CN112702687B - 一种快速确认喇叭或者整机失真的方法 - Google Patents
一种快速确认喇叭或者整机失真的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112702687B CN112702687B CN202011513785.4A CN202011513785A CN112702687B CN 112702687 B CN112702687 B CN 112702687B CN 202011513785 A CN202011513785 A CN 202011513785A CN 112702687 B CN112702687 B CN 112702687B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency
- distortion
- signal
- analysis
- length
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 50
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 60
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 22
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 13
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 6
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 claims description 4
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Abstract
本发明公开了一种快速确认喇叭或者整机失真的方法,包括:设置扫频信号的参数,生成扫频信号以及所述扫频信号的标志位信号;对所述标志位信号进行延时匹配,并对所述扫频信号进行自适应傅里叶变换长度,得到长度适应的扫频信号;将所述长度适应的扫频信号进行加窗、傅里叶变换以及归一化处理,并对处理后的扫频信号进行能量计算,得到扫频信号的能量值;根据所述扫频信号的能量值,对所述扫频信号进行多维度的失真数据分析,得到喇叭或整机失真的频率;本发明能够解决因生成扫频信号时获取相对于的频率存在误差、不同频率之间计算能量计算存在误差和总谐波计算方法误差等问题,并能快速的分析出喇叭或整机的失真情况,提高检测的效率和准确性。
Description
技术领域
本发明涉及功放或扬声器测量评估技术领域,特别是涉及一种快速确认喇叭或者整机失真的方法。
背景技术
目前在电子电路中,例如功放器件等,都需要测量其总谐波失真 (Totalharmonicdistortion,THD)这一参数,以评估其信号处理的性能;在扬声器等传感器系统中也需要测量其谐波失真。关于谐波失真的测量研究应该说历史久远,目前国内国际上也有较多的研究文献资料,并且有成熟的方案应用于各种测量仪器中。
总的来说,谐波失真的测量可以分为两种办法。其一是离散扫频测量(Steppedfrequency sweep)。主要步骤是输入信号为离散频率点的单频信号,即每个时间段只有一个单个频率的信号,测量系统输出信号中的与输入信号相同的频率成分即为基频,其倍数频率成分即为谐波失真,由此可以知道该频率点的谐波失真情况,然后下一个时间测量下一个频率点的输入和输出,进行计算,按序进行,直至扫描完整个期望的频带。这种办法的测量结果相对比较准确,但是扫描速度太慢。
另一种测量办法就是连续对数扫频(swept response)。该办法的主要步骤是产生一个连续对数扫描信号,该信号的频率是随着时间连续变化的,同时产生一个扫频信号的逆信号,将该逆信号与系统的输出信号进行卷积,通过加窗可以分离得到系统的基频脉冲响应和各阶谐波失真的脉冲响应,将时域的脉冲响应变换到频域,就可以计算得到谐波失真随着频率的变化关系曲线。该方法的测量结果同样比较准确,并且速度比较快,甚至可以应用在产线上,迅速得到准确的测量结果。
但是,在现有的连续对数扫频方法中,会出现因生成扫频信号时获取相对于的频率存在误差、不同频率之间计算能量计算存在误差和总谐波计算方法误差等问题。
发明内容
