CN114449432A - 一种耳机语音拾取传感器振动测试系统及振动测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及耳机测试技术领域，尤其涉及一种耳机语音拾取传感器振动测试系统及振动测试方法，系统包括上位机、振动台、加速度传感器、声卡、适调放大器和功率放大器。声卡接收上位机传来的信号并输出给功率放大器，功率放大器将信号放大后驱动振动台震动；适调放大器为加速度传感器提供电源并把加速度传感器反馈的信号传送给声卡，声卡接收信号并传送给上位机。测试方法包括利用加速度传感器出厂标定曲线对振动测试系统进行校准。该系统和测试方法利用加速性传感器对振动台的振幅进行校准，解决多套测试系统振动台在相同频率下振幅不一致问题，便于振动测试系统的复制，具有测试结果精确、效率高、稳定性好等优点，能满足生产线批量测试的需求。
Description
技术领域
本发明涉及耳机测试技术领域，尤其涉及一种耳机语音拾取传感器振动测试系统及振动测试方法。
背景技术
语音拾取传感器是耳机中的重要部件，其中骨传导耳机语音拾取传感器是一种利用加速度传感器测试原理设计而成的振动音频感测元件，主要用于无线蓝牙耳机、水下通讯、助听器及所有高噪声特殊环境下进行抗噪声通讯联络之用。骨传导是一种声音传导方式，即将声音转化为不同频率的机械振动，通过人的颅骨、骨迷路、内耳淋巴液、螺旋器、听觉中枢来传递声波。相对于通过振膜产生声波的经典声音传导方式，骨传导省去了许多声波传递的步骤，能在嘈杂的环境中实现清晰的声音还原，而且声波也不会因为在空气中扩散而影响到他人。
现有技术中的语音拾取传感器振动测试系统，用来提供振动源的振动台在相同频率下的振幅不一致，使各振动测试系统之间的测试差异较大，无法保证产品的批量测试。且在产线环境中振动源嘈杂，干扰多，骨传导耳机语音拾取传感器测试会将外界干扰信号引入到测试结果，影响测试数据的准确性。所以语音拾取传感器目前只能通过试验室检测，无法实现产线的批量测试。因此如何在产品研发阶段和生产阶段实现语音拾取传感器检测功能的产业化批量测试是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明拟解决的技术问题是针对以上不足，提供一种耳机语音拾取传感器振动测试系统及振动测试方法，解决多套振动测试系统间振动台在相同频率下的振幅不一致问题，便于振动测试系统进行复制，具有测试结果精确、测试效率高、系统稳定性好等优点，能满足生产线批量测试的需求。
为解决以上问题，本发明采用的技术方案如下：
一种耳机语音拾取传感器振动测试系统，包括能发出操控命令的上位机、振动台和安装在振动台上的加速度传感器；还包括声卡、适调放大器和功率放大器；声卡接收上位机传来的信号并输出给功率放大器，功率放大器将声卡传来的信号放大后驱动振动台震动；适调放大器为加速度传感器提供电源并把加速度传感器反馈的信号传送给声卡，声卡接收适调放大器传来的信号，并传送给上位机。
作为一种改进，所述加速度传感器安装在振动台的中心位置。
作为一种改进，所述振动测试系统还包括设置在振动台上的耳机安装座。
作为一种改进，所述振动测试系统还包括用于建立上位机和蓝牙耳机间通信的蓝牙适配器或数据线。
作为一种改进，所述振动台安装在基座上，基座的质量不小于200千克。
作为一种改进，所述基座为大理石基座。
一种耳机语音拾取传感器振动测试方法，包括以下步骤：
S1、利用加速度传感器的出厂标定曲线对振动测试系统进行校准；
S2、待测试耳机的语音拾取传感器输出频响曲线至上位机；
S3、上位机对耳机语音拾取传感器输出的频响曲线进行解析处理，并判定测试结果。
作为一种改进，所述S1包括以下步骤：
S101、上位机通过声卡给功率放大器提供输入信号，振动台带动加速度传感器一起振动；
S102、加速度传感器输出频响曲线并通过适调放大器和声卡反馈给上位机；
S103、上位机将加速度传感器输出的频响曲线与其出厂标定曲线进行对比；
S104、如果加速度传感器输出的频响曲线与其出厂标定曲线一致，校准完成；如果加速度传感器输出的频响曲线与其出厂标定曲线不一致，改变上位机对振动台的输入信号的功率，并重复S101到S103；直到得到的加速度传感器输出的频响曲线与其出厂标定曲线一致，校准完成。
作为一种改进，所述S101中上位机通过声卡给功率放大器提供的输入信号为正弦变频曲线。
作为一种改进，所述S2中包括在振动测试系统校准后，上位机输入信号不变，收集振动台上待测试耳机语音拾取传感器输出的频响曲线。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：
1. 本技术方案解决了多套振动测试系统的一致性问题，该系统把加速度传感器作为校准器件，利用加速度传感器的出厂标定曲线基本一致这一特性，只要调节振动测试系统中得到的加速度曲线与出厂的标定曲线一致，就可对振动台的振幅进行校准，因此按照该方法调试合格的多套振动测试系统间符合一致性，从而解决多套振动测试系统之间的差异，便于振动测试系统进行复制，满足生产线进行批量测试的需求，有很高的市场应用价值。
2.在产线工作环境下，本振动测试系统单独放置，能减少外界环境对测试的干扰。放置振动台的基座使用大重量的大理石水平面作为支撑，进而避免外界环境对机台的振动影响。
3.该系统操作简单，工作稳定性高，测试精确高，各振动测试系统之间在全频段范围误差为土0.3dBV。
4.该振动测试系统工作效率高，每小时可测试300个耳机。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
附图说明
附图1为本发明实施例中一种耳机语音拾取传感器振动测试系统的结构示意图。
附图2为本发明一种耳机语音拾取传感器振动测试系统的原理图。
附图3为本发明一种耳机语音拾取传感器振动测试方法的工作流程示意图。
其中：1-振动台，2-加速度传感器，3-耳机安装座，4-耳机，5-基座。
具体实施方式
实施例
如图1、图2和图3共同所示，一种耳机语音拾取传感器振动测试系统，包括基座5、能发出操控命令的上位机、振动台1和安装在振动台1上的加速度传感器2；还包括声卡、支持CCLD供电系统的适调放大器和功率放大器，以及连接用的线材等。振动台1安装在基座5上，基座5的质量不小于200千克。本实施例中优选的基座5为大理石基座。基座5用来保证调节振动台1的安装水平面和阻断外界的干扰。对耳机语音拾取传感器进行测试时，外界的振动干扰会影响到测试结果，所以大理石平台的重量一般不小于200公斤。
声卡接收上位机传来的信号并输出给功率放大器，功率放大器将声卡传来的信号放大后驱动振动台1震动。加速度传感器2安装在振动台1的中心位置。
该振动测试系统还包括设置在振动台1上的耳机安装座3和用于建立上位机和蓝牙耳机间通信的蓝牙适配器或数据线，本实施优选使用蓝牙适配器。振动台1振动时，会带动加速度传感器2和待测耳机一起震动。
如图3所示，本技术方案中各部分的功能介绍如下：优选的上位机为可以直接发出操控命令的计算机，其功能通过串口通信发送指令到自动化控制模块调整耳机安装座3，其次通过蓝牙适配器与耳机建立通信并发送指令到耳机，耳机收到指令后通过蓝牙适配器返回测试数据到上位机。振动台为耳机的语音传感器和加速度传感器提供振动源。加速度传感器用输出频响曲线进行对振动台的输出进行校准。声卡有两个功能：一、接收适调放大器传来的信号，并传送给上位机；二、接收上位机传来的信号，并输出给功率放大器。适调放大器为加速度传感器提供电源，并把加速度传感器反馈的信号传送给声卡。功率放大器接收声卡发送来的正弦信号，并放大后用来驱动振动台。蓝牙适配器就是一个USB接口的蓝牙功能接口，用于建立上位机和蓝牙耳机之间的通信。耳机安装座3用于放置耳机，其外形可以调整用于模拟不同耳机的外形。工作原理：将耳机4放置在耳机安装座3上，对机台进行校准使加速度传感器的输出曲线与出厂原始标定曲线一致。上位机通过蓝牙适配器与耳机实现通讯，通过上位机控制振动台1动作。耳机上的语音拾取传感器反馈测试数据到上位机，实现语音拾取传感器的测试。适调放大器为加速度传感器2提供电源并把加速度传感器2反馈的信号传送给声卡，声卡接收适调放大器传来的信号，并传送给上位机。
如图3所示，使用该耳机语音拾取传感器振动测试系统对耳机语音拾取传感器的振动测试方法，包括下述多个步骤：
S0、系统开机自检，上位机，声卡，适调放大器，功率放大器，进行自检。
S1、利用加速度传感器2的出厂标定曲线对振动测试系统进行校准；S1包括以下步骤：
S101、上位机通过声卡给功率放大器提供输入信号，振动台1带动加速度传感器2一起振动；
S102、加速度传感器2输出频响曲线并通过适调放大器和声卡反馈给上位机；
S103、上位机将加速度传感器2输出的频响曲线与其出厂标定曲线进行对比；
S104、如果加速度传感器2输出的频响曲线与其出厂标定曲线一致，校准完成；如果加速度传感器2输出的频响曲线与其出厂标定曲线不一致，改变上位机对振动台1的输入信号的功率，并重复S101到S103；直到得到的加速度传感器2输出的频响曲线与其出厂标定曲线一致，校准完成。
S2、振动测试系统校准完成后，上位机输入信号不变，振动台1上继续震动，将待测耳机放置到耳机安装座3上，保证每次耳机放置在耳机安装座3内位置一致；耳机通过蓝牙适配器或有线方式建立与上位机的通信，振动台1动作为蓝牙耳机提供振动源；待测试耳机的语音拾取传感器输出频响曲线至上位机。在该步骤中加速度传感器依然会输送频响曲线至上位机，上位机通过软件来判定加速度传感器输出的该曲线与标定该曲线是否一致，如果超出规格范围应该重新对该系统进行校准。上位机中设置警报进行提醒是现有技术中常用的技术手段，属于现有技术，这里不在进行赘述。
S3、上位机对耳机语音拾取传感器输出的频响曲线进行解析处理，并判定测试结果。对耳机语音拾取传感器输出的频响曲线进行解析处理，即按照IEEE或IEC标准进行，属于现有技术，此处不再进行赘述。
S4、取下被测试耳机，并重复步骤S2和步骤S3，即可对其他耳机进行测试。
在上述S101中，上位机通过声卡给功率放大器提供的输入信号为正弦变频曲线，也可以使用余弦变频曲线。
为确保该系统中使用的加速度传感器是合格产品，可以对其进行测试，即加速度传感器在安装到振动测试系统前要对加速度传感器用专用的标准振动源进行检测，每个加速度传感器都会有自己一个出厂规格书，里面有自己的出厂编号对应的1KHz灵敏度，输出频响曲线。如果1KHz灵敏度与规格书不一致说明此加速度传感器是不合格的，不能使用。加速度传感器灵敏度与规格书检测一致后，再放到振动测试系统中用1KHZ正弦信号进行灵敏度检测，调整输入信号幅值大小，使用加度速度传感器1KHz的灵敏度与规格书一致。
加速度传感器的输出校准方法:先将被测试的加速度传感器放置在该系统的耳机安装座3上，这样就与待测耳机的实际生产测试的环境一致。然后打开振动测试系统进行第一次测试，测试软件就会得一条加速度传感的测试曲线，如果这条曲线与加速度传感器的出厂原始标定曲线有很大的差异，测试软件会把加速速度传感器得到曲线进行幅值补偿，并把这条曲线发送给声卡，通过声卡作为输入源传递给功率放大器，再次进行测试，如果该加速度传感器合格，测试软件上得到加速度传感器曲线就会与其出厂曲线一致。如果略有差异，可改变输入曲线的功率重复多次上述过程，直到得到符合要求的曲线。这样就完成了对加速度传感器的输出校准。如果得不到与其出厂曲线一致的曲线，则说明该加速度传感器不合格，不能使用。
