CN114245284B - 一种麦克风性能检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及音频设备技术领域，尤其是涉及一种麦克风性能检测方法及系统。其方法包括如下步骤：接收USB输入信号；把所述USB输入信号转换成第一TTL串口信号；将所述第一TTL串口信号转化成模拟信号；放大所述模拟信号，生成放大信号；将所述放大信号输送至电开关，形成测试信号；将所述测试信号传送给麦克风，以便进行性能测试。本申请提供的一种麦克风性能检测方法及系统，在检测麦克风的性能时，不需要使用到音频，所以不会产生噪音污染，并且也不需要提供一个消音的环境，防止环境中其他声音的干扰，使得检测更加准确和环保。
Description
技术领域
本申请涉及音频设备技术领域，尤其是涉及一种麦克风性能检测方法及系统。
背景技术
随着智能时代的到来，人们对智能产品的需求愈发迫切，智能产品的正常使用往往需要用到语音识别的场景，然而，语音识别功能的正常使用必不可免的需要使用到麦克风或者麦克风阵列，麦克风的性能是影响语音识别效果的重要因素，因此在出厂前对麦克风的性能的检测尤为重要。
目前麦克风性能的主要测试方法包括人工检测和自动化检测，其中，人工检测是由测试人员听取通过待测麦克风阵列录制的声音，判断此声音是否正常来判定待测麦克风的性能，而自动化检测则需要借助音频测试设备，且需要在消音的环境中进行测试。
针对上述中的相关技术，发明人认为目前的麦克风的性能检测时，批量生产时由于数量比较的多，无法保证麦克风采集电路检测的准确性。并且现有的测试方法需要用到音频，这样产生噪音污染，并且还容易受到外界声音的干扰，在批量测试的时候还会互相的进行干扰。
发明内容
为了解决传统技术中，目前的麦克风的性能检测时，批量生产时由于数量比较的多，无法保证麦克风采集电路的灵敏度和一致性。并且现有的测试方法有需要用到音频，这样产生噪音污染，并且还容易受到外界声音的干扰，在批量测试的时候还会互相的进行干扰技术问题，本申请提供一种麦克风性能检测方法及系统。
为实现上述目的，本申请一方面提供一种麦克风性能检测方法，采用如下的技术方案：
一种麦克风性能检测方法，包括如下步骤：
接收USB输入信号；
把所述USB输入信号转换成第一TTL串口信号；
将所述第一TTL串口信号转化成模拟信号；
放大所述模拟信号，生成放大信号；
将所述放大信号输送至电开关，形成测试信号；
将所述测试信号传送给麦克风，以便进行性能测试。
通过采用上述技术方案，电脑给出一个信号，然后痛过USB输入到系统中，系统先将输入的信号转换成第一TTL串口信号，然后再将TTL串口信号转换成模拟信号，因为模拟信号的功率比较小，所以要进行放大，然后再将这个放大后的信号输送到麦克风的测试主板上进行测试，这样，在测试的整个过程中，不需要音频来对麦克风进行测试，减小了声音对环境的污染，并且也不需要单独的提供消音室，减小了测试的成本。提高了测试的成功率。
可选的，所述把USB输入信号转换成第一TTL串口信号包括：
对所述USB输入信号进行浪涌抑制和/或干扰信号过滤处理；
将处理后的所述USB输入信号转换成第二TTL串口信号；
将所述第二TTL信号转换成所述第一TTL串口信号；
其中所述第二TTL串口信号的电压值大于所述第一TTL串口信号的电压值。
通过采用上述技术方案，先对可能的浪涌电压进行抑制，增加电路的鲁棒特性。再对外部进入的干扰信号及内部可能流出的干扰信号进行双向过滤，增EMI和EMC性能，然后再将USB输入的信号转换成第二串口信号，最后在那个第二串口信号，转换成电压等级更低的第一串口信号，这样将高压等级的串口信号转换成低压等级的串口信号，可以然后面的模块更好的去运行。
可选的，所述将所述第一TTL串口信号转化成模拟信号包括：
调用模拟麦克风信号参数；
根据所述模拟麦克风信号参数将所述第一TTL串口信号转换成处理信号；