本发明的目的是:提供一种快速确认喇叭或者整机失真的方法、系统和计算机可读存储介质,能够解决因生成扫频信号时获取相对于的频率存在误差、不同频率之间计算能量计算存在误差和总谐波计算方法误差等问题,并能快速的分析出喇叭或整机的失真情况,提高检测的效率和准确性。
为了实现上述目的,本发明提供了一种快速确认喇叭或者整机失真的方法,包括:
设置扫频信号的参数,生成扫频信号以及所述扫频信号的标志位信号;其中,所述扫频信号包括:类指数扫频信号、正弦曲线的扫频信号、线性增长的扫频信号、指数增长的扫频信号和单频信号;
对所述标志位信号进行延时匹配,并对所述扫频信号进行自适应傅里叶变换长度,得到长度适应的扫频信号;
将所述长度适应的扫频信号进行加窗、傅里叶变换以及归一化处理,并对处理后的扫频信号进行能量计算,得到扫频信号的能量值;
根据所述扫频信号的能量值,对所述扫频信号进行多维度的失真数据分析,得到喇叭或整机失真的频率;其中,所述多维度的数据分析包括:多次谐波失真分析、总谐波失真分析、每一个频率对应的总失真分析、频响和相关失真融合分析、喇叭稳定性分析和不同音量类指数扫频信号的相关失真分析。
进一步地,所述生成扫频信号以及所述扫频信号的标志位信号;具体为:首先生成扫频信号的标记位,其次,采用结合频率和时间,生成频率曲线freq,再按频率曲线生成类指数扫频信号,公式如下:
进一步地,所述对所述扫频信号进行自适应傅里叶变换长度,得到长度适应的扫频信号;具体为:
首先,计算当前频率的总数据长度,采用该频率的生成的时间乘以采样频率,用f_all_data表示;
然后,计算当前频率和采样频率的最大公约数,如下公式所示:
fgcd=gcd(fs,f)
其中,fgcd表示最大的公约数,fs表示采样频率,f表示当前频率, gcd表示求最大公约数的matlab函数;
之后,计算该频率最小的计算长度f_min_data,采用如下公式:
接着,求傅里叶变换长度的最大倍数,采用如下公式:
其中,α表示该频率的总数据长度falldata的倍数,默认为0.5;f_min_data 为该频率的最小计算长度;
最后,求当前频率作为能量计算的数字信号长度L,为该频率的最小计算长度乘以傅里叶变换的最大倍数,采用如下公式 L=f_min_data*fftmutliple。
进一步地,所述对处理后的扫频信号进行能量计算,得到扫频信号的能量值;具体采用如下公式计算:
其中,xenergy表示能量值,即振幅值,k表示不同的数字信号采样点。 xreal表示进行傅里叶变换采样点的实部,ximg表示进行傅里叶变换采样点的虚部。
进一步地,所述多次谐波失真分析,采用如下计算公式:
其中,HD(i)表示第i次谐波,i=2,3...p,p表示计算的最后一次失真次数;Ei第i次谐波分量的能量值;E1表示基频的能量值。
进一步地,所述总谐波失真分析,采用如下计算公式:
其中,THD表示总谐波失真,p表示计算的最后一次失真次数;Ep第 p次谐波分量的能量值,E1表示基频的能量值。
进一步地,所述每一个频率对应的总失真分析,采用如下计算公式:
其中fallDistortion表示频率对应的总失真,f_up_abs表示频率f之外的能量,即比频率f高的失真能量,f_abs表示频率f所对应的能量。
进一步地,所述频响和相关失真融合分析,具体为:
将每一个频率对应的总失真和原始信号与录制信号之间的分贝差融合在一张图中展示,横坐标表示频率,左纵坐标表示失真比,右纵坐标表示分贝的变化;
所述喇叭稳定性分析,具体为:
采用了经过多个扫频信号录制得到的数据,对数据进行分析,分别采取了最大值分析、最小值分析和中位数分析等数学统计方法得出了喇叭稳定性情况;其中,所述最大值的分析是用于求每一频率对应的最大总谐波失真和总失真;所述最小值分析是用于求每一频率对应的最小总谐波失真和总失真;所述中位数分析是用于求每一频率对应中位数的总谐波失真和总失真;
所述不同音量类指数扫频信号的相关失真分析,具体为:
在类指数扫频信号生成中,首先通过指定生成不同音量的扫频数字信号,用来测试喇叭在音量达到预先设定的阈值时,对相关失真的影响;然后在生成不同音量的扫频信号之后,将所述不同音量的扫频信号输入到相关失真算法中。
本发明实施例还提供一种快速确认喇叭或者整机失真的系统,所述系统包括:生成单元、延时匹配单元、能量计算单元和失真分析单元;其中,所述生成单元,用于设置扫频信号的参数,生成扫频信号以及所述扫频信号的标志位信号;其中,所述扫频信号包括:类指数扫频信号、正弦曲线的扫频信号、线性增长的扫频信号、指数增长的扫频信号和单频信号;