综上所述，本发明一种耳机语音拾取传感器振动测试系统和振动测试方法利用加速性传感器对振动台1的振动幅值进行校准，解决多套振动测试系统间振动台1在相同频率下振幅不一致问题，便于振动测试系统的复制，具有测试结果精确、测试效率高、系统稳定性好等优点，能满足生产线批量测试的需求；尤其适用于对语音拾取传感器的精度要求比较高的骨传导耳机测试用。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种耳机语音拾取传感器测试系统，其特征在于：包括能发出操控命令的上位机、振动台（1）和安装在振动台（1）上的加速度传感器（2）；还包括声卡、适调放大器和功率放大器；声卡接收上位机传来的信号并输出给功率放大器，功率放大器将声卡传来的信号放大后驱动振动台（1）震动；适调放大器为加速度传感器（2）提供电源并把加速度传感器（2）反馈的信号传送给声卡，声卡接收适调放大器传来的信号，并传送给上位机；
加速度传感器作为校准器件，对振动台的震动进行校准，解决多套测试系统之间的差异，便于测试系统复制，满足批量测试需求。
2.如权利要求1所述的耳机语音拾取传感器测试系统，其特征在于：所述加速度传感器（2）安装在振动台（1）的中心位置。
3.如权利要求1所述的耳机语音拾取传感器测试系统，其特征在于：所述测试系统还包括设置在振动台（1）上的耳机安装座（3）。
4.如权利要求1所述的耳机语音拾取传感器测试系统，其特征在于：所述测试系统还包括用于建立上位机和蓝牙耳机间通信的蓝牙适配器或数据线。
5.如权利要求2所述的耳机语音拾取传感器测试系统，其特征在于：所述振动台（1）安装在基座（5）上，基座（5）的质量不小于200千克。
6.如权利要求1所述的耳机语音拾取传感器测试系统，其特征在于：所述基座（5）为大理石基座。
7.一种耳机语音拾取传感器的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用加速度传感器（2）的出厂标定曲线对测试系统进行校准；
S2、待测试耳机的语音拾取传感器输出频响曲线至上位机；
S3、上位机对耳机语音拾取传感器输出的频响曲线进行解析处理，并判定测试结果；
所述步骤S1包括以下步骤：
S101、上位机通过声卡给功率放大器提供输入信号，振动台（1）带动加速度传感器（2）一起振动；
S102、加速度传感器（2）输出频响曲线并通过适调放大器和声卡反馈给上位机；
S103、上位机将加速度传感器（2）输出的频响曲线与其出厂标定曲线进行对比；
S104、如果加速度传感器（2）输出的频响曲线与其出厂标定曲线一致，校准完成；如果加速度传感器（2）输出的频响曲线与其出厂标定曲线不一致，改变上位机对振动台（1）的输入信号的功率，并重复步骤S101到步骤S103；直到得到的加速度传感器（2）输出的频响曲线与其出厂标定曲线一致，校准完成；
按照上述方法调试合格的多套测试系统间符合一致性，从而解决多套测试系统之间的差异，便于测试系统进行复制，满足生产线进行批量测试需求。
8.如权利要求7所述的耳机语音拾取传感器测试系统，其特征在于：所述S101中上位机通过声卡给功率放大器提供的输入信号为正弦变频曲线。
9.如权利要求7所述的耳机语音拾取传感器测试系统，其特征在于：所述步骤S2中包括在测试系统校准后，上位机输入信号不变，收集振动台（1）上待测试耳机语音拾取传感器输出的频响曲线。
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