CN219876131U - 音频量测装置 - Google Patents

Abstract

一种音频量测装置，包括第一缓冲电路、增益自适应电路、第二缓冲电路、第一模数转换电路及主控电路。第一缓冲电路将待测的音频信号与后端相隔离，增益自适应电路用于对音频信号进行放大，增益自适应电路可根据主控电路输出的控制信号进行增益调整，主控电路可根据增益自适应电路输出的音频信号及第一模数转换电路的输入电压基准，输出控制信号，第二缓冲电路将待进行模数转换的音频信号和前端相隔离，第一模数转换电路对音频信号进行模数转换，得到第一音频数字信号，主控电路还可根据第一音频数字信号，确定待测的音频信号的信号参数。本申请可根据待测音频信号进行自适应的增益配置，降低音频测试难度，且可提升音频测试准确度。

Description

音频量测装置

技术领域

本申请涉及电路板组件检测技术领域，尤其涉及一种音频量测装置。

背景技术

随着支持人机交互的智能语音识别技术的普及，具备智能语音识别与音频播放能力的电子产品的生产出货量快速增长。在电子产品的生产制造中，对贴装有音频电子组件和音频电路的电路板组件进行质量检测成为生产测试的一道必不可少的工序。量测音频功放电路输出的音频信号的参数(例如基频、总谐波失真)是检测音频电子组件和音频电路的关键技术指标，而为此工厂通常需要采购专用的音频检测设备和音频分析软件构建音频量测系统，造成生产制造成本的增加。

且通常采购的音频检测设备无法根据待测音频信号进行联动的增益配置，需要测试员手动进行增益调整，费时费力，且增加了测试难度。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种音频量测装置，可根据待测音频信号进行自适应的增益配置，降低音频测试难度，又可提升音频测试准确度。

本申请实施例公开了一种音频量测装置，包括第一缓冲电路、增益自适应电路、第二缓冲电路、第一模数转换电路及主控电路；所述第一缓冲电路电连接于所述增益自适应电路，所述第一缓冲电路用于接收待测音频电路输出的音频信号，所述第一缓冲电路还用于将所述待测音频电路与所述增益自适应电路相隔离；所述增益自适应电路用于对所述第一缓冲电路输出的音频信号进行放大处理，所述增益自适应电路还用于根据所述主控电路输出的控制信号进行增益调整；所述主控电路分别电连接于所述增益自适应电路及所述第一模数转换电路，所述主控电路用于根据所述增益自适应电路输出的音频信号及所述第一模数转换电路的输入电压基准，输出用于调整所述增益自适应电路的增益的控制信号；所述第二缓冲电路电连接于所述增益自适应电路与所述第一模数转换电路之间，所述第二缓冲电路用于将所述增益自适应电路与所述第一模数转换电路相隔离，所述第二缓冲电路还用于接收所述增益自适应电路输出的音频信号；所述第一模数转换电路用于对所述第二缓冲电路输出的音频信号进行模数转换，得到第一音频数字信号，及将所述第一音频数字信号输入至所述主控电路；所述主控电路还用于根据所述第一音频数字信号，确定所述待测音频电路的音频信号的信号参数。

采用上述技术方案，可根据待测音频信号进行自适应的增益配置，降低音频测试难度，又可提升音频测试的准确度。

在一些实施例中，所述音频量测装置还包括滤波整形电路，所述滤波整形电路电连接于所述第一缓冲电路与所述增益自适应电路之间，所述滤波整形电路用于对所述第一缓冲电路输出的音频信号进行滤波处理，所述增益自适应电路用于对所述滤波整形电路输出的音频信号进行放大处理。