所述延时匹配单元,用于对所述标志位信号进行延时匹配,并对所述扫频信号进行自适应傅里叶变换长度,得到长度适应的扫频信号;
所述能量计算单元,用于将所述长度适应的扫频信号进行加窗、傅里叶变换以及归一化处理,并对处理后的扫频信号进行能量计算,得到扫频信号的能量值;
所述失真分析单元,用于根据所述扫频信号的能量值,对所述扫频信号进行多维度的失真数据分析,得到喇叭或整机失真的频率;其中,所述多维度的数据分析包括:多次谐波失真分析、总谐波失真分析、每一个频率对应的总失真分析、频响和相关失真融合分析、喇叭稳定性分析和不同音量类指数扫频信号的相关失真分析。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述快速确认喇叭或者整机失真的方法。
本发明实施例一种快速确认喇叭或者整机失真的方法、系统和计算机可读存储介质与现有技术相比,其有益效果在于:
本发明通过对采用多种扫频信号进行融合处理,可以准确的提取相对应的频率和持续的时间,并提出了自适应傅里叶变换长度的计算不同频率的能量方法,之后再结合改进的总谐波失真计算方法上创新性的增加了一种计算所对应频率总失真的等方法,解决了现有技术中生成扫频信号时获取相对于的频率存在误差、不同频率之间计算能量计算存在误差和总谐波计算方法误差等问题,本发明能够快速的分析出喇叭或整机的失真情况,提高检测的效率和准确性。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的一种快速确认喇叭或者整机失真方法的流程示意图;
图2为本发明第一实施例提供的一种快速确认喇叭或者整机失真方法中扫频信号生成流程示意图。
图3为本发明第二实施例提供的一种快速确认喇叭或者整机失真系统结构示意图。
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做出创造性劳动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。
应当理解,文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述,不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
应当理解,在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
本发明第一实施例:
请参阅图1,本发明实施例提供的一种快速确认喇叭或者整机失真的方法,至少包括如下步骤:
S101、设置扫频信号的参数,生成扫频信号以及所述扫频信号的标志位信号;其中,所述扫频信号包括:类指数扫频信号、正弦曲线的扫频信号、线性增长的扫频信号、指数增长的扫频信号和单频信号;
对于步骤S101,需要补充说明的是,扫频信号是由一系列频率呈现规律递增和时间随频率变化组成的数字音频信号。在本发明中,首先生成的是类扫频信号,该信号指频率并不是一直变化的,而是在一段时间内,频率是不变的,但在语谱图上,能量的分布总体是为指数增长的。在类扫频信号的生成时,要特别注意在频率发生变化时,不同频率之间的过渡。这就要重点考虑相位的变化,假如不考虑这些因素,就会导致大量的频谱泄露,在测试时,会有巨大的误差。
生成类指数扫频方式为:首先采用结合频率和时间,生成频率曲线freq,再按频率曲线生成类指数扫频信号,具体公式如下:
在生成频率曲线时,本发明是充分结合采样频率和要生成频率之间的关系,必须保证它们之间存在一个最大公约数,并且此最大公约数要能与采样频率整除。
需要特别说明的是,本发明在生成各种扫频信号时,会首先生成标记位,该标记位能量值要设置相对的高,使得信号在录制时不会消失,这对后面信号的对齐是至关重要的。之后本发明还生成了频率变化为正弦曲线的扫频信号、线性增长的扫频信号、指数增长的扫频信号和单频信号等各种信号,多维度测试喇叭或整机的失真情况,需要指出的是,本发明在计算相关失真时,主要采用的是类指数扫频信号和单频信号。
为了验证喇叭的失真稳定性和不同音量的类扫频信号对喇叭失真的影响等相关的测试验证,本发明生成了融合六种扫频的信号,并且生成的扫频信号段数时可以指定的,之后在消音室完成数据的录制和采集。
S102、对所述标志位信号进行延时匹配,并对所述扫频信号进行自适应傅里叶变换长度,得到长度适应的扫频信号;
