CLK信号进行波形整形；
处理模块处理分析经过整形的DATA信号和CLK信号，得到数字麦克风噪声值dBFS。
本发明所述技术方案的有益效果在于：利用信号调理模块对被测产品输出的DATA信号以及CLK信号的波形进行整形，可以得到平缓标准的方波，有效避免因测试线路过长和外界电磁干扰等因素导致的CLK和DATA信号变形问题，提高数字麦克风Noise测试的准确性，从而满足数字麦克风Noise测试要求。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1为根据本发明实施例的数字麦克风的噪声测试系统示意图；
图2为根据本发明实施例的信号调理模块示意图；
图3为根据本发明实施例的电源滤波器示意图；
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
数字麦克风Noise测试是检测数字麦克风性能的一种手段。噪声测试结果是数字麦克风振膜和集成芯片的性能的直接反应，同时能够间接反映麦克风的声学性能，进而决定数字麦克风的品质。数字麦克风的噪声测试通常在生产线上进行，由于生产现场放置了许多用电设备，在麦克风的噪声测试时，用电设备会对测试产生严重的电磁干扰，从而导致测试结果准确性差。另外，在生产线上测试时，信号往往需要长距离传输，测试线路较长也将引起信号变形，从而降低测试结果的准确性。因此，有必要对现有的数字麦克风噪声测试系统进行改进，以解决信号在传输过程中的变形问题，从而提高数字麦克风噪声测试结果的准确性，满足测试要求。
如图1所示，本发明提供了一种用于数字麦克风的噪声测试系统，所述的噪声测试系统包括：信号调理模块，所述信号调理模块被配置为用于对被测产品输出的DATA信号和CLK信号进行波形整形，并将整形后的DATA信号和CLK信号输出；供电模块，用于向被测产品和所述信号调理模块供电；处理模块，被配置为用于处理分析经所述信号调理模块整形后的DATA信号和CLK信号，得到数字麦克风噪声值dBFS；信号线，所述信号线被配置为用于信号传输。
麦克风的振膜发生振动，进而推动麦克风产生数字信号后，经处理电路放大输出。数字麦克风输出的信号通过信号线传输至信号调理模块。由于数字麦克风输出的DATA信号和CLK信号在传输过程中变形严重，因此在本发明中，信号调理模块被用于对数字麦克风输出的DATA信号和CLK信号的信号波进行整形，得到平缓标准的方波。可选地，DATA信号和CLK信号的波形可以使用相同的方式进行整形。当然，本领域技术人员也可以使用不同的波形整形方式分别对DATA信号和CLK信号的波形进行整形。信号调理模块对DATA信号和CLK信号的波形整形后，将这两个信号输出。输出后的DATA信号和CLK信号经过信号线传输给处理模块，处理模块对这两个信号进行处理分析，得到数字麦克风的噪声测试结果，即数字麦克风噪声值。使用数字麦克风噪声值来评价数字麦克风自身的噪声，该值越大，表明数字麦克风自身产生的噪声越大，数字麦克风的品质较差。相反地，数字麦克风噪声值的值越小，则表明数字麦克风的品质越好。另外，数字麦克风的噪声测试系统还包括供电模块，所述的供电模块被用于在测试过程中向被测的数字麦克风和信号调理模块供电。
本发明提供的用于数字麦克风的噪声测试系统能够通过信号调理模块对被测产品输出的DATA信号和CLK信号进行调理，获得平稳标准的方波，经过调理后的DATA信号和CLK信号能够有效避免因测试线路过长和电磁干扰问题引起的信号变形问题，显著提高了噪声测试结果的准确性。同时所述的噪声测试系统可以满足较高的噪声测试要求。
可选地，所述用于数字麦克风的噪声测试系统还包括隔音设备，所述隔音设备内部为隔音环境，所述隔音设备的内部被配置为用于承载被测产品；
噪声测试过程中，被测的数字麦克风放置在隔音设备内，在噪声测试系统中设置隔音设备可以隔绝生产车间大量的噪音，为被测产品提供低噪音检测环境。隔音设备的设置有利于提高数字麦克风噪声测试结果的准确性。
可选地，所述信号调理模块包括波形整形芯片，所述波形整形芯片被配置为用于对被测产品输出的DATA信号和CLK信号进行整形。
本发明中可以使用波形整形芯片对被测产品输出的DATA信号和CLK信号的波形进行整形，以获得标准方波信号，减小信号传输距离和电磁干扰对信号波形的影响，使测试结果更接近真实值。
可选地，所述波形整形芯片上集成有电压比较器，所述电压比较器被配置为用于对被测产品输出的DATA信号的电压值与参考电压值进行比较，以及对CLK信号的电压值与参考电压值进行比较，以对被测产品输出的DATA信号和CLK信号进行整形。
所述的电压比较器可以将畸变的方波信号转变成标准的方波信号，其实质是波形整形。在本发明中，如图2所示，电压比较器具体的波形转换方式是设置参考电压值，将接收的DATA信号的电压值与参考电压值进行比较，若接收的DATA信号的电压值高于参考电压值，则输出高电平；若接收的DATA信号的电压值低于参考电压值，则输出低电平。同样地，CLK信号的波形整形方式与DATA相同，也是将接收的CLK信号的电压值与参考电压值进行比较，若接收的CLK信号的电压值高于参考电压值，则输出高电平；若接收的CLK信号的电压值低于参考电压值，则输出低电平。由此将被测产品输出的畸变的方波转换成标准方波，传输给处理模块用于分析处理。可选地，此处的参考电压值可设置成与供电模块的电压值相等。另外，普通的电压比较器抗干扰能力较差，可以选用滞回比较器或窗口比较器。
可选地，所述供电模块包括电源滤波器。所述的电源滤波器被用于对供电模块输出的电信号的方波群或复合噪波进行过滤，得到平滑的电压信号。使用电源滤波器可以降低电源的纹波干扰，减小电源本身对噪声测试结果的影响，提高测试结果的准确性。
可选地，如图3所示，所述电源滤波器包括一个输入引脚和多个输出引脚。所述电源滤波器的输入引脚用于与电源连接，多个输出引脚用于与负载连接。通过设置多个输出引脚，可以对多个被测产品同时进行测试，有利于提高测试效率，降低测试成本。
可选地，所述输出引脚的数量为24。当设置电源滤波器的输出引脚数量为24个时，可以同时向24组被测产品和信号调理模块供电，大大提高了噪声测试的效率，极大地节省了多通道测试时的电源成本。
可选地，所述的多个输出引脚的电压值相等。将多个输出引脚设置成等电压，可以为多个同类产品提供相同的电源测试条件，方便对各个产品测试结果进行比较，用于产品质量分析。作为本发明的一个实施例，所述输入引脚的电压值为2V，所述多个输出引脚的电压值均为1.8V。
可选地，所述的处理模块为电脑端或服务器端。
本发明中的处理模块可以包括集成的信号采集卡和数据分析单元，所述的信号采集卡用于采集信号调理模块的输出信号，并对采集的信号进行存储。所述的数据分析单元用于分析存储后的信号，获得噪声检测结果。该设置方式可以简化整个噪声测试系统。
或者，设置成独立于所述处理模块的信号采集模块，信号采集模块与处理模块之间通过信号线连接，即将测试与分析分开，可以提高分析的灵活性。
可选地，处理模块可以是电脑端或服务器端，方便显示噪声测试结果。
本发明还提供了一种用于数字麦克风的噪声测试方法，该噪声测试方法应用于上述的用于数字麦克风的噪声测试系统，该方法包括：
供电模块向被测产品和信号调理模块供电；
被测产品自身产生噪声，输出DATA信号和CLK信号；
信号调理模块分别对被测产品输出的DATA信号和CLK信号进行波形整形；
处理模块处理分析经过整形的DATA信号和CLK信号，得到数字麦克风噪声值。
所述的数字麦克风的噪声测试方法还包括供电模块的电源首先经过电源滤波器处理，然后传输给被测产品和信号调理模块。
本发明提供的用于数字麦克风的噪声测试系统利用信号调理模块对被测产品输出的DATA信号和CLK信号的波形进行整形，获得标准的方波，增强信号的驱动能力，可以有效避免信号传输线路过长和环境电磁辐射对信号传输的影响，有利于提高噪声测试结果的准确性。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种用于数字麦克风的噪声测试系统，其特征在于，包括：
信号调理模块，所述信号调理模块被配置为用于对被测产品输出的DATA信号和CLK信号进行波形整形，并将整形后的DATA信号和CLK信号输出；
供电模块，用于向被测产品和所述信号调理模块供电；
处理模块，被配置为用于处理分析经所述信号调理模块整形后的DATA信号和CLK信号，得到数字麦克风噪声值；
信号线，所述信号线被配置为用于信号传输；
所述信号调理模块包括波形整形芯片，所述波形整形芯片被配置为用于对被测产品输出的DATA信号和CLK信号进行整形。
2.根据权利要求1所述的用于数字麦克风的噪声测试系统，其特征在于，还包括隔音设备，所述隔音设备内部为隔音环境，所述隔音设备的内部被配置为用于承载被测产品。
3.根据权利要求1所述的用于数字麦克风的噪声测试系统，其特征在于，所述波形整形芯片上集成有电压比较器，所述电压比较器被配置为用于对被测产品输出的DATA信号的电压值与参考电压值进行比较，以及对CLK信号的电压值与参考电压值进行比较，以对被测产品输出的DATA信号和CLK信号进行整形。
4.根据权利要求1所述的用于数字麦克风的噪声测试系统，其特征在于，所述供电模块包括电源滤波器。
5.根据权利要求4所述的用于数字麦克风的噪声测试系统，其特征在于，所述电源滤波器包括一个输入引脚和多个输出引脚。
6.根据权利要求5所述的用于数字麦克风的噪声测试系统，其特征在于，所述输出引脚的数量为24。
7.根据权利要求5所述的用于数字麦克风的噪声测试系统，其特征在于，所述的多个输出引脚的电压值相等。
8.根据权利要求1所述的用于数字麦克风的噪声测试系统，其特征在于，所述的处理模块为电脑端或服务器端。
9.一种用于数字麦克风的噪声测试方法，应用于如权利要求1-8任一所述的用于数字麦克风的噪声测试系统，其特征在于，包括：
供电模块向被测产品和信号调理模块供电；
被测产品自身产生噪声，输出DATA信号和CLK信号；
信号调理模块分别对被测产品输出的DATA信号和CLK信号进行波形整形；
处理模块处理分析经过整形的DATA信号和CLK信号，得到数字麦克风噪声值。
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