采用上述技术方案，通过滤波整形电路滤除待测音频信号中的干扰信号(例如高频干扰信号)，可提升音频测试的准确度。

在一些实施例中，所述增益自适应电路包括可变增益单元及振幅检测单元，所述可变增益单元分别电连接于所述滤波整形电路、所述第二缓冲电路及所述主控电路，所述振幅检测单元电连接于所述可变增益单元与所述主控电路之间，所述可变增益单元用于对所述滤波整形电路输出的音频信号进行放大处理，所述振幅检测单元用于对所述可变增益单元输出的音频信号进行整流，得到振幅直流信号，及将所述振幅直流信号输入至所述主控电路，所述主控电路用于将所述振幅直流信号与预设电压值进行比较，及基于比较结果输出用于调整所述可变增益单元的增益的控制信号，所述预设电压值基于所述第一模数转换电路的输入电压基准进行设定。

采用上述技术方案，通过对可变增益单元输出的音频信号进行整流得到振幅直流信号，振幅直流信号可通过主控电路内部的A/D采样转化为数字量，与预设电压值进行比较，主控电路可基于比较结果输出控制信号，对可变增益单元的增益进行调整，形成自动增益控制环路，使得可变增益单元输出的音频信号的电压可恒定在后级的第一模数转换电路的最佳输入电压区间(例如恒定在后级的音频模数转换器的最佳输入电压区间)，提升音频测试的准确度。

在一些实施例中，所述可变增益单元包括可调增益放大器、第一运算放大器、第一电阻及第二电阻，所述可调增益放大器包括正输入端、负输入端、输出端及控制端，所述可调增益放大器的正输入端电连接于所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端电连接于所述滤波整形电路，所述可调增益放大器的负输入端电连接于所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端电连接于所述滤波整形电路，所述可调增益放大器的输出端电连接于所述第二缓冲电路及所述振幅检测单元，所述第一运算放大器包括正输入端、负输入端及输出端，所述第一运算放大器的正输入端电连接于所述主控电路，所述第一运算放大器的负输入端电连接于所述第一运算放大器的输出端，所述第一运算放大器的输出端还电连接于所述可调增益放大器的控制端；

所述振幅检测单元包括第二运算放大器、第三运算放大器、二极管、第一电容及第三电阻，所述第二运算放大器包括正输入端、负输入端及输出端，所述第二运算放大器的正输入端电连接于所述可调增益放大器的输出端，所述第二运算放大器的输出端电连接于所述二极管的正极，所述第三运算放大器包括正输入端、负输入端及输出端，所述二极管的负极电连接于所述第三运算放大器的正输入端，所述第一电容的一端电连接于所述二极管的负极，所述第一电容的另一端接地，所述第三电阻的一端电连接于所述二极管的负极，所述第三电阻的另一端接地，所述第三运算放大器的负输入端电连接于所述第二运算放大器的负输入端及所述第三运算放大器的输出端，所述第三运算放大器的输出端还电连接于所述主控电路。

采用上述技术方案，通过对可调增益放大器输出的音频信号进行整流得到振幅直流信号，以与预设电压值进行比较，主控电路可基于比较结果输出控制信号，对可调增益放大器的增益进行调整，形成自动增益控制(automatic gain control，AGC)环路，使得可调增益放大器输出的音频信号的电压可恒定在后级的第一模数转换电路的最佳输入电压区间，提升音频测试的准确度。

在一些实施例中，所述主控电路包括微控制单元，所述微控制单元集成有数模转换器单元、模数转换器单元及数字信号处理器单元，所述模数转换器单元用于对所述第三运算放大器的输出端的信号进行模数转换，以与预设电压值进行比较，所述数模转换器单元用于将所述控制信号转换为模拟电压信号，及将所述模拟电压信号输入至所述第一运算放大器的正输入端，以对所述可调增益放大器的增益进行调整，所述数字信号处理器单元用于根据所述第一音频数字信号，确定所述待测音频电路的音频信号的信号参数。

采用上述技术方案，通过微控制单元内部集成的模数转换器将振幅直流信号采样转化为数字量，以与预设电压值进行比较，通过内部集成的数模转换器将控制信号转换为控制电压，对可调增益放大器的增益进行调整，形成自动增益控制环路。

