CN213186476U

CN213186476U - 一种调试系统

Info

Publication number: CN213186476U
Application number: CN202022033650.XU
Authority: CN
Inventors: 邓祥恩; 许崇铭; 韦莎丽
Original assignee: Shenzhen Zhongke Lanxun Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Zhongke Lanxun Technology Co ltd
Priority date: 2020-09-16
Filing date: 2020-09-16
Publication date: 2021-05-11
Anticipated expiration: 2030-09-16

Abstract

本实用新型提供了一种调试系统，用于调试无线耳机的主动降噪传递函数，包括：噪声源、人工耳、声卡和主机，其中，所述人工耳分别获取第一传递函数和第三传递函数，所述待调试耳机获取第二传递函数；所述主机基于所述第一传递函数、所述第二传递函数和所述第三传递函数对所述待调试耳机的主动降噪传递函数进行调整。其能够根据无线耳机结构降噪的差异对滤波器进行参数调整，保证耳机降噪效果。

Description

一种调试系统

技术领域

本实用新型涉及无线电子设备，具体涉及一种调试系统。

背景技术

耳机是一对转换单元，它接受媒体播放器或接收器所发出的电讯号，利用贴近耳朵的扬声器将其转化成可以听到的音波。耳机一般是与媒体播放器可分离的，利用一个插头连接。耳机原是给电话和无线电上使用的，但随着可携式电子装置的盛行，耳机多用于手机、随身听、收音机、可携式电玩和音讯播放器等。

随着科技的进步和人们现代生活需求的提高，蓝牙TWS(True Wireless Stereo，真无线立体声)耳机由于其摆脱了从播放器连接到耳机本体的连接线而受到人们的广泛喜爱。蓝牙耳机特别适合于进行运动或其他活动时佩戴，可以减少线体缠绕带来的麻烦，十分方便。

近年市场上出现一种新的蓝牙TWS耳机，其具备有主动降噪(ANC，Active NoiseCancellation)功能，原有的调试方案，大多是手动调整IC内部滤波器参数，操作复杂且耗时较长。而且，一组合适的滤波器参数是在研发阶段由专业人员调出，在产测时，则使用相同的滤波器参数应用于量产的ANC耳机。考虑到耳机制造的不一致性，在耳机结构降噪效果不好时，则需调整滤波器增益，增强主动降噪效果，而使用相同的滤波器参数无法对滤波器进行调整，因此，需要改进原有的调试方案，设计更加合理的产测方案。

若耳机主动降噪效果不好时，产测主要是调整滤波器增益的办法，使其尽量满足要求，但可能存在相位无法对齐的问题。故需要改进原有的调试方案，设计更加简易实用的ANC产测方案。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种调试系统，其能够根据无线耳机结构降噪的差异对滤波器进行参数调整，保证耳机降噪效果。

一种调试系统，用于调试无线耳机的主动降噪传递函数，包括：

噪声源，用于播放第一测试音频以产生噪声；

人工耳，用于放置待调试耳机，并采集所述噪声；

声卡，分别与所述待调试耳机、所述人工耳和所述噪声源连接，用于所述待调试耳机调试过程中的数据处理；和

主机，与所述声卡连接，用于所述待调试耳机调试过程中的数据分析；

其中，所述人工耳分别获取所述噪声源到所述人工耳的第一传递函数和所述待调试耳机的扬声器到所述人工耳的第三传递函数，所述待调试耳机获取所述噪声源到所述待测试耳机的前馈麦克风的第二传递函数；

所述主机基于所述第一传递函数、所述第二传递函数和所述第三传递函数对所述待调试耳机的主动降噪传递函数进行调整。

具体的，所述声卡与所述待调试耳机有线连接，所述待调试耳机在所述主机通过所述声卡的控制下进行所述主动降噪传递函数的调整和所述前馈麦克风的噪声采集。

具体的，所述人工耳在未放置所述待调试耳机且所述噪声源播放所述第一测试音频时获取所述第一传递函数，并在放置所述待调试耳机且所述待调试耳机播放第二测试音频时获取所述第二传递函数和所述第三传递函数的组合函数。

具体的，所述主机通过所述声卡获取所述第一传递函数和所述组合函数。

具体的，所述主机与所述待调试耳机无线连接，且所述声卡与所述待调试耳机有线连接，所述待调试耳机在所述主机控制下通过所述无线连接进行所述主动降噪传递函数的调整和所述前馈麦克风的噪声采集。

具体的，所述人工耳在未放置所述待调试耳机且所述噪声源播放所述第一测试音频时获取所述第一传递函数，并在放置所述待调试耳机且所述待调试耳机播放第二测试音频时获取所述第三传递函数；所述待调试耳机在所述噪声源播放所述第一测试音频时获取所述第二传递函数。

具体的，所述主机通过所述声卡获取所述第一传递函数、所述第二传递函数和所述第三传递函数。

具体的，所述主机通过所述声卡获取所述第一传递函数和所述第三传递函数，并通过所述待调试耳机获取所述第二传递函数。

具体的，所述待调试耳机在所述噪声源播放所述第一测试音频获取所述第二传递函数，具体为，所述主机通过所述声卡控制所述噪声源播放所述第一测试音频时，同步通过所述声卡控制所述待调试耳机获取所述第二传递函数。

具体的，所述待调试耳机获取所述第二传递函数，具体为，所述主机控制所述声卡输出所述第一测试音频至所述噪声源时，同步控制所述声卡输出所述第二传递函数的采集信号至所述待调试耳机。

本实用新型所提供的调试系统，通过获取所述噪声源到所述人工耳的第一传递函数、所述待调试耳机的扬声器到所述人工耳的第二传递函数以及所述噪声源到所述待测试耳机的前馈麦克风的第三传递函数，基于三者对主动降噪传递函数进行修改，该修改可适应具有制造差异的不同耳机，使其具备相似的降噪效果。

附图说明

附图1为本实用新型提供的调试系统的主动降噪原理图。

附图2为本实用新型提供的主机与待调试耳机有线连接的调试系统示意图。

附图3为本实用新型提供的主机与待调试耳机无线连接的一种调试系统示意图。

附图4为本实用新型提供的主机与待调试耳机无线连接的另一种调试系统示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分，而不是全部。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施手段，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1，其示出了耳机前馈的主动降噪原理，噪声源输出扫频噪声或粉噪，耳机外部的前馈麦克风(FFMIC)收集噪声信号，输入到芯片(IC)中，经过IC内部的A/D、D/A转换，以及滤波器调整，输出一个与噪声信号幅值相同、相位相反的降噪信号，将噪声抵消从而达到降噪的目的。

耳机的主动降噪效果由耳机滤波器进行调节，当耳机扬声器输出一个与噪声信号幅值相同、相位相反的声音时，滤波器传递函数与耳机佩戴状态下噪声源透过耳机传递到人耳的噪声传递函数的比值为1。噪声传递函数分别与图1所示的噪声源到人耳的传递函数①、噪声源到前馈麦克风的传递函数②、耳机扬声器到人耳的传递函数③相关，具体为：

传递函数关系为：噪声传递函数＝①/(②*③)，

幅值关系为：噪声幅值＝①-②-③，

相位关系为：噪声相位＝φ_①-φ_②-φ_③；

降噪信号与噪声信号幅值相同、相位相反，即

传递函数关系为：降噪传递函数＝-①/(②*③)，

幅值关系为：降噪幅值＝①-②-③，

相位关系为：降噪相位＝180+φ_①-φ_②-φ_③；

本实用新型基于上述关系式，在对耳机主动降噪效果进行调试时，通过获取传递函数①、传递函数②和传递函数③来计算主动降噪传递函数，再根据该主动降噪传递函数计算相应的滤波器参数，进而实现本实用新型的目的。

因此，本实用新型提供了一种调试系统，该调试系统用于调试无线耳机的主动降噪传递函数，具体包括：

噪声源，用于播放第一测试音频以产生噪声；

人工耳，用于放置待调试耳机，并采集所述噪声；

上述第一传递函数即为前述传递函数①，第二传递函数即为前述传递函数②，第三传递函数即为前述传递函数③，其中，第一传递函数可在预先在人工耳未放置待调试耳机时，通过噪声源播放第一测试音频被获取；第二传递函数在人工耳放置待调试耳机后，通过噪声源播放第一测试音频被获取，第二传递函数的获取与第一测试音频的传输同步；第三传递函数在第二传递函数被获取后，通过待调试耳机的扬声器播放第二测试音频被获取。

上述第二传递函数获取时，噪声源的激励信号与待调试耳机的响应信号需进行同步，以在时域和频域上的相位与幅值的对准。

在本实用新型中，主机控制待调试耳机的控制方式可通过有线连接方式或无线连接方式实现，下面分别针对有线连接和无线连接对上述调试系统进行进一步说明。

作为一种可能的实施方式，参照图2所示，所述声卡与所述待调试耳机有线连接，所述待调试耳机在所述主机通过所述声卡的控制下进行所述主动降噪传递函数的调整和所述前馈麦克风的噪声采集。具体实现为，所述人工耳在未放置所述待调试耳机且所述噪声源播放所述第一测试音频时获取所述第一传递函数，并在放置所述待调试耳机且所述待调试耳机播放第二测试音频时获取所述第二传递函数和所述第三传递函数的组合函数。

在图2所示实施方式中，声卡与待调试耳机有线连接，待调试耳机在主机控制下对滤波器参数进行调整和对噪声源播放的噪声进行采集，人工耳所获取的传递函数为第二传递函数和第三传递函数的组合函数，主机通过所述声卡获取所述第一传递函数和所述组合函数。在该实施方式中，人工耳放置待调试耳机前，噪声源播放第一测试音频，第一传递函数被预先获取；人工耳放置待调试耳机后，噪声源播放第一测试音频，待调试耳机在主机通过声卡的同步控制下，通过前馈麦克风采集噪声，待调试耳机结合第一传递函数和第一测试音频进行处理得到结构降噪后的第二测试音频，将该第二测试音频输出到扬声器进行播放，人工耳采集第二测试音频的噪声输出到声卡，由主机进行分析得到组合函数。

作为另一种可能的实施方式，所述主机与所述待调试耳机无线连接，且所述声卡与所述待调试耳机有线连接，所述待调试耳机在所述主机控制下通过所述无线连接进行所述主动降噪传递函数的调整和所述前馈麦克风的噪声采集。与使用蓝牙连接的无线耳机对应的，该无线连接可以是通过蓝牙连接。

作为上述实施方式的一种示例，参照图3、4所示，所述人工耳在未放置所述待调试耳机且所述噪声源播放所述第一测试音频时获取所述第一传递函数，并在放置所述待调试耳机且所述待调试耳机播放第二测试音频时获取所述第三传递函数；所述待调试耳机在所述噪声源播放所述第一测试音频时获取所述第二传递函数。

相对于有线连接的组合函数获取，由于无线连接数据传输的速度较慢，第二传递函数的获取过程中噪声源和待调试耳机的响应信号不同步，导致两者产生的延时较大，可能影响到第二传递函数的测试准确性，进而影响主动降噪传递函数的计算，导致最终降噪的测试效果受影响。因此，主机与待调试耳机在获取第二传递函数时，为保证第二传递函数的准确性，噪声源上第一测试音频的播放和待调试耳机上前馈麦克风的采集需同步进行，使其幅值和相位在时域上得以对准。故而，上述主机在所述噪声源播放所述第一测试音频获取所述第二传递函数，具体为，所述主机通过所述声卡控制所述噪声源播放所述第一测试音频时，同步获取所述第二传递函数。所述获取所述第二传递函数，具体可以是，所述主机控制所述声卡输出所述第一测试音频时，同步控制所述声卡输出所述第二传递函数的采集信号。该采集信号可以是与第一测试音频传输的同步上升沿信号或下降沿信号。

在图3所示示例中，主机与待调试耳机无线连接，待调试耳机在主机无线控制下对滤波器参数进行调整和对噪声源播放的噪声进行采集，待调试耳机所获取的传递函数为第二传递函数，第二传递函数通过声卡有线传输至主机，人工耳所获取的传递函数为第三传递函数，第三传递函数通过声卡有线传输至主机。在该示例中，人工耳放置待调试耳机前，噪声源播放第一测试音频，第一传递函数被预先获取；人工耳放置待调试耳机后，主机控制声卡在传输第一测试音频至噪声源时，同步传输采集信号(图3中所示为同步信号)至待调试耳机，在噪声源播放第一测试音频的同时待调试耳机同步进行噪声采集，待调试耳机在主机控制下，通过前馈麦克风采集噪声，并将该噪声通过声卡传输至主机，由主机分析得到第二传递函数；接着，主机根据第二传递函数，结合第一测试音频进行处理得到结构降噪后的第二测试音频，将该第二测试音频通过声卡输出至待调试耳机的扬声器进行播放，通过人工耳采集第二测试音频的噪声信号输出到声卡，由主机进行分析得到第三传递函数。

在图4所示示例中，主机与待调试耳机无线连接，待调试耳机在主机无线控制下对滤波器参数进行调整和对噪声源播放的噪声进行采集，待调试耳机所获取的传递函数为第二传递函数，第二传递函数通过无线连接传输至主机，人工耳所获取的传递函数为第三传递函数，第三传递函数通过声卡有线传输至主机。在该示例中，人工耳放置待调试耳机前，噪声源播放第一测试音频，第一传递函数被预先获取；人工耳放置待调试耳机后，主机控制声卡在传输第一测试音频至噪声源时，同步传输采集信号(图4中所示为上升沿信号)至待调试耳机，在噪声源播放第一测试音频的同时待调试耳机同步进行噪声采集，待调试耳机在主机控制下，通过前馈麦克风采集噪声，并将该噪声通过主机与待调试耳机的无线连接传输至主机，由主机分析得到第二传递函数；接着，主机根据第二传递函数，结合第一测试音频进行处理得到结构降噪后的第二测试音频，将该第二测试音频通过声卡输出至待调试耳机的扬声器进行播放，通过人工耳采集第二测试音频的噪声信号输出到声卡，由主机进行分析得到第三传递函数。

此外，本实用新型可通过所述内容的多次执行以获得多个主动降噪传递函数，在多个主动降噪传递函数中选择降噪性能较优的其中一传递函数作为最终的主动降噪传递函数，以消除调试过程中可能出现的测试误差影响。

尽管展示、描述并指出了应用于其优选实施方式的本实用新型的基本新颖特征，但是应该理解，本领域的熟练技术人员可以对所描述的设备和方法的形式和细节进行各种删节、替换和变更，而并不背离本实用新型的实质。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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种调试系统，用于调试无线耳机的主动降噪传递函数，其特征在于，包括：

噪声源，用于播放第一测试音频以产生噪声；

人工耳，用于放置待调试耳机，并采集所述噪声；

其中，所述人工耳分别获取所述噪声源到所述人工耳的第一传递函数和所述待调试耳机的扬声器到所述人工耳的第三传递函数，所述待调试耳机获取所述噪声源到所述待调试耳机的前馈麦克风的第二传递函数；

2.如权利要求1所述的调试系统，其特征在于，所述声卡与所述待调试耳机有线连接，所述待调试耳机在所述主机通过所述声卡的控制下进行所述主动降噪传递函数的调整和所述前馈麦克风的噪声采集。

3.如权利要求2所述的调试系统，其特征在于，所述人工耳在未放置所述待调试耳机且所述噪声源播放所述第一测试音频时获取所述第一传递函数，并在放置所述待调试耳机且所述待调试耳机播放第二测试音频时获取所述第二传递函数和所述第三传递函数的组合函数。

4.如权利要求3所述的调试系统，其特征在于，所述主机通过所述声卡获取所述第一传递函数和所述组合函数。

5.如权利要求1所述的调试系统，其特征在于，所述主机与所述待调试耳机无线连接，且所述声卡与所述待调试耳机有线连接，所述待调试耳机在所述主机控制下通过所述无线连接进行所述主动降噪传递函数的调整和所述前馈麦克风的噪声采集。

6.如权利要求5所述的调试系统，其特征在于，所述人工耳在未放置所述待调试耳机且所述噪声源播放所述第一测试音频时获取所述第一传递函数，并在放置所述待调试耳机且所述待调试耳机播放第二测试音频时获取所述第三传递函数；所述待调试耳机在所述噪声源播放所述第一测试音频时获取所述第二传递函数。

7.如权利要求6所述的调试系统，其特征在于，所述主机通过所述声卡获取所述第一传递函数、所述第二传递函数和所述第三传递函数。

8.如权利要求6所述的调试系统，其特征在于，所述主机通过所述声卡获取所述第一传递函数和所述第三传递函数，并通过所述待调试耳机获取所述第二传递函数。

9.如权利要求5-8任一项所述的调试系统，其特征在于，所述待调试耳机在所述噪声源播放所述第一测试音频获取所述第二传递函数，具体为，所述主机通过所述声卡控制所述噪声源播放所述第一测试音频时，同步通过所述声卡控制所述待调试耳机获取所述第二传递函数。

10.如权利要求9所述的调试系统，其特征在于，所述待调试耳机获取所述第二传递函数，具体为，所述主机控制所述声卡输出所述第一测试音频至所述噪声源时，同步控制所述声卡输出所述第二传递函数的采集信号至所述待调试耳机。