CN117812518A - 声源相位的测试方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种声源相位的测试方法、装置，该声源相位的测试方法包括：确定采集范围，采集范围为声波信号的传播范围；在采集范围内确定多个采集点，多个采集点用于采集多个喇叭产生的声波信号；比较多个采集点采集的声波信号，用于判断多个喇叭产生的声波信号是否同相位/反相位。本发明的技术方案中，采用在声波信号的传播范围内确定多个采集点，通过比较多个采集点采集到的声波信号，进而判断多个喇叭的相位是否相同/相反，可以避免现有技术中测量喇叭本体极性，无法保障平板电脑整机声源相位一致性的问题，提供了一种新的相位检测方式，提高测试准确性。

Description

声源相位的测试方法、装置

技术领域

本发明涉及音频技术领域，特别涉及一种声源相位的测试方法、装置。

背景技术

市场上的平板电脑大部分都是采用多个喇叭，并采用部分喇叭作为左声道喇叭，另一部分作为右声道喇叭，左右声道喇叭同时播放，以实现立体声效果，给用户带来身临其境的感觉。若多个喇叭的极性相反，则会出现声波错综复杂，模糊不清的状态。因此，在出厂前需要对多个喇叭的极性进行检测。

目前，采用万用表对多个喇叭的极性进行检测。将万用表档位设置为量电阻档(欧姆)，然后将万用表的探头连接到喇叭的两焊接点，观察万用表的读数。如果读数是一个非常小的电阻值(接近零欧姆)，那么这两个触点就分别是正负极。

然而，这种方案存在不足，由于采用万用表对喇叭本体的正负极进行测试，无法检测出左右两部分喇叭极性都接反的情况，导致测试准确性较差。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种声源相位的测试方法，旨在解决现有检测多个喇叭输出相位的方法准确性较差的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种声源相位的测试方法，该声源相位的测试方法包括：

确定一采集范围，所述采集范围为所述声波信号的传播范围；

在所述采集范围内确定多个采集点，所述多个采集点用于采集多个喇叭产生的声波信号；

比较所述多个采集点采集的声波信号，用于判断多个喇叭产生的声波信号是否同相位/反相位。

在一些实施例中，所述在所述采集范围内确定多个采集点包括：

在所述采集范围内确定一参照采集点；

从所述多个采集点中确定至少一个第一采集点和第二采集点，其中第一采集点与所述参照采集点间隔，所述第二采集点与所述参照采集点间隔，所述第一采集与所述第二采集点互不相交。

在一些实施例中，在所述采集范围内确定多个采集点还包括：

确定声波信号的传播方向；

所述第一采集点、所述第二采集点与所述声波信号的传播方向相对平行，所述参照采集点、所述第一采集点、所述第二采集点到声源的距离为第一距离。

在一些实施例中，所述第一采集点、所述第二采集点到所述采集参照点的距离为第二距离，且所述第二距离小于所述第一距离。

在一些实施例中，从所述多个采集点中确定至少一个第一采集点和第二采集点还包括：

从所述多个采集点中确定第三采集点，所述第三采集点到所述第二采集点的距离为所述第一距离；

和/或，从所述多个采集点中确定第四采集点，所述第四采集点到所述第三采集点的距离为所述第一距离。

在一些实施例中，在所述采集范围内确定多个采集点包括：

分别测量多个采集点的声波信号。

根据所述参照采集点、所述第一采集点和所述第二采集点采集的声波信号，分别生成第一音频信号、第二音频信号和第三音频信号。

在一些实施例中，在所述采集范围内确定多个采集点包括：

同时测量多个采集点的声波信号。

在一些实施例中，所述比较所述多个采集点采集的声波信号，以判断声源是否同相位/反相位包括：

判断所述第一音频信号、第二音频信号是否小于所述第三音频信号；

若是，则判断被测喇叭的极性连接正常；

若否，则判断被测喇叭的极性连接接反。

在一些实施例中，所述判断声源是否同相位/反相位还包括：

当判断被测声源的相位相反时，生成告警控制信号；

根据所述告警控制信号作告警处理。

本发明进一步提出一种声源相位测试装置，包括：

测试台，用于放置待测试设备；

多个采集模块，位于所述多个采集点，用于采集多个采集点的声波信号；

相位比较模块，与所述多个采集模块电连接，用于接收并处理所述多个采集模块采集的声波信号。

本发明的技术方案中，采用在声波信号的传播范围内确定多个采集点，通过比较多个采集点采集到的声波信号，进而判断多个喇叭的相位是否相同/相反，可以避免现有技术中测量喇叭本体极性，无法保障平板电脑整机声源相位一致性的问题，提供了一种新的喇叭输出相位检测方式，提高测试准确性。

附图说明

图1为本发明声源相位的测试方法一实施例的流程图；

图2为本发明声源相位的测试方法另一实施例的流程图；

图3为本发明声源测试装置一实施例的结构框图；

图4为本发明声源相位的测试方法再一实施例的流程图；

图5为本发明声源测试装置另一实施例的结构框图；

图6为本发明声源相位的测试方法又一实施例的流程图。

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方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明中的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

市场上的移动终端大部分都是带有左右声道至少两个喇叭，以实现立体声效果，给用户带来身临其境的感觉。

当喇叭正负极接反时或者两个喇叭的输入信号反相时，会导致左右喇叭在播放同一个音源时会音盆运动方向相反，从而使得一个喇叭纸盆震动声波被另一个喇叭反方向震动瞬间吸收，进而影响两个喇叭的声波释放能力，从而影响整体放音效果。用户在听音乐时，由于耳朵能辨别出不同频率下音调高低变化，所以听觉器官对同一事物所发出的音信号也会产生明显差别，即在某一时刻发生“相位差”现象。当声源出现相位差时，其所产生的声波将呈现出一种错综复杂、模糊不清的状态。

目前，采用万用表对多个喇叭的极性进行检测。将万用表档位设置为量电阻档(欧姆)，然后将万用表的探头连接到喇叭的两焊接点，观察万用表的读数。如果读数是一个非常小的电阻值(接近零欧姆)，那么这两个触点就分别是正负极。

然而，采用万用表对喇叭本体的正负极进行测试，无法检测出左右两部分喇叭极性都接反的情况，导致测试准确性较差。

对此，本发明实施例提出了一种声源相位的测试方法，通过在采集范围内多点检测整机喇叭产生的声波信号，并对多个采集点的声波信号进行比对分析，进而判断多个喇叭之间是否存在相位相反的问题。本发明实施例的声源测试方式可应用于多种发声电子设备的喇叭输出相位测试，例如，可以是手机、笔记本电脑、平板电脑，汽车音响等。也就是说，带有多个喇叭以实现立体声效果，需要进行相位相同/相反检测的设备，本发明实施例的检测方法都可以应用。下面以电子设备为平板电脑为例进行说明。

如图1所示，图1为本发明实施例中声源相位测试方法一实施例的流程图。

在本实施例中，该声源相位测试方法包括：

步骤S10，确定一采集范围，采集范围为声波信号的传播范围；

步骤S20，在采集范围内确定多个采集点，多个采集点用于采集多个喇叭产生的声波信号；

步骤S30，比较多个采集点采集的声波信号，用于判断多个喇叭的输出是否同相位。

具体在采集范围内确定多少个采集点，可以根据实际需要来确定。也就是说，采集范围的大小，以及采集点的数量有多种配比方式，无论的是哪种配比方式，只要在采集范围内确定多个采集点来判断喇叭输出相位是否相同，都可以不再使用现有技术中对喇叭本体的极性进行检测，都可以解决现有技术中的问题，并取得相应的效果。

采集范围与采集点数量的配比有很多种，下面以其中一种配比方式进行举例说明。

本实施例中，在步骤S10中，采集范围的确定根据喇叭产生的声波信号而定，也即确定平板电脑喇叭的声音传播范围。可采用以下公式：

声音传播范围＝10^(声压级/20)/(10^(声压级/20)-10^(声压级/20-6))

其中，声压级是指喇叭在1米处的声压值，单位是分贝(dB)。6是指声音在空气中每增加一倍的距离，声压值就减少6dB的经验值。

例如，如果一个喇叭的声压级是100dB，那么它的声音传播范围就是：

声音传播范围＝10^(100/20)/(10^(100/20)-10^(94/20))＝15.85米

这意味着，在15.85米以内，可以听到清晰的声音，如果超过这个距离，声音就会变得很小，甚至听不见。至于测量声波信号的仪器，本实施例中可采用分贝仪进行测量，分贝仪也叫声级计或噪声计，可用于测量声压级或声级。

在步骤S20中，获得采集范围后，在采集范围内确定多个采集点，多个采集点用于采集多个喇叭产生的声波信号。

本实施例中，可在采集范围内确定一个采集参照点，并以采集参照点为中心，在其两侧分别确定一个第一采集点、第二采集点。示例性的，使用分贝仪在参照采集点采集第一音频信号，然后在第一采集点和第二采集点分别采集第二音频信号和第三音频信号，最后通过比较具体的分贝数值，得出喇叭输出是否同相位。

在步骤S30中，比较多个采集点采集的声波信号，用于判断多个喇叭产生的声波信号是否同相位/反相位。本实施例中，多个采集点采集到的声波信号通过分贝仪转换成具体的分贝数值，通过分析比对分贝数值来判断喇叭输出是否符合出同相位的预期。例如，测得参照采集点为90.5db，第一采集点为87.2db，第二采集点为86.2db。这三个采集点之间的关系为：第一采集点87.2db<参照采集点90.5db>第二采集点86.2db。可得出，声波信号强度是以一中心点向四周逐渐扩散并减弱的趋势传播，则判定多个喇叭输出符合同相位的预期结果。

以下给出多个喇叭输出反相位的情况，以便于理解。例如，测得参照采集点为81db，第一采集点为82.1db，第二采集点为84.1db，可以看出这三个采集点测得的分贝数值之间的关系为：第一采集点82.1db>参照采集点81db<第二采集点84.1db。

除上述实施例采用分贝仪进行测量之外，在一个实施例中，可以采用声波传感器用于采集声波信号。例如，将多个声波传感器分别布置在参照采集点、第一采集点和第二采集点，然后将对应采集点的声波传感器接入上位机(例如，电脑)。多个声波传感器将采集到的声波信号转换为电信号或者其他形式的信号，并反馈至上位机，上位机则对该电信号进行分析处理，进而得出多个喇叭输出相位是否相同的判定结果。

本实施例的音源相位方法的技术方案，采用在声波信号的传播范围内确定多个采集点，通过比较多个采集点采集到的声波信号，进而判断多个喇叭的相位是否相同/相反，可以避免现有技术中测量喇叭本体极性，无法保障平板电脑整机声源相位一致性的问题，提供了一种新的相位检测方式，提高测试准确性。

如图2所示，图2为本发明声源相位的测试方法另一实施例的流程图。

在本实施例中，上述步骤S10中，采集范围内确定多个采集点包括：

S21在采集范围内确定一参照采集点；

S22从多个采集点中确定至少一个第一采集点和第二采集点，其中第一采集点与参照采集点间隔，第二采集点与参照采集点间隔，第一采集与第二采集点互不相交。

本实施例的第一采集点、第二采集点位于参照采集点的两侧，并且第一采集点、第二采集点与参照采集点之间为间隔设置，间隔的距离可根据实际的需要进行调整，例如，间隔5cm、10cm、15cm等。采集点之间采用间隔设置，能够使测得的分贝数值之间差异变化更加明显，不会出现近似值，进而提升判定结果的准确性。

在一些实施例中，上述步骤S10中，采集范围内确定多个采集点还包括：

确定声波信号的传播方向；

第一采集点、第二采集点与声波信号的传播方向相对平行，参照采集点、第一采集点、第二采集点到声源的距离为第一距离。

本实施例中确定声波信号的传播方向，主要通过声源的振动方向确定。声波是一种纵波，声波的振动方向和传播方向是一致的。因此，声源的振动方向就是声波的初始传播方向，例如，用户在水平方向上对着一个麦克风说话，那么声波就会沿着水平方向传播。具体确定声波信号的传播方向，可以通过以下方式测得：

1、微平移法：将声波的图像沿声波的传播方向做微小平移，如果图像与原来重合，说明传播方向正确。

2、质点带动法：由声波的形成传播原理可知，后振动的质点总是重复先振动质点的运动，且声波总是由前面先振动的点向后面振动的点传播的，即前带后。

具体测量声波传播方向的仪器可以采用示波器，示波器可以根据声波的波形和相位来确定传播的方向，以下采用示波器检测声波信号的传输方向进行说明。

移动示波器的采样装置，实时观察示波器的波形并记录波形最大的位置，也即将该位置作为参照采集点的点位，第一采集点和第二采集点则以参照采样点为中心，布置在参照采集点的两侧。值得注意的是，第一采样点、参照采集点、第二采样点三者沿同一轴线依次分布，并且与三者与声波信号的传播方向相对平行。

在一些实施例中，第一采集点、参照采集点、第二采集点需要与声源(平板电脑)需要间隔一定距离，可以进一步避免近似值的出现。因此，第一采集点、参照采集点、第二采集点到声源(平板电脑)的距离为第一距离，第一距离的具体数值可根据声波信号的传播范围进行调整。例如，声波信号的传播距离为5m，第一采集点、参照采集点、第二采集点距离声源的第一距离可以是50cm、1m等，在此不做特别的限定。

进一步避免近似值的出现，可将第一采集点、第二采集点到采集参照点的距离设置为第二距离，且第二距离小于第一距离。本实施例中，以第一距离为50cm为例，第一采集点、第二采集点到采集参照点之间的第二距离可以为10cm。也就是说，通过调整各个采集点之间的间距，可避免近似值数值的出现，不会出现误判的情况。

如图2、图3，图2为本发明声源相位测试方法另一实施例的流程图，图3为本发明声源测试装置一实施例的结构框图。

本实施中，上述S22步骤中，从多个采集点中确定至少一个第一采集点和第二采集点还包括：

从多个采集点中确定第三采集点，第三采集点到第二采集点的距离为第一距离。

第三采集点的点位确定，可以采用与上述的第二采集点确定方式，在此不再一一赘述。

第三采集点的点位确定还可以是直接在第二采集点的基础上，偏移第一距离(例如10cm)得到，同样，第三采集点与第二采集点、参照采集点以及第一采集点沿同一轴线依次分布。

如图5所示，图5为本发明声源测试装置另一实施例的结构框图。

在一些实施例中，还可以在布置有第三采集点与第二采集点、参照采集点以及第一采集点的基础上，增设第四采集点，第四采集点的确定方式与前述实施例的采集点确定方式类似，在此不再一一赘述。在采集范围内通过增加对应数量的采集点，对多个采集点采集的分贝数值进行比对分析，有利于提高喇叭输出相位判断的准确度。

在一些实施例中，在步骤S10中，采集范围内确定多个采集点包括：

分别测量多个采集点的声波信号。

根据参照采集点、第一采集点和第二采集点采集的声波信号，分别生成第一音频信号、第二音频信号和第三音频信号。

本实施例中，分别对多个采集点的声波信号进行采集，也指的是分时采集，即在不同的时间点用同一个传感器，在不同的采集点位采集声波。例如，采用一个分贝仪，在不同的时间点分别采集多个采集点的声波信号，分贝仪会直接将声波信号转换成具体的分贝数值，记录各个采集点位的分贝数值，并进行分析比对，可得出喇叭输出相位是否符合同相位预期结果。

除上述实施例之外，在另一个实施中，可采用同步采集的方式进行声波信号的采集。例如，将多个分贝仪布置在各个采集点，然后在同一时间点采集声波信号，同步采集的可以提高采集速度和精度，能够实时反映声波信号的变化，而且可以利用多个传感器的信息进行信号的增强或分离，提高信号的质量和可靠性。

如图6所示，图6为本发明声源相位的测试方法又一实施例的流程图。

考虑到生产环境下，有大量平板电脑的喇叭需要进行输出相位是否相同的测试，若是每测试一台平板电脑就需要工作人员自行观察并判断，这无疑会降低生产效率，同时操作人员长时间自行观测判断不可避免得会出现判定疲劳，会出现误判、漏判的情况。因此，本实施例中，在步骤S30中，判断声源是否同相位/反相位还包括：

当判断被测声源的相位相反时，生成告警控制信号；

根据告警控制信号作告警处理。

在本实施例中，告警控制信号可以是微控制单元根据判定结果输出相应的电平信号。例如，判定多个喇叭的输出不符合同相位的预期，告警控制信号则为高电平，多个喇叭的输出若是符合同相位的预期结果，告警控制信号则为低电平。当然，在一些实施例中，也可以是判定多个喇叭的输出不符合同相位的预期，告警控制信号为低电平，符合同相位的预期结果，告警控制信号为高电平，在此不做特别的限定。

本实施例中的根据告警信号作告警处理可以是在通过视觉、听觉的方式展现给操作人员。视觉方面可以是通过在显示器上弹出提示窗、改变颜色等方式，提醒操作人员。显示器可以是测试设备的显示屏、PC显示屏、平板电脑的显示屏(测试用具)等。

至于听觉方面，可以是在弹窗的基础上增加声光提示。例如，微控制单元输出对应的控制信号，控制信号用于触发内部执行程序的弹窗提示功能，同时，控制信号还触发外接的声光报警装置。如此，在应对大量检测时，无需操作人员逐一观察判断，在提升生产效率的同时，保障了检测准确性。

进一步的，可以将检测出喇叭反相位的平板电脑的序列号进行记录，以便于后续复检排查。

如图4、6所示，图4为本发明声源相位检测装置一实施例中的结构框图，图6为本发明声源相位检测装置另一实施例中的结构框图。

本发明进一步提出一种声源相位检测装置，包括测试台、多个采集模块和相位比较模块，以及执行上述实施例的声源相位的测试方法。

本发明实施例的声源相位检测装置，由于都能够实现上述声源相位的测试方法步骤，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。

以上所述的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。

Claims (10)

1.一种声源相位的测试方法，其应用于发声装置的相位检测中，所述发声装置包括多个喇叭，所述多个喇叭用于产生声波信号，所述方法包括：

确定采集范围，所述采集范围为所述声波信号的传播范围；

在所述采集范围内确定多个采集点，所述多个采集点用于采集多个喇叭产生的声波信号；

比较所述多个采集点采集的声波信号，用于判断多个喇叭的输出是否同相位。

2.根据权利要求1所述的声源相位的测试方法，其特征在于，所述在所述采集范围内确定多个采集点包括：

在所述采集范围内确定参照采集点；

从所述多个采集点中确定至少一个第一采集点和第二采集点，其中第一采集点与所述参照采集点间隔，所述第二采集点与所述参照采集点间隔，所述第一采集与所述第二采集点互不相交。

3.根据权利要求2所述的声源相位的测试方法，其特征在于，在所述采集范围内确定多个采集点还包括：

确定声波信号的传播方向；

所述第一采集点、所述第二采集点与所述声波信号的传播方向相对平行，所述参照采集点、所述第一采集点、所述第二采集点到声源的距离为第一距离。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的声源相位的测试方法，其特征在于，所述第一采集点、所述第二采集点到所述采集参照点的距离为第二距离，且所述第二距离小于所述第一距离。

5.根据权利要求4所述的声源相位的测试方法，其特征在于，从所述多个采集点中确定至少一个第一采集点和第二采集点还包括：

从所述多个采集点中确定第三采集点，所述第三采集点到所述第二采集点的距离为所述第一距离；

和/或，从所述多个采集点中确定第四采集点，所述第四采集点到所述第三采集点的距离为所述第一距离。

6.根据权利要求2所述的声源相位的测试方法，其特征在于，在所述采集范围内确定多个采集点包括：

分别测量多个采集点的声波信号；

根据所述参照采集点、所述第一采集点和所述第二采集点采集的声波信号，分别生成第一音频信号、第二音频信号和第三音频信号。

7.根据权利要求1所述的声源相位的测试方法，其特征在于，在所述采集范围内确定多个采集点包括：

同时测量多个采集点的声波信号。

8.根据权利要求6所述的声源相位的测试方法，其特征在于，所述比较所述多个采集点采集的声波信号，以判断声源是否同相位/反相位包括：

判断所述第二音频信号、第三音频信号是否小于所述第一音频信号；

若是，则判断被测喇叭的极性连接正常；

若否，则判断被测喇叭的极性连接接反。

9.根据权利要求1所述的声源相位的测试方法，其特征在于，所述判断声源是否同相位/反相位还包括：

当判断被测喇叭输出反相位时，生成告警控制信号；

根据所述告警控制信号作告警处理。

10.一种声源相位测试装置，其特征在于，包括：

测试台，用于放置待测试设备；

多个采集模块，用于采集多个采集点的声波信号；

相位比较模块，与所述多个采集模块电连接，用于接收并处理所述多个采集模块采集的声波信号。