对于步骤S102,需要补充说明的是,对于延时匹配,在步骤S101 中,生成了较大分贝的标记位,对于寻找起始信号的位置具有较高的准确度。具体实现对齐的方法为:
首先,计算录制扫频信号的长度并初始化位置变量;然后,从初始位置开始遍历,直至找到原始信号产生的那一个高分贝信号;最后,更新录制信号的起始变量,该变量即为对齐的位置。
对齐的关键操作是在信号开始生成之前,生成一个高分贝的数字信号,保证在录制过程中,也可以被录制到,在之后的信号对齐,有比较大的作用。接着,需要生成空白的1s信号,保证录制机器的稳定性。
对于步骤S102,对于所有频率的自适应傅里叶变换长度,具体操作为:在类指数扫频信号中,由于不同的信号过渡还是有误差存在,为了保证其误差降到最低,每个频率都从该频率总长度0.3倍位置处开始选取。采用的方案如下:
首先,计算当前频率的总数据长度,采用该频率的生成的时间乘以采样频率,用f_all_data表示;
然后,计算当前频率和采样频率的最大公约数,如下公式所示:
fgcd=gcd(fs,f)
其中,fgcd表示最大的公约数,fs表示采样频率,f表示当前频率, gcd表示求最大公约数的matlab函数;
之后,计算该频率最小的计算长度f_min_data,采用如下公式:
接着,求傅里叶变换长度的最大倍数,采用如下公式:
其中,α表示该频率的总数据长度falldata的倍数,默认为0.5;f_min_data 为该频率的最小计算长度;
最后,求当前频率作为能量计算的数字信号长度L,为该频率的最小计算长度乘以傅里叶变换的最大倍数,采用如下公式:
L=f_min_data*fftmutliple。
S103、将所述长度适应的扫频信号进行加窗、傅里叶变换以及归一化处理,并对处理后的扫频信号进行能量计算,得到扫频信号的能量值;
对于步骤S103,需要补充说明的是,对步骤S102截取的相对频率数据进行加窗平缓操作,本发明采用的是窗函数为汉宁窗(hanning),用输入的数字信号与窗函数相乘,即可得到数字信号加窗之后的结果。在此过程中,需要格外注意的是窗函数大小要与处理的数字信号的长度一样。
傅里叶变换是将正弦数字信号转换为各种不同频率的叠加,在经过加窗之后的数字信号,再调用傅里叶变换函数即可得到结果。值得注意的是,傅里叶变换长度也需要和数字处理信号的长度一样。具体实现方法如下所示:
首先,针对该频率的数据进行加窗操作;
然后,对加窗之后的数据进行傅里叶变换,得到实数数据,并进行傅里的归一化处理,只要将复数数据除以傅里叶变换长度即可。
接着,计算该频率数字信号的能量值;
在经过上述处理之后,得到了一系列的实数点,根据这些实数点,采用如下公式:
其中,xenergy表示能量值,即振幅值,k表示不同的数字信号采样点。 xreal表示进行傅里叶变换采样点的实部,ximg表示进行傅里叶变换采样点的虚部。
在当前频率对应的数据选取时非常关键,不仅要考虑数据在不同频率之间的过渡误差,还要尽可能的选取足够长的数据进行能量的计算,自适应傅里叶变换倍数的选取就显得格外重要。
S104、根据所述扫频信号的能量值,对所述扫频信号进行多维度的失真数据分析,得到喇叭或整机失真的频率;其中,所述多维度的数据分析包括:多次谐波失真分析、总谐波失真分析、每一个频率对应的总失真分析、频响和相关失真融合分析、喇叭稳定性分析和不同音量类指数扫频信号的相关失真分析。
对于步骤S104,需要补充说明的是,谐波失真是指输出信号比输入信号多出的谐波成分。谐波失真是系统不完全线性造成的。所有附加谐波电平之和称为总谐波失真。总谐波失真与频率有关。一般说来, 500Hz频率处的总谐波失真最小,因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标。
关于多次谐波失真的计算,不同标准的定义是不同的。本发明采用了如下公式定义进行计算:
其中,HD(i)表示第i次谐波,i=2,3...p,p表示计算的最后一次失真次数;Ei第i次谐波分量的能量值;E1表示基频的能量值。
总谐波失真分析,采用如下计算公式:
其中,THD表示总谐波失真,p表示计算的最后一次失真次数;Ep第 p次谐波分量的能量值,E1表示基频的能量值。
在多次谐波和总谐波失真的计算过程中,本发明加入单频音进行验证,结果和类指数扫频信号截取出的对于频率计算结果是一致的,保证了算法的准确性。
需要补充说明的是,在某个频率对应的总失真,并没有相关的计算公式,本发明提出了如下的计算公式:
其中fallDistortion表示频率对应的总失真,f_up_abs表示频率f之外的能量,即比频率f高的失真能量,f_abs表示频率f所对应的能量。
需要补充说明的是,频响图即为原始信号和录制信号之间能量相差的变化图。其能量已经进行傅里叶变换归一化处理。
本发明将总谐波失真、每一个频率对应的总失真和原始信号与录制信号之间的分贝差融合在一张图中展示,横坐标表示频率,左纵坐标表示失真比,右纵坐标表示分贝的变化。在此图中可以较好的反映出不同分贝和不同频率的失真度。
在本发明的某一个实施例中,为了测试喇叭的稳定性,本发明生成了多个类指数扫频信号,并在消音室进行了数据的录制,将数据应用在算法上。为了多维度反映失真的情况,本发明采用了经过多个扫频信号录制得到的数据,对数据进行分析,分别采取了最大值、最小值和中位数等数学统计方法得出了喇叭稳定性情况。
最大值的分析主要是对多个扫频信号产生的每一个频率都可以对应多个总谐波失真和总失真,该分析是求每一频率对应的最大总谐波失真和总失真。同理最小值分析就是求每一频率对应的最小总谐波失真和总失真,中位数就是求每一频率对应中位数的总谐波失真和总失真。本发明采取了不同统计方法的失真数据分析,可以进一步确定喇叭或整机失真的稳定性。
需要补充说明的是,在类指数扫频信号生成中,可以指定生成不同音量的扫频数字信号,用来测试喇叭在音量达到足够大时,对相关失真的影响。生成不同音量的扫频信号之后,只需要传入上述步骤的相关失真算法中,即可得到不同音量喇叭的失真情况。
在本实施例中,通过对采用多种扫频信号进行融合处理,可以准确的提取相对应的频率和持续的时间,并提出了自适应傅里叶变换长度的计算不同频率的能量方法,之后再结合改进的总谐波失真计算方法上创新性的增加了一种计算所对应频率总失真的等方法,解决了现有技术中生成扫频信号时获取相对于的频率存在误差、不同频率之间计算能量计算存在误差和总谐波计算方法误差等问题,本发明能够快速的分析出喇叭或整机的失真情况,提高检测的效率和准确性。
本发明第二实施例:
本发明实施例还提供了一种快速确认喇叭或者整机失真的系统200,所述系统200包括:生成单元201、延时匹配单元202、能量计算单元203和失真分析单元204;其中,
所述生成单元201,用于设置扫频信号的参数,生成扫频信号以及所述扫频信号的标志位信号;其中,所述扫频信号包括:类指数扫频信号、正弦曲线的扫频信号、线性增长的扫频信号、指数增长的扫频信号和单频信号;
所述延时匹配单元202,用于对所述标志位信号进行延时匹配,并对所述扫频信号进行自适应傅里叶变换长度,得到长度适应的扫频信号;
所述能量计算单元203,用于将所述长度适应的扫频信号进行加窗、傅里叶变换以及归一化处理,并对处理后的扫频信号进行能量计算,得到扫频信号的能量值;
所述失真分析单元204,用于根据所述扫频信号的能量值,对所述扫频信号进行多维度的失真数据分析,得到喇叭或整机失真的频率;其中,所述多维度的数据分析包括:多次谐波失真分析、总谐波失真分析、每一个频率对应的总失真分析、频响和相关失真融合分析、喇叭稳定性分析和不同音量类指数扫频信号的相关失真分析。
本发明第三实施例:
本发明实施例还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质,该程序指令被处理器执行时实现如上述任一项实施例所述的手术开台信息推送方法的步骤。例如,该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器,上述程序指令可由计算机终端设备的处理器执行以完成如上述任一项实施例所述的一种快速确认喇叭或者整机失真的方法,并达到如上述方法一致的技术效果。
以上所述仅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,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种快速确认喇叭或者整机失真的方法,其特征在于,包括:
设置扫频信号的参数,生成扫频信号以及所述扫频信号的标志位信号;其中,所述扫频信号为多种扫频信号的融合,包括:类指数扫频信号、正弦曲线的扫频信号、线性增长的扫频信号、指数增长的扫频信号和单频信号,公式如下:
对所述标志位信号进行延时匹配,并对所述扫频信号进行自适应傅里叶变换长度,得到长度适应的扫频信号;
将所述长度适应的扫频信号进行加窗、傅里叶变换以及归一化处理,并对处理后的扫频信号进行能量计算,得到扫频信号的能量值;
