CN113543007B - 一种柔性电路板麦克风灵敏度模拟测试电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性电路板麦克风灵敏度模拟测试电路,属于电路测试技术领域,一种柔性电路板麦克风灵敏度模拟测试电路,包括MCU,还包括信号采集电路、模拟信号放大电路、ADC采集电路等,本方案可以实现利用模拟测试电路进行麦克风灵敏度的模拟测试,可以实现模拟信号的放大、滤波和采集,实现与上位机软件网口、串口等接口方式通信,从而达到模拟麦克风测试电压供电方式设计、模拟麦克风差分信号的放大电路设计、模拟麦克风的信号滤波电路设计、模拟麦克风的灵敏度测试固件算法设计,大大提高了麦克风灵敏度测试开发周期,具有高灵活度、可定制性、低成本等优点,对缩短测试开发周期、提高市场竞争力、降低运营成本具有深远的意义。
Description
技术领域
本发明涉及电路测试技术领域,更具体地说,涉及一种柔性电路板麦克风灵敏度模拟测试电路。
背景技术
麦克风灵敏度,即模拟输出电压或数字输出值与输入压力之比,对任何麦克风来说都是一项关键指标。在输入已知的情况下,从声域单元到电域单元的映射决定麦克风输出信号的幅度。
现有的麦克风灵敏度测试方法一般是在94dB的声压级下,用1KHz的正弦波进行测量。目前3C产品上柔性电路板上集成一组或多组模拟麦克风芯片,这种测试一般都是非标定制,对设备的空间大小,开发周期,可定制性,成本,稳定性提出了很高的要求。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种柔性电路板麦克风灵敏度模拟测试电路,可以实现。
2.技术方案
为解决上述问题,本发明采用如下的技术方案。
一种柔性电路板麦克风灵敏度模拟测试电路,包括MCU,所述MCU为STM32最小控制系统,还包括电源产生电路、DUT供电电路、信号采集电路、模拟信号放大电路、信号滤波电路、AC-DC整流电路、ADC采集电路和RS232通信电路;
所述STM32最小控制系统分别与DUT供电电路、信号采集电路、模拟信号放大电路、信号滤波电路、AC-DC整流电路、ADC采集电路相连接,用于用于整个测试电路的控制;
所述电源产生电路与STM32最小控制系统连接,用于为STM32最小控制系统和外围芯片提供工作电源;
所述DUT供电电路与待测试麦克风电性连接,用于为待测试麦克风提供电压;
所述信号采集电路分别与待测试麦克风和模拟信号放大电路连接,用于采集待测试麦克风的测试输出信号并将采集到的模拟信号输入至模拟信号放大电路;
所述模拟信号放大电路与信号滤波电路连接,用于放大模拟麦克风信号并将放大后的麦克风放大信号传输至信号滤波电路;
所述信号滤波电路与AC-DC整流电路连接,用于滤出放大信号的杂波、提取1KHz的正弦波信号,并将提取后的正弦波信号传输至AC-DC整流电路;
所述AC-DC整流电路与电压计量表连接,用于将交流信号转换成直流信号,并通过电压计量表转换成电压值;
所述ADC采集电路与电压计量表连接,用于采集电压计量表转换的直流电压;
所述RS232通信电路用于与上位机进行电脑通信,并提供各种类型的通信方式,运用工业上的多工站协同工作。
进一步的,所述STM32最小控制系统包括STM32F107VCT6中央处理器、复位按钮和24MHz晶振晶振,所述STM32F107VCT6中央处理器包含100个引脚,通过运行固件程序,PCB控制信号采集,提供参考频率,通信,级联扩展功能。
进一步的,所述电源产生电路包括24V转±5V电路和5V转3.3V电路,24V转±5V电路内连接有WRA2405S-3WR2,5V转3.3V电路内连接有AMS1117,WRA2405S-3WR2和AMS1117为DC-DC降压芯片,所述WRA2405S-3WR2降压芯片连接有多个电容和电感,电容和电感起滤波效果,24V电压由VIN引脚输入经过WRA2405S-3WR2降压芯片降压后,由VOUT引脚输出5V电压,由CS引脚输出-5V电压,实现将24V转换成±5V输出;所述AMS1117降压芯片连接有多个电容和电感,并连接有D2和D3,电容和电感起滤波效果,D2和D3为电源指示灯,5V电压由IN引脚输入,经过AMS1117降压芯片降压后,由OUT2引脚输出3.3V电压,实现将5V转换成3.3V电压输出。
进一步的,所述DUT供电电路包括1.6V供电电路和2.75V供电电路,1.6V供电电路用于将输入电压转换成1.6V电压并为麦克风供电,2.75V供电电路用于将输入电压转换成2.75V电压并为麦克风供电,所述1.6V供电电路包括LT1763芯片、多个电阻和电容,并连接有可调节电阻W1和LED3,可调节电阻W1用于电压调节,LED3为电压指示灯,电容用于滤波,5V电压由VIN引脚输入,经过LT1763芯片调节后,由OUT引脚输出1.6V电压;所述2.75V供电电路包括LT1763芯片、多个电阻和电容,并连接有可调节电阻W2和LED4,可调节电阻W2用于电压调节,LED4为电压指示灯,电容用于滤波,5V电压由VIN引脚输入,经过LT1763芯片调节后,由OUT引脚输出2.7V电压。
进一步的,所述模拟信号放大电路包括运算放大电路U12A和U12B,运算放大电路U12A和U12B组合形成差分放大电路,差分放大电路连接有多个电阻和电容,电容用于隔离直流杂波,麦克风输出信号为差分信号,差分信号经过差分放大电路,信号得到放大。
进一步的,所述信号滤波电路包括滤波芯片,滤波芯片连接有多个电阻和电容下形成800-2000Hz的带通滤波电路,允许麦克风的1000Hz信号通过,麦克风信号由INVA引脚进入滤波芯片,经过滤波芯片进行滤波,从BPB引脚输出标准的1000Hz信号。
进一步的,所述AC-DC整流电路包括整流芯片,整流芯片连接有多个电容和电阻,形成整流电路,交流信号由VIN引脚输入,经过整流芯片整流后转换成直流信号,由OUTPUT引脚输出,送入电压采集电路。
进一步的,所述ADC整流电路包括REF3318电压基准芯片,REF3318芯片连接有电容和电阻,电压经过MCU采集以后,由Vin引脚输入,并由Vout引脚输出,运用最小二乘法结合冒泡法的固件计算方式,得出麦克风灵敏度的数值。
进一步的,所述RS232通信电路包括RS232通信芯片MAX3232和DB9接头,MAX3232连接有多个电阻,用于实现TTL电平转成成232电平,DB9接头可直接与电脑连接,用于进行RS232方式通信。
3.有益效果
相比于现有技术,本发明的优点在于:
本方案可以实现利用模拟测试电路进行麦克风灵敏度的模拟测试,可以实现模拟信号的放大、滤波和采集,实现与上位机软件网口、串口等接口方式通信,从而达到模拟麦克风测试电压供电方式设计、模拟麦克风差分信号的放大电路设计、模拟麦克风的信号滤波电路设计、模拟麦克风的灵敏度测试固件算法设计,大大提高了麦克风灵敏度测试开发周期,具有高灵活度、可定制性、低成本等优点,对缩短测试开发周期、提高市场竞争力、降低运营成本具有深远的意义。
附图说明
图1为本发明的电路模块示意图;
图2为本发明中MCU的电路结构示意图;
图3为本发明中电源产生电路的电路连接示意图;
图4为本发明中1.6V供电电路的电路连接示意图;
图5为本发明中2.75V供电电路的电路连接示意图;
图6为本发明中模拟信号放大电路的电路连接示意图;
图7为本发明中信号滤波电路的电路连接示意图;
图8为本发明中AC-DC整流电路的电路连接示意图;
图9为本发明中ADC采集电路的电路连接示意图;
图10为本发明中RS232通信电路的电路连接示意图。
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。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1:
请参阅图1,一种柔性电路板麦克风灵敏度模拟测试电路,包括MCU,MCU为STM32最小控制系统,还包括电源产生电路、DUT供电电路、信号采集电路、模拟信号放大电路、信号滤波电路、AC-DC整流电路、ADC采集电路和RS232通信电路;
STM32最小控制系统分别与DUT供电电路、信号采集电路、模拟信号放大电路、信号滤波电路、AC-DC整流电路、ADC采集电路相连接,用于用于整个测试电路的控制;
电源产生电路与STM32最小控制系统连接,用于为STM32最小控制系统和外围芯片提供工作电源;
DUT供电电路与待测试麦克风电性连接,用于为待测试麦克风提供电压;
信号采集电路分别与待测试麦克风和模拟信号放大电路连接,用于采集待测试麦克风的测试输出信号并将采集到的模拟信号输入至模拟信号放大电路;
模拟信号放大电路与信号滤波电路连接,用于放大模拟麦克风信号并将放大后的麦克风放大信号传输至信号滤波电路;
信号滤波电路与AC-DC整流电路连接,用于滤出放大信号的杂波、提取1KHz的正弦波信号,并将提取后的正弦波信号传输至AC-DC整流电路;
AC-DC整流电路与电压计量表连接,用于将交流信号转换成直流信号,并通过电压计量表转换成电压值;
ADC采集电路与电压计量表连接,用于采集电压计量表转换的直流电压;
RS232通信电路用于与上位机进行电脑通信,并提供各种类型的通信方式,运用工业上的多工站协同工作。
请参阅图2,STM32最小控制系统包括STM32F107VCT6中央处理器、复位按钮和24MHz晶振晶振,STM32F107VCT6中央处理器包含100个引脚,通过运行固件程序,PCB控制信号采集,提供参考频率,通信,级联扩展功能。
请参阅图3,电源产生电路包括24V转±5V电路和5V转3.3V电路,24V转±5V电路内连接有WRA2405S-3WR2,5V转3.3V电路内连接有AMS1117,WRA2405S-3WR2和AMS1117为DC-DC降压芯片,WRA2405S-3WR2降压芯片连接有多个电容和电感,电容和电感起滤波效果,24V电压由VIN引脚输入经过WRA2405S-3WR2降压芯片降压后,由VOUT引脚输出5V电压,由CS引脚输出-5V电压,实现将24V转换成±5V输出;AMS1117降压芯片连接有多个电容和电感,并连接有D2和D3,电容和电感起滤波效果,D2和D3为电源指示灯,5V电压由IN引脚输入,经过AMS1117降压芯片降压后,由OUT2引脚输出3.3V电压,实现将5V转换成3.3V电压输出。
请参阅图4-5,DUT供电电路包括1.6V供电电路和2.75V供电电路,1.6V供电电路用于将输入电压转换成1.6V电压并为麦克风供电,2.75V供电电路用于将输入电压转换成2.75V电压并为麦克风供电;
请参阅图4,1.6V供电电路包括LT1763芯片、多个电阻和电容,并连接有可调节电阻W1和LED3,可调节电阻W1用于电压调节,LED3为电压指示灯,电容用于滤波,5V电压由VIN引脚输入,经过LT1763芯片调节后,由OUT引脚输出1.6V电压;
请参阅图5,2.75V供电电路包括LT1763芯片、多个电阻和电容,并连接有可调节电阻W2和LED4,可调节电阻W2用于电压调节,LED4为电压指示灯,电容用于滤波,5V电压由VIN引脚输入,经过LT1763芯片调节后,由OUT引脚输出2.7V电压。
请参阅图6,模拟信号放大电路包括运算放大电路U12A和U12B,运算放大电路U12A和U12B组合形成差分放大电路,差分放大电路连接有多个电阻和电容,电容用于隔离直流杂波,麦克风输出信号为差分信号,差分信号经过差分放大电路,信号得到放大。
请参阅图7,信号滤波电路包括滤波芯片,滤波芯片连接有多个电阻和电容下形成800-2000Hz的带通滤波电路,允许麦克风的1000Hz信号通过,麦克风信号由INVA引脚进入滤波芯片,经过滤波芯片进行滤波,从BPB引脚输出标准的1000Hz信号。
请参阅图8,AC-DC整流电路包括整流芯片,整流芯片连接有多个电容和电阻,形成整流电路,交流信号由VIN引脚输入,经过整流芯片整流后转换成直流信号,由OUTPUT引脚输出,送入电压采集电路。
请参阅图9,ADC整流电路包括REF3318电压基准芯片,REF3318芯片连接有电容和电阻,电压经过MCU采集以后,由Vin引脚输入,并由Vout引脚输出,运用最小二乘法结合冒泡法的固件计算方式,得出麦克风灵敏度的数值。
请参阅图10,RS232通信电路包括RS232通信芯片MAX3232和DB9接头,MAX3232连接有多个电阻,用于实现TTL电平转成成232电平,DB9接头可直接与电脑连接,用于进行RS232方式通信。
本方案可以实现利用模拟测试电路进行麦克风灵敏度的模拟测试,可以实现模拟信号的放大、滤波和采集,实现与上位机软件网口、串口等接口方式通信,从而达到模拟麦克风测试电压供电方式设计、模拟麦克风差分信号的放大电路设计、模拟麦克风的信号滤波电路设计、模拟麦克风的灵敏度测试固件算法设计,大大提高了麦克风灵敏度测试开发周期,具有高灵活度、可定制性、低成本等优点,对缩短测试开发周期、提高市场竞争力、降低运营成本具有深远的意义。
以上所述;仅为本发明较佳的具体实施方式;但本发明的保护范围并不局限于此;任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内;根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变;都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种柔性电路板麦克风灵敏度模拟测试电路,包括MCU,所述MCU为STM32最小控制系统,还包括电源产生电路、DUT供电电路、信号采集电路、模拟信号放大电路、信号滤波电路、AC-DC整流电路、ADC采集电路和RS232通信电路;所述STM32最小控制系统分别与DUT供电电路、信号采集电路、模拟信号放大电路、信号滤波电路、AC-DC整流电路、ADC采集电路相连接,用于整个测试电路的控制;所述电源产生电路与STM32最小控制系统连接,用于为STM32最小控制系统和外围芯片提供工作电源;所述DUT供电电路与待测试麦克风电性连接,用于为待测试麦克风提供电压;所述信号采集电路分别与待测试麦克风和模拟信号放大电路连接,用于采集待测试麦克风的测试输出信号并将采集到的模拟信号输入至模拟信号放大电路;所述模拟信号放大电路与信号滤波电路连接,用于放大模拟麦克风信号并将放大后的麦克风放大信号传输至信号滤波电路;所述信号滤波电路与AC-DC整流电路连接,用于滤出放大信号的杂波、提取1KHz的正弦波信号,并将提取后的正弦波信号传输至AC-DC整流电路;所述AC-DC整流电路与电压计量表连接,用于将交流信号转换成直流信号,并通过电压计量表转换成电压值;所述ADC采集电路与电压计量表连接,用于采集电压计量表转换的直流电压;所述RS232通信电路用于与上位机进行电脑通信,并提供各种类型的通信方式,运用工业上的多工站协同工作;
其特征在于:所述模拟信号放大电路包括运算放大电路U12A和U12B,运算放大电路U12A和U12B组合形成差分放大电路,差分放大电路连接有多个电阻和电容,电容用于隔离直流杂波,麦克风输出信号为差分信号,差分信号经过差分放大电路,信号得到放大;
所述电源产生电路包括24V转±5V电路和5V转3.3V电路,24V转±5V电路内连接有WRA2405S-3WR2,5V转3.3V电路内连接有AMS1117,WRA2405S-3WR2和AMS1117为DC-DC降压芯片,所述WRA2405S-3WR2降压芯片连接有多个电容和电感,电容和电感起滤波效果,24V电压由VIN引脚输入经过WRA2405S-3WR2降压芯片降压后,由VOUT引脚输出5V电压,由CS引脚输出-5V电压,实现将24V转换成±5V输出;所述AMS1117降压芯片连接有多个电容和电感,并连接有D2和D3,电容和电感起滤波效果,D2和D3为电源指示灯,5V电压由IN引脚输入,经过AMS1117降压芯片降压后,由OUT2引脚输出3.3V电压,实现将5V转换成3.3V电压输出;所述DUT供电电路包括1.6V供电电路和2.75V供电电路,1.6V供电电路用于将输入电压转换成1.6V电压并为麦克风供电,2.75V供电电路用于将输入电压转换成2.75V电压并为麦克风供电,所述1.6V供电电路包括LT1763芯片、多个电阻和电容,并连接有可调节电阻W1和LED3,可调节电阻W1用于电压调节,LED3为电压指示灯,电容用于滤波,5V电压由VIN引脚输入,经过LT1763芯片调节后,由OUT引脚输出1.6V电压;所述2.75V供电电路包括LT1763芯片、多个电阻和电容,并连接有可调节电阻W2和LED4,可调节电阻W2用于电压调节,LED4为电压指示灯,电容用于滤波,5V电压由VIN引脚输入,经过LT1763芯片调节后,由OUT引脚输出2.7V电压;所述信号滤波电路包括滤波芯片,滤波芯片连接有多个电阻和电容下形成800-2000Hz的带通滤波电路,允许麦克风的1000Hz信号通过,麦克风信号由INVA引脚进入滤波芯片,经过滤波芯片进行滤波,从BPB引脚输出标准的1000Hz信号。
2.根据权利要求1所述的一种柔性电路板麦克风灵敏度模拟测试电路,其特征在于:所述STM32最小控制系统包括STM32F107VCT6中央处理器、复位按钮和24MHz晶振晶振,所述STM32F107VCT6中央处理器包含100个引脚,通过运行固件程序,PCB控制信号采集,提供参考频率,通信,级联扩展功能。
3.根据权利要求1所述的一种柔性电路板麦克风灵敏度模拟测试电路,其特征在于:所述AC-DC整流电路包括整流芯片,整流芯片连接有多个电容和电阻,形成整流电路,交流信号由VIN引脚输入,经过整流芯片整流后转换成直流信号,由OUTPUT引脚输出,送入电压采集电路。
4.根据权利要求1所述的一种柔性电路板麦克风灵敏度模拟测试电路,其特征在于:所述ADC整流电路包括REF3318电压基准芯片,REF3318芯片连接有电容和电阻,电压经过MCU采集以后,由Vin引脚输入,并由Vout引脚输出,运用最小二乘法结合冒泡法的固件计算方式,得出麦克风灵敏度的数值。
5.根据权利要求1所述的一种柔性电路板麦克风灵敏度模拟测试电路,其特征在于:所述RS232通信电路包括RS232通信芯片MAX3232和DB9接头,MAX3232连接有多个电阻,用于实现TTL电平转成成232电平,DB9接头可直接与电脑连接,用于进行RS232方式通信。
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