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 PDF

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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
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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

一种快速确认喇叭或者整机失真的方法
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:
Figure BDA0002845187890000031
Figure BDA0002845187890000032
其中,y表示生成的正弦数字信号,db表示数字信号的幅值,N 表示频率的总长度,x(0)=0,fs表示采样频率;
Figure BDA0002845187890000033
表示频率freq(i)在扫频信号处的相位。
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:
Figure BDA0002845187890000034
接着,求傅里叶变换长度的最大倍数,采用如下公式:
Figure BDA0002845187890000035
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:
Figure BDA0002845187890000041
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:
Figure BDA0002845187890000042
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:
Figure BDA0002845187890000043
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:
Figure BDA0002845187890000044
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:
Figure BDA0002845187890000071
Figure BDA0002845187890000081
其中,y表示生成的正弦数字信号,db表示数字信号的幅值,N 表示频率的总长度,x(0)=0,fs表示采样频率;
Figure BDA0002845187890000082
表示频率freq(i)在扫频信号处的相位。
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:
Figure BDA0002845187890000091
接着,求傅里叶变换长度的最大倍数,采用如下公式:
Figure BDA0002845187890000092
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:
Figure BDA0002845187890000101
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:
Figure BDA0002845187890000111
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:
Figure BDA0002845187890000112
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:
Figure BDA0002845187890000113
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:
Figure FDA0003827121000000011
Figure FDA0003827121000000012
其中,y表示生成的正弦数字信号,db表示数字信号的幅值,N表示频率的总长度,x(0)=0,fs表示采样频率;
Figure FDA0003827121000000013
表示频率freq(i)在扫频信号处的相位;
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:
Figure FDA0003827121000000021
接着,求傅里叶变换长度的最大倍数,采用如下公式:
Figure FDA0003827121000000022
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:
Figure FDA0003827121000000023
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。
2.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:
Figure FDA0003827121000000024
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。
3.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,所述多次谐波失真分析,采用如下计算公式:
Figure FDA0003827121000000031
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。
4.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,所述总谐波失真分析,采用如下计算公式:
Figure FDA0003827121000000032
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。
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:
Figure FDA0003827121000000041
Figure FDA0003827121000000042
其中,y表示生成的正弦数字信号,db表示数字信号的幅值,N表示频率的总长度,x(0)=0,fs表示采样频率;
Figure FDA0003827121000000043
表示频率freq(i)在扫频信号处的相位;
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:
Figure FDA0003827121000000051
接着,求傅里叶变换长度的最大倍数,采用如下公式:
Figure FDA0003827121000000052
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:
Figure FDA0003827121000000061
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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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