根据所述扫频信号的能量值,对所述扫频信号进行多维度的失真数据分析,得到喇叭或整机失真的频率;其中,所述多维度的数据分析包括:多次谐波失真分析、总谐波失真分析、每一个频率对应的总失真分析、频响和相关失真融合分析、喇叭稳定性分析和不同音量类指数扫频信号的相关失真分析;
所述对所述扫频信号进行自适应傅里叶变换长度,得到长度适应的扫频信号;具体为:
首先,计算当前频率的总数据长度,采用该频率的生成的时间乘以采样频率,用f_all_data表示;
然后,计算当前频率和采样频率的最大公约数,如下公式所示:
fgcd=gcd(fs,f)
其中,fgcd表示最大的公约数,fs表示采样频率,f表示当前频率,gcd表示求最大公约数的matlab函数;
之后,计算该频率最小的计算长度f_min_data,采用如下公式:
接着,求傅里叶变换长度的最大倍数,采用如下公式:
其中,α表示该频率的总数据长度falldata 的倍数,默认为0.5;f_min_data为该频率的最小计算长度;
最后,求当前频率作为能量计算的数字信号长度L,为该频率的最小计算长度乘以傅里叶变换的最大倍数,采用如下公式:
L=f_min_data*fftmutliple
所述每一个频率对应的总失真分析,采用如下计算公式:
其中fallDistortion表示频率对应的总失真,f_up_abs表示频率f之外的能量,即比频率f高的失真能量,f_abs表示频率f所对应的能量。
5.根据权利要求1所述的快速确认喇叭或者整机失真的方法,其特征在于,所述频响和相关失真融合分析,具体为:
将每一个频率对应的总失真和原始信号与录制信号之间的分贝差融合在一张图中展示,横坐标表示频率,左纵坐标表示失真比,右纵坐标表示分贝的变化;
所述喇叭稳定性分析,具体为:
采用了经过多个扫频信号录制得到的数据,对数据进行分析,分别采取了最大值分析、最小值分析和中位数分析等数学统计方法得出了喇叭稳定性情况;其中,所述最大值的分析是用于求每一频率对应的最大总谐波失真和总失真;所述最小值分析是用于求每一频率对应的最小总谐波失真和总失真;所述中位数分析是用于求每一频率对应中位数的总谐波失真和总失真;
所述不同音量类指数扫频信号的相关失真分析,具体为:
在类指数扫频信号生成中,首先通过指定生成不同音量的扫频数字信号,用来测试喇叭在音量达到预先设定的阈值时,对相关失真的影响;然后在生成不同音量的扫频信号之后,将所述不同音量的扫频信号输入到相关失真算法中。
6.一种快速确认喇叭或者整机失真的系统,其特征在于,所述系统包括:生成单元、延时匹配单元、能量计算单元和失真分析单元;其中,
所述生成单元,用于设置扫频信号的参数,生成扫频信号以及所述扫频信号的标志位信号;其中,所述扫频信号为多种扫频信号的融合,包括:类指数扫频信号、正弦曲线的扫频信号、线性增长的扫频信号、指数增长的扫频信号和单频信号,公式如下:
所述延时匹配单元,用于对所述标志位信号进行延时匹配,并对所述扫频信号进行自适应傅里叶变换长度,得到长度适应的扫频信号;
具体为:
首先,计算当前频率的总数据长度,采用该频率的生成的时间乘以采样频率,用f_all_data表示;
然后,计算当前频率和采样频率的最大公约数,如下公式所示:
fgcd=gcd(fs,f)
其中,fgcd表示最大的公约数,fs表示采样频率,f表示当前频率,gcd表示求最大公约数的matlab函数;
之后,计算该频率最小的计算长度f_min_data,采用如下公式:
接着,求傅里叶变换长度的最大倍数,采用如下公式:
其中,α表示该频率的总数据长度falldata的倍数,默认为0.5;f_min_data为该频率的最小计算长度;
最后,求当前频率作为能量计算的数字信号长度L,为该频率的最小计算长度乘以傅里叶变换的最大倍数,采用如下公式:
L=f_min_data*fftmutliple
所述能量计算单元,用于将所述长度适应的扫频信号进行加窗、傅里叶变换以及归一化处理,并对处理后的扫频信号进行能量计算,得到扫频信号的能量值;
所述失真分析单元,用于根据所述扫频信号的能量值,对所述扫频信号进行多维度的失真数据分析,得到喇叭或整机失真的频率;其中,所述多维度的数据分析包括:多次谐波失真分析、总谐波失真分析、每一个频率对应的总失真分析、频响和相关失真融合分析、喇叭稳定性分析和不同音量类指数扫频信号的相关失真分析;
所述每一个频率对应的总失真分析,采用如下计算公式:
其中fallDistortion表示频率对应的总失真,f_up_abs表示频率f之外的能量,即比频率f高的失真能量,f_abs表示频率f所对应的能量。
7.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述快速确认喇叭或者整机失真的方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011513785.4A CN112702687B (zh) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 一种快速确认喇叭或者整机失真的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011513785.4A CN112702687B (zh) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 一种快速确认喇叭或者整机失真的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112702687A CN112702687A (zh) | 2021-04-23 |
CN112702687B true CN112702687B (zh) | 2022-10-11 |
Family
ID=75509142
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011513785.4A Active CN112702687B (zh) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 一种快速确认喇叭或者整机失真的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112702687B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114071343B (zh) * | 2021-11-15 | 2024-06-07 | 苏州华兴源创科技股份有限公司 | 音频设备的测试方法、测试装置及计算机设备 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105092197A (zh) * | 2015-06-19 | 2015-11-25 | 北京航天斯达科技有限公司 | 一种多自由度正弦振动控制方法及控制器 |
CN110049421A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-07-23 | 瑞声科技(新加坡)有限公司 | 屏幕发声装置音频失真的测试方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101170843B (zh) * | 2007-11-30 | 2010-12-15 | 清华大学 | 扬声器在线纯音故障诊断方法 |
CN101426169B (zh) * | 2008-11-27 | 2013-05-15 | 嘉兴中科声学科技有限公司 | 一种快速检测发声体声响应参数的时域跟踪滤波器及系统 |
CN104918190A (zh) * | 2015-04-13 | 2015-09-16 | 歌尔声学股份有限公司 | 扬声器装置和降低扬声器失真问题的方法 |
CN106331951B (zh) * | 2016-08-18 | 2019-10-11 | 苏州上声电子股份有限公司 | 一种基于连续对数扫频的谐波失真测量方法及系统 |
CN107231597B (zh) * | 2017-05-25 | 2020-05-15 | 深圳市泰衡诺科技有限公司 | 扬声器谐波失真值的测试方法及系统 |
-
2020
- 2020-12-18 CN CN202011513785.4A patent/CN112702687B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105092197A (zh) * | 2015-06-19 | 2015-11-25 | 北京航天斯达科技有限公司 | 一种多自由度正弦振动控制方法及控制器 |
