CN205491155U - 一种麦克风测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种麦克风测试装置，该装置包括：声源器件以及至少一级耦合器；至少一级耦合器，用于耦合声源器件和待测试麦克风阵列，形成声源耦合腔；其中，通过耦合器将所述待测试麦克风阵列中的麦克风阵元进行分组，使得每一组内的麦克风阵元都关于声源轴线对称；声源器件发出的声信号，经过声源耦合腔传递至待测试麦克风。本实用新型实施例的技术方案能够准确可靠的实现对麦克风阵列产品中阵元频率响应、失真，特别是阵元间相位差的测试，并且重复性好，操作简单方便，不占用空间有利于整合到自动化测试,提高生产的效率，节约生产成本。

Description

一种麦克风测试装置

技术领域

本实用新型涉及麦克风测试技术领域，具体涉及一种麦克风测试装置。

背景技术

随着麦克风阵列产品的广泛应用，每个阵元的频率响应、失真和阵元间的相位差越来越受到关注。我们可以通过计算麦克风阵列中阵元间的相位差来得声源的方位信息，但是我们需要首先保证阵列产品中各个阵元间的原始相位差是已知的，这就需要准确可靠的测量方案来完成对麦克风阵列产品中阵元频率响应、失真，特别是阵元间相位差的测试。

现有的麦克风阵列产品的测试方法多为自由场测试，要得到比较真实的自由场环境，需要使用较大的消音室，建造消音室的成本高，并且维护成本较高。在生产线上通常使用小型化的消音箱作为性能和价格的折中，但小型化的消音箱对低频声音没有吸音效果，无法准确检测待测产品的低频性能，影响到产品的声学性能，并且仍然会占用较多的生产空间不利于自动化生产线排布。

由此可知，现有技术中没有准确可靠的完成对麦克风阵列产品中阵元频率响应、失真，特别是阵元间相位差进行测试的方案。

实用新型内容

本实用新型提供了一种麦克风测试装置，以解决现有技术中没有准确可靠的完成对麦克风阵列产品中阵元频率响应、失真，特别是阵元间相位差的测试的问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种麦克风测试装置，该装置包括：声源器件以及至少一级耦合器；

至少一级耦合器，用于耦合声源器件和待测试麦克风阵列，形成声源耦合腔；通过耦合器将所述待测试麦克风阵列中的麦克风阵元进行分组，使得每一组内的麦克风阵元的位置都关于声源轴线对称；

所述声源器件发出的声信号，经过所述声源耦合腔传递至待测试麦克风。

可选地，所述耦合器的级数为一级时，该耦合器的一端面与待测试麦克风阵列密封耦合，该一端面的对向端面与所述声源器件密封耦合，形成声源耦合腔，使得所述声源器件发出的声信号以及待测试麦克风阵列耦合在该声源耦合腔内。

可选地，所述耦合器的级数为两级时，

第一级耦合器的一端面与所述声源器件密封耦合，第一级耦合器的一端面的对向端面与第二级耦合器的一端面耦合，形成第一级声源耦合腔；

第二级耦合器的一端面的对向端面与待测试麦克风阵列密封耦合形成第二级声源耦合腔；

其中，待测试麦克风阵列中的麦克风阵元放置在所述第二级声源耦合腔内关于声源轴线对称的位置；

所述声源器件发出的声信号，先经过所述第一级声源耦合腔，再经过所述第二级声源耦合腔传递至待测试麦克风阵列中的麦克风阵元。

可选地，与所述声源器件密封耦合的耦合器的形状与所述声源器件的外壳的形状相适配。

该装置进一步包括：压力装置；

压力装置，与待测试麦克风阵列接触，并用于向待测试麦克风阵列施加压力，以增强待测试麦克风阵列与耦合器的耦合。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种麦克风测试装置，该麦克风测试装置包括至少一级耦合器，该耦合器将声源和待测试麦克风耦合在独立的刚性声腔内，形成压力场测试环境。利用压力腔内声压各向同性的特点，检测待测麦克风阵元的频率响应和失真；通过将待测试麦克风放置在压力腔内关于声源对称的位置，控制声源到每个待测麦克风阵元的声学路径一致，保证测试得到的麦克风阵元间相位差能够真实的反映阵元之间的差异，实现准确测试麦克风阵元的频响、失真和阵元之间的相位差。并且，本实用新型的这种麦克风测试装置占用空间小、有利于自动化生产线排布，操作简单、测试效率高。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的麦克风测试装置的结构示意图；