将所述处理信号转换所述模拟信号。
通过采用上述技术方案，首先调用存储在系统里面的需要测试麦克风信号的信号参数，然后根据信号参数把第一TTL串口信号通过算法转换成处理信号，再将处理信号转换成对应信号参数的模拟信号。这样可以将电脑发送的指令转换成测试所需要的模拟信号，利用模拟信号，可以代替音频进行麦克风性能的测试。
可选的，所述根据所述模拟麦克风信号参数将所述第一TTL串口信号转换成处理信号包括：
将所述第一TTL串口信号转换成频域信号；
把所述频域信号转化为扫频信号；
将所述扫频信号转换为处理信号。
通过采用上述技术方案，先将第一串口信号通过快速傅里叶算法，转换成频域信号，再将频域信号通过倍频程扫频算法转换成扫频信号，然后再将扫频信号通过PDM信号算法转换成处理信号。这样通过三个算法的转换，使得模拟信号转换成想要的参数的模拟信号，可以使得测试的结果更加的准确。
可选的，所述放大所述模拟信号，生成放大信号包括：
叠加所述模拟信号，形成叠加信号；
放大所述叠加信号，形成所述放大信号。
通过采用上述技术方案，首先将模拟信号进行叠加，生成叠加信号，然后再将叠加信号通过放大器，将信号进行方大，因为模拟信号的电压等级比较大，功率比较的小，不能够直接用来对麦克风进行测试，需要将信号进行放大处理才能用来检测，这样是为了将信号进行放大，使得麦克风的检测能正常的进行。
可选的，所述将所述放大信号输送到电开关，并形成测试信号包括：
耦合所述放大信号，生成耦合信号；
驱动所述耦合信号，并生成驱动信号；
将所述驱动信号输送至所述电开关，并生成所述测试信号。
通过采用上述技术方案，将放大信号进行耦合，耦合后生成耦合信号，然后再将耦合信号经过电压跟随器提高信号的驱动能力，并且生成驱动信号。这样可以将放大的信号进行处理，使得信号达到进行麦克风信号检测的要求，能够然检测正常的完成。
为实现上述目的，本申请另一方面提供一种麦克风性能检测系统采用如下的技术方案：
一种麦克风性能检测系统包括：
通讯模块，用于把所述USB输入信号转换成第一TTL串口信号；
MCU控制模块，用于将所述第一TTL串口信号转化成模拟信号；
信号放大模块，用于放大所述模拟信号，生成放大信号；
信号控制模块，用于将所述放大信号输送到电开关，并形成测试信号。
通过采用上述技术方案，通讯模块接收电脑下发的指令信息，并且将输入信号转换成第一TTL串口信号，MCU控制模块将第一TTL串口信号转换成模拟信号，然后再通过信号放大模块将模拟信号进行放大，放大以后再进过信号控制模块，将测试信号传到麦克风的测试主板，这样可以各个模块的相互配合，可以避免传统测试方法需要用到音频信号来进行测试，对环境进行污染，也增加了测试的准确性，提高了测试的效率。
可选的，所述通讯模块包括：
TSV阵列元件，用于抑制浪涌电压；
双向滤波网元件，用于对外部进入的干扰信号及内部流出的干扰信号进行双向过滤；
输入信号转换元件，用于将所述USB输入信号转换成第二TTL串口信号；
双向隔离芯片元件，用于将所述第二TTL信号转换成所述第一TTL串口信号。
通过采用上述技术方案，TSV阵列元件先将浪涌电压进行抑制，然后双向滤波网电路对信号进行过滤，进行过滤后，再将输入的信号利用输入信号转换元件转换成第二TTL串口信号，第二TTL串口信号再通过双向隔离芯片元件转换成电压等级更低的第一TTL串口信号。这样可以将电脑时输入信号，转换成串口信号，并且将串口信号的电压等级降低，可以更好地适合系统进行麦克风的性能测试。
可选的，所述MCU控制模块包括：
Flash存储元件，用于将模拟麦克风信号参数保存；
算法转换元件，用于根据所述模拟麦克风信号参数将所述第一TTL串口信号转换成处理信号；
数模转换器元件，用于将所述处理信号转换成所述模拟信号。
通过采用上述技术方案，Flash存储元件将测试需要用到的信号参数信息进行保存，然后算法转换元件将根据参数信息，将串口信号转换成处理信号，这样就更好的适配了麦克风检测的信号条件，然后再利用数模转换器元件，将处理信号转换成模拟信号，这样将信号进行转换，转换成模拟信号，可以然测试正常的进行。
可选的，所述信号放大模块包括：
加法器元件，用于叠加所述模拟信号，形成叠加信号；
反向放大器元件，用于放大所述叠加信号，形成所述放大信号。
通过采用上述技术方案，利用加法器将模拟信号进行叠加，形成叠加信号，再利用反向放大器元件，把叠加信号进行放大，因为模拟信号的功率比较的低，将信号进行放大，这样就可以直接利用放大后的模拟信号进行麦克风性能到检测。
综上所述，本申请具有以下有益技术效果：
电脑下发测试信号，然后再将电脑下发的测试信号，通过USB输入到系统，系统将USB输入信号转换成第一TTL串口信号，然后再将所述第一TTL串口信号转换成模拟信号，然后再将模拟信号进行放大，将放大后的模拟信号输送到麦克风的主板来进行性能的检测。这样可以避免传统的麦克风性能检测需要提供音频信号，音频信号容易对环境造成声污染，并且不需要提供消音环境，减小了成本，并且还提供了检测的准确性。
附图说明
图1为一种麦克风性能检测方法的流程示意图；
图2为本实施例把USB输入信号转换成第一TTL串口信号的流程示意图；
图3为本实施例将第一TTL串口信号转化成模拟信号的流程示意图；
图4为本实施例将第一TTL串口信号转换成处理信号的流程示意图；
图5为本实施例放大模拟信号，生成放大信号的流程示意图；
图6为本实施例放大信号输送到电开关，并形成测试信号的流程示意图；
图7为一种麦克风性能检测系统的示意图。
附图标记：1、通讯模块；2、MCU控制模块；3、信号放大模块；4、信号控制模块；11、TSV阵列元件；12、双向滤波网元件；13、输入信号转换元件；14、双向隔离芯片元件；21、Flash存储元件；22、算法转换元件；23、数模转换器元件；31、加法器元件；32、反向放大器元件。
具体实施方式
以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。
参照图1本实施例公开申请一种麦克风性能检测方法，包括：
S100.接收USB输入信号；
在本实施例中，USB输入信号为计算机给测试系统下达的测试信号，通过USB传送给测试系统。
S200.把USB输入信号转换成第一TTL串口信号；
系统接收到USB输入信号以后，将USB输入信号转换为第一TTL串口信号。
在本实施例中，第一TTL串口信号为电压等级为3.3V的TTL串口信号。
S300.将第一TTL串口信号转化成模拟信号；
S400.放大模拟信号，生成放大信号；
S500.将放大信号输送至电开关，形成测试信号；
将模拟信号放大其功率，然后再输送到电开关，控制其通断。
S600.将测试信号传送给麦克风，以便进行性能测试。
测试信号经连接器以及导线进入麦克风的主板，进行测试。
采用此技术方案，电脑给出一个信号，然后痛过USB输入到系统中，系统先将输入的信号转换成第一TTL串口信号，然后再将TTL串口信号转换成模拟信号，因为模拟信号的功率比较小，所以要进行放大，然后再将这个放大后的信号输送到麦克风的测试主板上进行测试，这样，在测试的整个过程中，不需要音频来对麦克风进行测试，减小了声音对环境的污染，并且也不需要单独的提供消音室，减小了测试的成本。提高了测试的成功率。
在本实施例的其中一种实施方式中，参照图2，步骤S200即把USB输入信号转换成第一TTL串口信号包括：
S210.对USB输入信号进行浪涌抑制和/或干扰信号过滤处理；
在本实施例中，进行浪涌抑制，可以增加电路的路特性
在本实施例中，干扰信号包括外部流入干扰信号以及内部流出干扰信号。对干扰信号进行过滤处理，可以增强EMI和EMC性能。
在本实施例中，过滤处理采用的是双向过滤处理，还可以为其他各过滤处理方式，如：单向过滤处理等，具体的根据实际情况进行选择。
浪涌抑制和干扰信号过滤处理为本领域技术人员所公知的技术手段，在此不再进一步详述。
S220.将处理后的USB输入信号转换成第二TTL串口信号；
首先先将进行浪涌抑制和信号过滤完后的输入信号进行处理，将输入信号转换成第二TTL串口信号。
在本实施例中，第二TTL串口信号为电压等级为5V的TTL串口信号。
S230.将第二TTL信号转换成第一TTL串口信号；
利用双向隔离芯片将第二TTL串口信号转换成第一TTL串口信号，这样更适合MCU的正常运行。
其中第二TTL串口信号的电压值大于第一TTL串口信号的电压值。
采用此技术方案，先对可能的浪涌电压进行抑制，增加电路的鲁棒特性。再对外部进入的干扰信号及内部可能流出的干扰信号进行双向过滤，增EMI和EMC性能，然后再将USB输入的信号转换成第二串口信号，最后在那个第二串口信号，转换成电压等级更低的第一串口信号，这样将高压等级的串口信号转换成低压等级的串口信号，可以然后面的模块更好的去运行。
在本实施例的其中一种实施方式中，参照图3，步骤S300即将第一TTL串口信号转化成模拟信号包括：
S310.调用模拟麦克风信号参数；
麦克风的模拟麦克风信号参数存储在Flash存储元件21中，
在本实施例中，麦克风模拟信号参数包括：频率、幅度、相位等，还可以为其他的，如：时间，电压等级等，具体的根据实际情况来进行选择。
S320.根据模拟麦克风信号参数将第一TTL串口信号转换成处理信号；
根据所规定的参数信息，将第一TTL串口信号利用算法转换成处理信号。
S330.将处理信号转换模拟信号。
处理信号通过MCU内部的12Bit DAC(Digital-to-Analog Converter:数模转换器)生成测试所需要任意频率、任意幅度的模拟或数字MIC信号。
最后模拟信号通过PA4（DAC1）和PA5(DAC2)生成并传给送给信号放大电路。
采用此技术方案，首先调用存储在系统里面的需要测试麦克风信号的信号参数，然后根据信号参数把第一TTL串口信号通过算法转换成处理信号，再将处理信号转换成对应信号参数的模拟信号。这样可以将电脑发送的指令转换成测试所需要的模拟信号，利用模拟信号，可以代替音频进行麦克风性能的测试。
在本实施例的其中一种实施方式中，参照图4，步骤S320即根据模拟麦克风信号参数将第一TTL串口信号转换成处理信号包括：
S321.将第一TTL串口信号转换成频域信号；
在本实施例中，将第一TTL串口信号转换成频域信号采用快速傅里叶变换算法来进行转换。
快速傅里叶变换算法为本领域技术人员所公知的技术手段，在此不再进一步详述。
S322.把频域信号转化为扫频信号；
在本实施例中，将频域信号转换为扫频信号采用的是倍频程扫描算法来进行转换。
倍频程扫描算法为本领域技术人员所公知的技术手段，在此不再进一步详述。
S323.将扫频信号转换为处理信号。
在本实施例中，将扫频信号转换成处理信号采用PDM（Pulse DensityModulation：脉冲密度调制）信号算法来进行转换。
PDM（Pulse Density Modulation：脉冲密度调制）信号算法为本领域技术人员所公知的技术手段，在此不再进一步详述。
采用此技术方案，先将第一串口信号通过快速傅里叶算法，转换成频域信号，再将频域信号通过倍频程扫频算法转换成扫频信号，然后再将扫频信号通过PDM信号算法转换成处理信号。这样通过三个算法的转换，使得模拟信号转换成想要的参数的模拟信号，可以使得测试的结果更加的准确。
在本实施例的其中一种实施方式中，参照图5，步骤S400即放大模拟信号，生成放大信号包括：
S410.叠加模拟信号，形成叠加信号；
将PA4（DAC1）和PA5(DAC2)生成的模拟信号进行叠加，这样就生成了叠加信号。
S420.放大叠加信号，形成放大信号。
将叠加信号进行放大，生成放大信号。
在本实施例中，放大的为叠加信号的功率等，还可以为其他参数的放大，具体根据实际来进行选择。
采用此技术方案，首先将模拟信号进行叠加，生成叠加信号，然后再将叠加信号通过放大器，将信号进行方大，因为模拟信号的电压等级比较大，功率比较的小，不能够直接用来对麦克风进行测试，需要将信号进行放大处理才能用来检测，这样是为了将信号进行放大，使得麦克风的检测能正常的进行。
在本实施例的其中一种实施方式中，参照图6，步骤S500即将放大信号输送到电开关，并形成测试信号包括：
S510.耦合放大信号，生成耦合信号；
利用耦合器将放大信号进行耦合，耦合完成后，生成耦合信号。
S520.驱动耦合信号，并生成驱动信号；
将耦合信号输送到电压跟随器，进一步提高信号的驱动能力，并且生成驱动信号。
S530.将驱动信号输送至电开关，并生成测试信号。
采用此技术方案，将放大信号进行耦合，耦合后生成耦合信号，然后再将耦合信号经过电压跟随器提高信号的驱动能力，并且生成驱动信号。这样可以将放大的信号进行处理，使得信号达到进行麦克风信号检测的要求，能够然检测正常的完成。
参照图7所示，本发明实施例还提供一种麦克风性能检测系统，包括；通讯模块1，用于把USB输入信号转换成第一TTL串口信号；MCU控制模块2，用于将第一TTL串口信号转化成模拟信号；信号放大模块3，用于放大模拟信号，生成放大信号；信号控制模块4，用于将放大信号输送到电开关，并形成测试信号。
采用此技术方案，通讯模块1接收电脑下发的指令信息，并且将输入信号转换成第一TTL串口信号，MCU控制模块2将第一TTL串口信号转换成模拟信号，然后再通过信号放大模块3将模拟信号进行放大，放大以后再进过信号控制模块4，将测试信号传到麦克风的测试主板，这样可以各个模块的相互配合，可以避免传统测试方法需要用到音频信号来进行测试，对环境进行污染，也增加了测试的准确性，提高了测试的效率。
在本实施例的其中一种实施方式中，参照图7，通讯模块1包括：TSV阵列元件11，用于抑制浪涌电压；双向滤波网元件12，用于对外部进入的干扰信号及内部流出的干扰信号进行双向过滤；输入信号转换元件13，用于将USB输入信号转换成第二TTL串口信号；双向隔离芯片元件14，用于将第二TTL信号转换成第一TTL串口信号。
采用此技术方案，TSV阵列元件11先将浪涌电压进行抑制，然后双向滤波网电路对信号进行过滤，进行过滤后，再将输入的信号利用输入信号转换元件13转换成第二TTL串口信号，第二TTL串口信号再通过双向隔离芯片元件14转换成电压等级更低的第一TTL串口信号。这样可以将电脑时输入信号，转换成串口信号，并且将串口信号的电压等级降低，可以更好地适合系统进行麦克风的性能测试。
在本实施例的其中一种实施方式中，参照图7，MCU控制模块2包括：Flash存储元件21，用于将模拟麦克风信号参数保存；算法转换元件22，用于根据模拟麦克风信号参数将第一TTL串口信号转换成处理信号；数模转换器元件23，用于将处理信号转换成模拟信号。
采用此技术方案，Flash存储元件21将测试需要用到的信号参数信息进行保存，然后算法转换元件22将根据参数信息，将串口信号转换成处理信号，这样就更好的适配了麦克风检测的信号条件，然后再利用数模转换器元件23，将处理信号转换成模拟信号，这样将信号进行转换，转换成模拟信号，可以然测试正常的进行。
在本实施例的其中一种实施方式中，参照图7，信号放大模块3包括：加法器元件31，用于叠加模拟信号，形成叠加信号；反向放大器元件32，用于放大叠加信号，形成放大信号。
采用此技术方案，利用加法器将模拟信号进行叠加，形成叠加信号，再利用反向放大器元件32，把叠加信号进行放大，因为模拟信号的功率比较的低，将信号进行放大，这样就可以直接利用放大后的模拟信号进行麦克风性能到检测。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种麦克风性能检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
接收USB输入信号；
把所述USB输入信号转换成第一TTL串口信号；
将所述第一TTL串口信号转化成模拟信号；
放大所述模拟信号，生成放大信号；
将所述放大信号输送至电开关，形成测试信号；
将所述测试信号传送给麦克风，以便进行性能测试；
其中，把USB输入信号转换成第一TTL串口信号包括：
对所述USB输入信号进行浪涌抑制和/或干扰信号过滤处理；
将处理后的所述USB输入信号转换成第二TTL串口信号；
将所述第二TTL串口信号转换成所述第一TTL串口信号；
其中所述第二TTL串口信号的电压值大于所述第一TTL串口信号的电压值；
其中，所述将所述第一TTL串口信号转化成模拟信号包括：
调用模拟麦克风信号参数；
根据所述模拟麦克风信号参数将所述第一TTL串口信号转换成处理信号；
将所述处理信号转换所述模拟信号；
其中，所述根据所述模拟麦克风信号参数将所述第一TTL串口信号转换成处理信号包括：将所述第一TTL串口信号转换成频域信号；
把所述频域信号转化为扫频信号；
将所述扫频信号转换为处理信号。
2.根据权利要求1所述的麦克风性能检测方法，其特征在于，所述放大所述模拟信号，生成放大信号包括：
叠加所述模拟信号，形成叠加信号；
放大所述叠加信号，形成所述放大信号。
3.根据权利要求1所述的麦克风性能检测方法，其特征在于，所述将所述放大信号输送到电开关，并形成测试信号包括：
耦合所述放大信号，生成耦合信号；
驱动所述耦合信号，并生成驱动信号；
将所述驱动信号输送至所述电开关，并生成所述测试信号。
4.一种麦克风性能检测系统，其特征在于，包括：
通讯模块(1)，用于把所述USB输入信号转换成第一TTL串口信号；
MCU控制模块(2)，用于将所述第一TTL串口信号转化成模拟信号；
信号放大模块(3)，用于放大所述模拟信号，生成放大信号；
信号控制模块(4)，用于将所述放大信号输送到电开关，并形成测试信号；
其中，所述通讯模块(1)，包括：TSV阵列元件(11)、双向滤波网元件(12)、输入信号转换元件(13)以及双向隔离芯片元件(14)；
所述TSV阵列元件(11)，用于抑制浪涌电压；
所述双向滤波网元件(12)，用于对外部进入的干扰信号及内部流出的干扰信号进行双向过滤；
所述输入信号转换元件(13)，用于将所述USB输入信号转换成第二TTL串口信号；
所述双向隔离芯片元件(14)，用于将所述第二TTL串口信号转换成所述第一TTL串口信号；
其中所述第二TTL串口信号的电压值大于所述第一TTL串口信号的电压值；
其中，所述MCU控制模块(2)，还包括：Flash存储元件(21)、算法转换元件(22)、数模转换器元件(23)；
所述Flash存储元件(21)，用于将模拟麦克风信号参数保存；
所述算法转换元件(22)，用于根据所述模拟麦克风信号参数将所述第一TTL串口信号转换成处理信号；
所述数模转换器元件(23)，用于将所述处理信号转换成所述模拟信号；
其中，所述MCU控制模块(2)，还用于将所述第一TTL串口信号转换成频域信号；
把所述频域信号转化为扫频信号；
将所述扫频信号转换为处理信号。
5.根据权利要求4所述的麦克风性能检测系统，其特征在于，所述信号放大模块(3)包括：加法器元件(31)，用于叠加所述模拟信号，形成叠加信号；
反向放大器元件(32)，用于放大所述叠加信号，形成所述放大信号。
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2021
- 2021-12-10 CN CN202111510881.8A patent/CN114245284B/zh active Active
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