CN110049421A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-07-23 | 瑞声科技(新加坡)有限公司 | 屏幕发声装置音频失真的测试方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112702687A (zh) | 2021-04-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103718242B (zh) | 采用谱运动变换的用于处理声音信号的系统和方法 | |
CN104485117B (zh) | 一种录音设备检测的方法及其系统 | |
CN106255027B (zh) | 一种非线性音频系统的音质可听化评估方法及系统 | |
CN111912521B (zh) | 一种非平稳信号的频率检测方法和存储介质 | |
CN106643982B (zh) | 一种基于声波共振频率的液位测量方法 | |
Huibin et al. | Energy based signal parameter estimation method and a comparative study of different frequency estimators | |
EP3121608B1 (en) | Method of modeling characteristics of a non linear system. | |
CN112446323A (zh) | 基于改进emd模态混叠和端点效应的hht谐波分析方法 | |
US9626949B2 (en) | System of modeling characteristics of a musical instrument | |
CN112702687B (zh) | 一种快速确认喇叭或者整机失真的方法 | |
Müller-Trapet | On the practical application of the impulse response measurement method with swept-sine signals in building acoustics | |
CN104729677B (zh) | 一种非平稳噪声信号的时域数字计权方法 | |
JP2009211021A (ja) | 残響時間推定装置及び残響時間推定方法 | |
JP2867769B2 (ja) | 音響測定方法およびその装置 | |
JPWO2006035776A1 (ja) | 音場測定方法および音場測定装置 | |
Vencovský et al. | Distortion-product otoacoustic emissions measured using synchronized swept-sines | |
Jeong | Flow resistivity estimation from practical absorption coefficients of fibrous absorbers | |
Defrance et al. | Finding the onset of a room impulse response: Straightforward? | |
KR102036790B1 (ko) | 계단-주파수 반사파 계측법을 이용하는 케이블 결함 평가 시스템 및 방법 | |
Wolf et al. | Amplitude and frequency estimator for aperiodic multi-frequency noisy vibration signals of a tram gearbox | |
US6873923B1 (en) | Systems and methods for performing analysis of a multi-tone signal | |
CN110007342A (zh) | 一种用于低信噪比地震信号的时频域直接拾取初至方法及系统 | |
CN116165486A (zh) | 一种局部放电脉冲电场时域波形恢复方法及系统 | |
US12058498B2 (en) | Noise detection device and method thereof | |
CN117676419A (zh) | 一种啁啾信号的时间频率响应方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |