CN111491250A - 麦克风测试装置和麦克风测试方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种麦克风测试装置和方法,涉及麦克风测试领域,特别涉及人工智能音箱麦克风阵列的测试。具体实现方案为:麦克风测试装置包括音频分析仪、消音箱和设置在消音箱中的光源;消音箱用于放置待测的微机电系统MEMS麦克风阵列;光源与MEMS麦克风阵列相对设置;音频分析仪连接MEMS麦克风阵列,音频分析仪用于获取MEMS麦克风阵列输出的音频信号,以及显示音频信号的频谱信息。本申请实施例有助于改进麦克风的设计和提高产品质量。
Description
技术领域
本申请涉及电子测试技术领域,尤其涉及麦克风测试领域,具体地,涉及一种麦克风测试装置和麦克风测试方法。
背景技术
随着智能语音设备的普及,对麦克风的性能要求也越来越高。目前,体积小、性能稳定的MEMS(Micro-Electro-Mechanical System,微机电系统)麦克风阵列已得到广泛的使用,成为智能语音设备中麦克风的主流。
在麦克风的设计和改进过程中,声学性能测试是尤为关键的一个步骤。目前对麦克风的测试,主要是对麦克风在发声环境下输出的信号和声源信号进行比较,以此衡量麦克风的收音质量。
发明内容
本申请提供了一种麦克风测试装置和麦克风测试方法,可应用于语音设备例如人工智能音箱的麦克风阵列的测试。
根据本申请的一方面,提供了一种麦克风测试装置,包括音频分析仪、消音箱和设置在消音箱中的光源;
消音箱用于放置待测的微机电系统MEMS麦克风阵列;
光源与MEMS麦克风阵列相对设置;
音频分析仪连接MEMS麦克风阵列,音频分析仪用于获取MEMS麦克风阵列输出的音频信号,以及显示音频信号的频谱信息。
根据本申请的另一方面,提供了一种麦克风测试方法,该方法基于本申请任意实施例提供的麦克风测试装置,该方法包括:
将MEMS麦克风阵列置于消音箱中,以消音箱中的光源照射MEMS麦克风阵列;
通过光源的光源控制器设置光源的光照度和/或闪烁频率;
其中,音频分析仪接收MEMS麦克风阵列输出的对应于光照度和/或闪烁频率的第一音频信号,并且音频分析仪显示第一音频信号的频谱信息。
根据本申请的另一方面,提供了一种麦克风测试装置,包括:音频分析仪、消音箱和设置在消音箱中的光源;
消音箱用于放置待测的麦克风;
光源与麦克风相对设置;
音频分析仪连接麦克风,音频分析仪用于获取麦克风输出的音频信号,以及显示音频信号的频谱信息。
根据本申请实施例,由于消音箱能够提供安静的环境,且光源与麦克风都置于消音箱中,因此,麦克风可以输出在本底信号上叠加光噪的音频信号。利用音频分析仪显示该音频信号的频谱信息,能够直观地呈现光环境为麦克风带来的光噪大小,有助于改进麦克风的设计和提高产品质量。
应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
附图用于更好地理解本方案,不构成对本申请的限定。其中:
图1是根据本申请第一实施例的示意图;
图2是根据本申请第二实施例的示意图;
图3是根据本申请第三实施例的示意图;
图4是根据本申请第四实施例的示意图;
图5是本申请实施例中第一音频信号的频谱信息的示意图;
图6是本申请实施例中第二音频信号的频谱信息的示意图;
图7是本申请实施例中叠加显示频谱信息的示意图;
图8是根据本申请第六实施例的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明,其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解,应当将它们认为仅仅是示范性的。因此,本领域普通技术人员应当认识到,可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改,而不会背离本申请的范围和精神。同样,为了清楚和简明,以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
图1示出了根据本申请实施例的麦克风测试装置的示意图。如图1所示,该装置包括音频分析仪11、消音箱12和设置在消音箱12内的光源13。
其中,消音箱12用于放置待测的MEMS麦克风阵列14。光源13与MEMS麦克风阵列14相对设置。
音频分析仪11连接MEMS麦克风阵列14,音频分析仪11用于获取MEMS麦克风阵列14输出的音频信号,以及显示音频信号的频谱信息。
本申请实施例提供的麦克风测试装置,由于消音箱12能够提供安静的环境,且光源13与MEMS麦克风阵列14都置于消音箱12中,因此,MEMS麦克风阵列14可以输出在本底信号上叠加光噪的音频信号。利用音频分析仪11显示该音频信号的频谱信息,能够直观地呈现光环境为MEMS麦克风阵列14带来的光噪大小,有助于改进MEMS麦克风阵列14的设计,提高产品质量。
示例性地,MEMS麦克风阵列为人工智能语音设备例如人工智能音箱中的麦克风阵列。
在一种示例性的实施方式中,参考图2,麦克风测试装置还可以包括光源控制器17,光源控制器17与光源13连接。光源控制器17可用于控制光源13的各种参数,例如光照度、闪烁频率和/或色温等。
在麦克风测试装置中设置光源控制器17,能够根据不同的测试需求测试MEMS麦克风阵列14在不同光环境下的光噪,为MEMS麦克风阵列14的设计改进提供更多依据。
示例性地,光源13包括LED平面光源。
LED平面光源可以使MEMS麦克风阵列14处于均匀照射的光环境中,更好地模拟日常光环境,因此,麦克风测试装置能够为MEMS麦克风阵列14的设计改进提供更实用的依据。
在一种示例性的实施方式中,光源13与MEMS麦克风阵列14之间的距离是可调节的。
通过调节光源13与MEMS麦克风阵列14间的距离,可便于测试过程中取放麦克风阵列14和调节测试参数,有利于用户根据测试需求设置光环境,提高麦克风测试装置的应用灵活性。
示例性地,消音箱12中可以设置用于放置MEMS麦克风阵列14的安装位,以及用于调节安装位和光源13之间的距离的调节机构,通过调节光源13与安装位之间的距离,实现调节光源13与MEMS麦克风阵列14之间的距离。
该示例性实施方式提供具体的调节MEMS麦克风阵列和光源之间的距离的方案,有利于提高麦克风测试装置的应用灵活性。
示例性地,麦克风测试装置还包括照度计。由于光照度不仅与光源13的输出有关,还与光源13和照射平面间的距离有关,照度计可以检测不同距离条件下的光照度,因此,在光源13与MEMS麦克风阵列14的距离可调的情况下,采用照度计准确检测光照度,可便于用户将光照度调节至目标值。照度计可以固定于消音箱12中,并与MEMS麦克风阵列14处于同一平面。照度计也可以是便携的、可移动的装置,在测试过程中可先将照度计放置于安装位,利用照度计调节好光源13的各种参数后,再取走照度计,将MEMS麦克风阵列放置于该安装位。
作为一种示例性的实施方式,参考图2,麦克风测试装置还可以包括信号格式转换模块16,信号格式转换模块16连接在MEMS麦克风阵列14与音频分析仪11之间,用于对MEMS麦克风阵列输出的音频信号进行格式转换。
例如,在MEMS麦克风阵列14输出的音频信号为PDM(Pulse Density Modulation,脉冲密度调制)信号且音频分析仪11输入的信号为PCM(Pulse Code Modulation,脉冲编码调制)的情况下,在MEMS麦克风阵列14和音频分析仪11之间设置PDM转PCM的信号格式转换模块16;
又如,在MEMS麦克风阵列14输出的音频信号为模拟信号且音频分析仪11输入的信号为PDM信号的情况下,在MEMS麦克风阵列14和音频分析仪11之间设置模拟转PDM的信号格式转换模块16。
通过设置信号格式转换模块16,可以灵活选用音频分析仪11以及测试各种不同的MEMS麦克风阵列14,提高麦克风测试装置的应用灵活性。
示例性地,麦克风测试装置包括电源盒19。电源盒19包括供电模块18。供电模块18用于为音频分析仪11和MEMS麦克风阵列14分别供电。信号格式转换模块16可以设置于电源盒19中。
示例性地,音频分析仪11显示的频谱信息为FFT(Fast Fourier Transform,快速傅里叶变换)频谱。
实际应用中,麦克风测试装置可不限于测试MEMS麦克风阵列14,还可用于测试其他麦克风例如ECM(Electret Condenser Micphone,驻极体电容麦克风)。即本申请实施例还提供一种麦克风测试装置,参见图3,该装置包括:音频分析仪11、消音箱12和设置在消音箱12内的光源13;
消音箱12用于放置待测的麦克风15;
光源13与麦克风15相对设置;
音频分析仪11连接麦克风15,音频分析仪11用于获取麦克风15输出的音频信号,以及显示音频信号的频谱信息。
由于消音箱12能够提供安静的环境,且光源13与麦克风15都置于消音箱12中,因此,麦克风15可以输出在本底信号上叠加光噪的音频信号。利用音频分析仪11显示该音频信号的频谱信息,能够直观地呈现光环境为麦克风15带来的光噪大小,有助于改进麦克风15的设计和提高产品质量。
本申请实施例还提供一种麦克风测试方法。图4示出了根据本申请实施例的麦克风测试方法的示意图,该方法基于本申请任意实施例提供的麦克风测试装置实现,包括:
步骤S11、将MEMS麦克风阵列置于消音箱中,以消音箱中的光源照射MEMS麦克风阵列;
步骤S12、通过光源的光源控制器设置光源的光照度和/或闪烁频率;
其中,音频分析仪接收MEMS麦克风阵列输出的对应于光照度和/或闪烁频率的第一音频信号,并且音频分析仪显示第一音频信号的频谱信息。
本申请实施例提供的麦克风测试方法,由于消音箱能够提供安静的环境,所以,将MEMS麦克风阵列置于设置有光源的消音箱中,能够使MEMS麦克风阵列输出在本底信号上叠加光噪的音频信号。利用音频分析仪显示该音频信号的频谱信息,能够直观地呈现光环境为麦克风带来的光噪大小。并且,通过设置光源的光照度和/或闪烁频率,可以模拟各种不同的光环境,以便根据实际测试需求测试MEMS麦克风阵列在特定光环境下的光噪,为MEMS麦克风阵列的设计改进提供丰富的依据,提高产品质量。
实际应用时,可参考麦克风测试装置中的任意实施方式,设置麦克风测试方法的各个步骤。并且,在具体实施时,上述各步骤没有限定的先后关系。
例如,先利用光源控制器将光源的光照度设置为目标值1600lx或1700lx,将光源的闪烁频率设置为50Hz或60Hz;在此过程中,利用消音箱中的调节机构调节光源和安装位间的距离例如在3mm和5mm之间调节,同时利用照度计检测光照度,可以方便地将光照度设置为目标值。然后,将MEMS麦克风阵列置于消音箱中,利用调节结构使安装位和光源的距离保持与设置光源时一致。
又如,先将MEMS麦克风阵列置于消音箱中,再利用光源控制器设置光源的光照度和闪烁频率。
在一个具体的应用示例中,光源的闪烁频率为50Hz,光照度为1700lx,音频分析仪显示的第一音频信号的频谱信息如图5所示。根据该频谱信息,可以确定在闪烁频率50Hz附近的基波幅度约为15dB,在100Hz的谐波幅度约为10dB。
示例性地,音频分析仪还可以接收MEMS麦克风阵列在光源关闭期间输出的第二音频信号,并且音频分析仪显示第二音频信号的频谱信息。
实际应用时,可以使音频分析仪先获取第一音频信号并显示对应的频谱信息,再获取第二音频信号并显示对应的频谱信息;也可以使音频分析仪先获取第二音频信号并显示对应的频谱信息,再获取第一音频信号并显示对应的频谱信息。
在光源的闪烁频率为50Hz,光照度为1700lx的应用示例中,音频分析仪显示的第二音频信号的频谱信息如图6所示。
该示例性实施方式中,第二音频信号可视为MEMS麦克风的本底信号,通过比较第一音频信号的频谱信息和第二音频信号的频谱信息,能够更清楚地了解光噪情况。
示例性地,第一音频信号的频谱信息与第二音频信号的频谱信息是叠加显示的。
在光源的闪烁频率为50Hz,光照度为1700lx的应用示例中,如图7所示,第一音频信号的频谱信息10和第二音频信号的频谱信息20叠加显示后,可以看出50Hz和100Hz处,第一音频信号的幅度明显大于第二音频信号的幅度,因此,MEMS麦克风阵列存在光噪。
通过叠加显示第一音频信号的频谱信息与第二音频信号的频谱信息,可便于比较第一音频信号的频谱信息和第二音频信号的频谱信息。
示例性地,如图8所示,麦克风测试方法还包括:
步骤S13、根据第一音频信号的频谱信息,确定第一音频信号的基波幅度;
步骤S14、如果基波幅度大于预设阈值,则确定MEMS麦克风阵列存在光噪。
例如,根据图5和图7的频谱信息,可以确定被测的MEMS麦克风输出的对应于闪烁频率50Hz和光照度1700lx的第一音频信号的基波幅度为15dB。如果预设阈值为5dB,基于15dB>5dB,可以确定MEMS麦克风存在光噪。
利用该示例性实施方式,可以确定MEMS麦克风阵列是否存在光噪,有助于评估是否需要对MEMS麦克风阵列进行改进,以及为MEMS麦克风阵列的设计改进提供依据。
示例性地,根据第一音频信号的频谱信息,也可以确定第一音频信号的谐波幅度,例如,在光源的闪烁频率为50Hz的情况下,根据频谱信息可以确定100Hz、150Hz、200Hz等的谐波幅度。
示例性地,还可以利用第一音频信号的基波幅度和预设的多个阈值,确定MEMS麦克风阵列的光噪级别,例如利用15dB、10dB和5dB,将MEMS麦克风阵列的光噪级别确定为大于15dB的严重光噪、小于等于15dB且大于10dB的明显光噪和小于等于10dB且大于5dB的一般光噪。根据不同的光噪级别,可以采用不同的措施改进MEMS麦克风阵列。
例如,由于MEMS麦克风阵列的光噪主要来自于其中的ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit,专用集成电路)中对光敏感的器件,对于一般光噪和明显光噪,可以改进MEMS麦克风阵列的结构设计,避免将ASIC放在透光的声孔下;也可以在声孔上添加或更换透射率低的黑胶,避免光源过多地投射到ASIC上。对于严重光噪,可以改进ASIC中的电路设计,例如更换不同参数的器件或不同类型的器件、修改电路结构等。
实际应用中,麦克风测试方法可不限于测试MEMS麦克风阵列,还可用于测试其他麦克风例如ECM(Electret Condenser Micphone,驻极体电容麦克风)。
根据本申请实施例的技术方案,由于消音箱能够提供安静的环境,且光源与麦克风都置于消音箱中,因此,麦克风可以输出在本底信号上叠加光噪的音频信号。利用音频分析仪显示该音频信号的频谱信息,能够直观地呈现光环境为麦克风带来的光噪大小,有助于改进麦克风的设计和提高产品质量。
应该理解,可以使用上面所示的各种形式的流程,重新排序、增加或删除步骤。例如,本申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行,只要能够实现本申请公开的技术方案所期望的结果,本文在此不进行限制。
上述具体实施方式,并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是,根据设计要求和其他因素,可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请保护范围之内。
Claims (11)
1.一种麦克风测试装置,包括音频分析仪、消音箱和设置在所述消音箱中的光源;
所述消音箱用于放置待测的微机电系统MEMS麦克风阵列;
所述光源与所述MEMS麦克风阵列相对设置;
所述音频分析仪连接所述MEMS麦克风阵列,所述音频分析仪用于获取所述MEMS麦克风阵列输出的音频信号,以及显示所述音频信号的频谱信息。
2.根据权利要求1所述的装置,还包括:
光源控制器,所述光源控制器与所述光源连接,用于控制所述光源的光照度和/或闪烁频率。
3.根据权利要求1所述的装置,还包括:
信号格式转换模块,所述信号格式转换模块连接在所述MEMS麦克风阵列与所述音频分析仪之间,用于对所述MEMS麦克风阵列输出的音频信号进行格式转换。
4.根据权利要求1所述的装置,其中,
所述光源与所述MEMS麦克风阵列之间的距离是可调节的。
5.根据权利要求4所述的装置,其中,
所述消音箱中设置有安装位和调节机构;
所述安装位用于放置所述MEMS麦克风阵列;
所述调节机构用于调节所述安装位与所述光源之间的距离。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置,其中,
所述光源包括LED平面光源。
7.一种麦克风测试方法,所述麦克风测试方法基于如权利要求1至6中任一项所述的麦克风测试装置,所述麦克风测试方法包括:
将所述MEMS麦克风阵列置于消音箱中,以所述消音箱中的所述光源照射所述MEMS麦克风阵列;
通过所述光源的光源控制器设置所述光源的光照度和/或闪烁频率;
其中,所述音频分析仪接收所述MEMS麦克风阵列输出的对应于所述光照度和/或所述闪烁频率的第一音频信号,并且所述音频分析仪显示所述第一音频信号的频谱信息。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述音频分析仪接收所述MEMS麦克风阵列在所述光源关闭期间输出的第二音频信号,并且所述音频分析仪显示所述第二音频信号的频谱信息。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,
所述第一音频信号的频谱信息与所述第二音频信号的频谱信息是叠加显示的。
10.根据权利要求7所述的方法,还包括:
根据所述第一音频信号的频谱信息,确定所述第一音频信号的基波幅度;
如果所述基波幅度大于预设阈值,则确定所述MEMS麦克风阵列存在光噪。
11.一种麦克风测试装置,其特征在于,包括:音频分析仪、消音箱和设置在所述消音箱中的光源;
所述消音箱用于放置待测的麦克风;
所述光源与所述麦克风相对设置;
所述音频分析仪连接所述麦克风,所述音频分析仪用于获取所述麦克风输出的音频信号,以及显示所述音频信号的频谱信息。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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