图2a是本实用新型另一个实施例的麦克风测试装置组装前的结构示意图；

图2b是本实用新型另一个实施例的麦克风测试装置组装后的结构示意图；

图3a是本实用新型又一个实施例的麦克风测试装置的组装前的结构示意图；

图3b是本实用新型又一个实施例的麦克风测试装置的组装后的结构示意图；

图4是本实用新型一个实施例的麦克风测试方法的流程示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心思想是：利用压力场测试频率响应稳定性好、信噪比高的特点，设计一种能够进行压力场测试的耦合器，用来耦合待测试麦克风和声源器件形成声源耦合腔。并且通过设计待测试麦克风在压力腔内关于声源轴线对称，可以控制声源到每个待测麦克风阵元的声学路径一致，保证测试得到的麦克风阵元间相位差能够真实的反映阵元之间的差异，从而准确地测试麦克风阵元的频响、失真和阵元之间的相位差。

实施例一

图1是本实用新型一个实施例的麦克风测试装置的结构示意图，参见图1，该麦克风测试装置包括：声源器件11以及至少一级耦合器10；

至少一级耦合器10，用于耦合声源器件11和待测试麦克风12，形成声源耦合腔13；其中，待测试麦克风12放置在声源耦合腔13内关于声源轴线(即图1中虚线所示)对称的位置；

声源器件11发出的声信号，经过声源耦合腔13传递至待测试麦克风12。

如图1所示，耦合器10的级数为一级，该耦合器10的一端面与待测试麦克风12密封耦合，该一端面的对向端面与声源器件11密封耦合，形成声源耦合腔13，使得声源器件11发出的声信号以及待测试麦克风12耦合在该声源耦合腔13内。

这里的声源器件11包括：声源外壳和电声转换器110；图1中声源器件11还包括功率放大器111，功率放大器111可以安装在声源外壳内，也可以是外置的。

实际测试时，声源器件11可以使用现有技术的广泛应用的仿真嘴产品，并且选择一个高性能的扬声器(loudspeaker)作为电声转换器件110，在极小功率的应用场景中也可以使用受话器(receiver)作为电声转换器件110。实际应用中可以根据需要进行选择，对此不作限制。

图1所示的测试装置的工作过程为：使用图1测试装置进行麦克风测试，测试软件馈给声源器件测试电信号，声源器件发出声信号，在声源耦合腔里面形成一个稳定的各向同性的压力场声信号，声信号传递到待测的各个待测试麦克风处，各个待测试麦克风采集到声音信号后，传递给测试电脑，得到录音文件，分析录音文件可以得到各个麦克风阵元的频响、失真和阵元之间相位差信息。

需要说明的是，本实施例的这种麦克风测试装置既可以用来测试麦克风阵列也可以用来测试麦克风单体，对此并不做限制。只要待测试麦克风放置在关于声源轴线对称的位置。例如，测试麦克风单体时，将该麦克风单体放置在声源轴线正对的位置。

实施例二

图2a是本实用新型另一个实施例的麦克风测试装置组装前的结构示意图，图2b是本实用新型另一个实施例的麦克风测试装置组装后的结构示意图，以下结合图2a和图2b对本实用新型一个实施例的这种麦克风测试装置进行具体说明。

参见图2a和图2b，示出了一级耦合器20，声源器件22以及包含四个麦克风阵元(见图2b示出的MIC1&2，MIC3&4)的待测试麦克风阵列21。麦克风阵列21中的四个麦克风阵元(MIC1&2，MIC3&4)和声源轴线(参见图2b中的虚线)之间不全部对称。通过耦合器20将待测试麦克风阵列21中的麦克风阵元进行分组，使得每一组内的麦克风阵元的位置都满足关于声源轴线对称的条件。

本实施例中，通过耦合器20把麦克风阵元分组，每一组的麦克风阵元都位于关于声源轴线对称的位置。这样实际测试过程中，可以调整耦合器20和声源器件22的结合。具体的，如图2b所示，先测试第一组阵元(MIC1&2)，然后再向右移动声源器件22测试第二组阵元(MIC3&4)，对每一组分别进行测试，从而得到每一组内各个麦克风阵元的频响、失真和阵元间相位差信息。

参见图2b，本实施例的这种麦克风测试装置还包括：压力装置23，与待测试麦克风(即麦克风阵列21)接触，并向麦克风阵列21施加压力，以增强麦克风阵列21与耦合器20的耦合，确保测试装置的密封性，提高测试结果的准确度。

参见图2b，声源器件22包括：声源外壳和电声转换器。本实施例中，与声源器件22密封耦合的耦合器20的形状与还声源器件22的外壳相适配，实际应用过程中，耦合器20根据测试所使用的声源器件22(如仿真嘴)的外形进行仿形设计，目的是实现耦合器20与声源器件22的密封耦合。另外，耦合器20的形状与麦克风阵列21的形状相适配，实现耦合器20与麦克风阵列产品21进行声学密封耦合。

需要说明的是，本实施例的这种麦克风测试装置既可以用来测试麦克风阵列也可以用来测试麦克风单体，对此并不做限制，只要待测试麦克风放置在关于声源轴线对称的位置即可。

实施例三

图3a是本实用新型又一个实施例的麦克风测试装置的组装前的结构示意图，图3b是本实用新型又一个实施例的麦克风测试装置的组装后的结构示意图。以下结合图3a和图3b对包含两级耦合器的结构进行具体说明，其他内容参见本实用新型其他实施例。

参见图3a和图3b，展示了测试多个麦克风阵元的阵列产品的麦克风测试装置，通过两级耦合器来实现声源传递到每个阵元的路径是一致的，进而准确测试麦克阵元的频率响应，失真和阵元间相位差。

本实施例中耦合器的级数量为两级时，第一级耦合器30的一端面与声源器件33密封耦合，第一级耦合器30的一端面的对向端面与第二级耦合器31的一端面耦合，形成第一级声源耦合腔；第二级耦合器31的一端面的对向端面与待测试麦克风32密封耦合形成第二级声源耦合腔；其中，待测试麦克风阵列的阵元放置在第二级声源耦合腔内关于声源轴线(参见图3b中的虚线)对称的位置；

声源器件33发出的声信号，先经过第一级声源耦合腔，再经过第二级声源耦合腔传递至待测试麦克风32。

本实施例中，待测试麦克风为麦克风阵列32包含四个麦克风阵元(见图2b示出的MIC1&2，MIC3&4)，第二级耦合器31的形状与麦克风阵列32的形状相适配；

通过耦合器31将待测试麦克风阵列中的麦克风阵元进行分组，使得每一组内的麦克风阵元的位置都满足关于声源轴线对称的条件。

参见图3b，该测试装置进一步包括：压力装置34，压力装置34与待测试麦克风接触并用于向待测试麦克风施加压力，以增强待测试麦克风与耦合器的耦合。

参见图3b，声源器件33包括：声源外壳和电声转换器。

另外，本实施例中，与声源器件33密封耦合的第一级耦合器30的形状与声源器件的外壳相适配，以保证第一级耦合器与声源器件的密封耦合。

需要说明的是，本实施例中是以两级耦合器耦合声源器件以及待测麦克风进行的示例性说明，但并不限于此，在本实用新型的其他实施例中，可以设置多于两级的耦合器以进一步提高测试效率。

实施例四

图4是本实用新型一个实施例的麦克风测试方法的流程示意图，本实施例中主要是对麦克风测试方法的实现步骤进行说明，其他内容参见本实用新型的其他实施例。

参见图4，该麦克风测试方法包括如下步骤：

步骤S41，利用至少一级耦合器耦合待测试麦克风阵列和声源器件，形成声源耦合腔，其中，通过耦合器将所述待测试麦克风阵列中的麦克风阵元进行分组，使得每一组内的麦克风阵元都关于声源轴线对称；

步骤S42，通过测试软件控制声源器件发出声信号，使得该声信号经过声源耦合腔传递至待测试麦克风阵列；

步骤S43，采集并分析待测试麦克风阵列中各阵元接收到的声信号，得到测试结果。

在本实用新型的一个实施例中，利用至少一级耦合器耦合待测试麦克风和声源器件包括：

将耦合器的一端面与待测试麦克风密封耦合，将一端面的对向端面与声源器件密封耦合，形成声源耦合腔，使得声源器件发出的声信号以及待测试麦克风耦合在该声源耦合腔内。

在本实用新型的另一个实施例中，利用至少一级耦合器耦合待测试麦克风和声源器件包括：

利用第一级耦合器和第二级耦合器；并将第一级耦合器的一端面与声源器件密封耦合，第一级耦合器的一端面的对向端面与第二级耦合器的一端面耦合，形成第一级声源耦合腔；将第二级耦合器的一端面的对向端面与待测试麦克风密封耦合形成第二级声源耦合腔；通过耦合器将所述待测试麦克风阵列中的麦克风阵元进行分组，使得每一组内的麦克风阵元都关于声源轴线对称；

控制声源器件发出的声信号，先经过第一级声源耦合腔，再经过第二级声源耦合腔传递至待测试麦克风。

需要说明的是，本实施例中的这种麦克风测试方法的实现步骤是和前述麦克风测试装置的工作过程相对应的，因此，本实施例的麦克风测试方法的具体实现步骤可以参见前述麦克风测试装置的工作过程部分的相关说明，在此不再赘述。

综上可知，本实用新型实施例的这种麦克风测试装置，首先，利用耦合器，将声源和麦克风阵列耦合在独立的刚性声腔内，形成一个压力场的测试环境，并利用压力腔内声压各向同性的特点，检测待测麦克风阵元的频率响应和失真；其次，通过设计待测试麦克风在声腔内关于声源轴线对称，控制声源到每个待测麦克风阵元的声学路径一致，保证测试得到的麦克风阵元间相位差真实的反映阵元之间的差异，从而实现了准确地测试麦克风阵元的频响、失真和阵元之间的相位差的效果。最后，本实用新型实施例的技术方案可重复性好，操作简单方便，并且占用空间小，有利于整合到自动化测试,节约生产成本，而且如果设置多个耦合器测试麦克风阵列产品，还可以进一步提高测试效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种麦克风测试装置，其特征在于，该装置包括：声源器件以及至少一级耦合器；

至少一级耦合器，用于耦合声源器件和待测试麦克风阵列，形成声源耦合腔；通过耦合器将所述待测试麦克风阵列中的麦克风阵元进行分组，使得每一组内的麦克风阵元都关于声源轴线对称；

所述声源器件发出的声信号，经过所述声源耦合腔传递至待测试麦克风。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述耦合器的级数为一级时，该耦合器的一端面与待测试麦克风阵列密封耦合，该一端面的对向端面与所述声源器件密封耦合，形成声源耦合腔，使得所述声源器件发出的声信号以及待测试麦克风阵列耦合在该声源耦合腔内。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述耦合器的级数为两级时，

第一级耦合器的一端面与所述声源器件密封耦合，第一级耦合器的一端面的对向端面与第二级耦合器的一端面耦合，形成第一级声源耦合腔；

第二级耦合器的一端面的对向端面与待测试麦克风阵列密封耦合形成第二级声源耦合腔；

其中，待测试麦克风阵列中的麦克风阵元放置在所述第二级声源耦合腔内关于声源轴线对称的位置；

所述声源器件发出的声信号，先经过所述第一级声源耦合腔，再经过所述第二级声源耦合腔传递至待测试麦克风阵列中的麦克风阵元。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，与所述声源器件密封耦合的耦合器的形状与所述声源器件的外壳的形状相适配。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：压力装置；

所述压力装置，与待测试麦克风阵列接触，并用于向所述待测试麦克风阵列施加压力，以增强待测试麦克风阵列与耦合器的耦合。