在一些实施例中，所述信号参数包括基频及总谐波失真。

在一些实施例中，所述待测音频电路还包括第一麦克风组件，所述音频量测装置还包括数模转换电路、功率放大电路及扬声器，所述数模转换电路电连接于所述主控电路，所述数模转换电路用于对所述主控电路输出的测试音频信号进行数模转换，得到测试模拟信号，所述功率放大电路电连接于所述扬声器与所述数模转换电路之间，所述功率放大电路用于对所述数模转换电路输出的测试模拟信号进行放大，以驱动所述扬声器播放测试音频，所述第一麦克风组件用于采集所述测试音频，所述测试音频具有预设声压。

采用上述技术方案，通过驱动扬声器播放具有预设声压的测试音频，以实现对待测音频电路的麦克风组件的灵敏度进行测试。

在一些实施例中，所述音频量测装置还包括麦克风灵敏度分析装置，所述麦克风灵敏度分析装置用于读取所述第一麦克风组件采集所述测试音频后输出的电压信号，及基于所述电压信号确定所述第一麦克风组件的灵敏度。

采用上述技术方案，通过麦克风灵敏度分析装置来获取待测音频电路的麦克风组件采集测试音频后输出的电压信号，进而可基于该电压信号确定麦克风组件的灵敏度。

在一些实施例中，所述音频量测装置还包括拾音电路、第二模数转换电路及第二麦克风组件，所述拾音电路电连接于所述第二麦克风组件，所述第二麦克风组件用于采集所述测试音频，所述拾音电路用于对所述第二麦克风组件采集所述测试音频后输出的电压信号进行放大处理，所述第二模数转换电路电连接于所述拾音电路与所述主控电路之间，所述第二模数转换电路对所述拾音电路输出的信号进行模数转换，得到第二音频数字信号，及将所述第二音频数字信号输入至所述主控电路，所述主控电路还用于基于所述第二音频数字信号调整所述测试音频信号，以使得所述测试音频维持所述预设声压。

采用上述技术方案，通过对音频量测装置自带的麦克风组件采集的测试音频进行检测，及基于检测结果进行测试音频信号调整，形成测试声源的AGC环路，实现对测试音频的检测与矫正，确保扬声器播放恒定声压的测试音频，提升麦克风组件的灵敏度的量测准确性。

在一些实施例中，所述拾音电路包括：第二电容，一端电连接于所述第二麦克风组件；第四电阻，一端电连接于所述第二电容的另一端；第四运算放大器，包括正输入端、负输入端及输出端，所述第四运算放大器的正输入端电连接于所述第四电阻的另一端；第五电阻，电连接于所述第四运算放大器的正输入端与所述第四运算放大器的输出端之间；第六电阻，一端电连接于所述第四运算放大器的负输入端；第三电容，一端电连接于所述第六电阻的另一端，另一端接地；第五运算放大器，包括正输入端、负输入端及输出端，所述第五运算放大器的正输入端电连接于所述第四运算放大器的输出端，所述第五运算放大器的负输入端电连接于所述第五运算放大器的输出端，所述第五运算放大器的输出端还电连接于所述第二模数转换电路_。

采用上述技术方案，通过对音频量测装置自带的麦克风组件采集的测试音频进行滤波与放大处理，可提升对测试音频的检测与矫正的准确性_。

附图说明

图1是本申请音频量测装置的一实施方式的功能模块图。

图2是本申请音频量测装置的另一实施方式的功能模块图。

图3是本申请音频量测装置的一实施方式的电路图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚的描述。

可理解的，本申请中所描述的连接关系指的是直接或间接连接。例如，A与B连接，既可以是A与B直接连接，也可以是A与B之间通过一个或多个其它电学元器件间接连接。例如可以是A与C直接连接，C与B直接连接，从而使得A与B之间通过C实现了连接。还可理解的，本申请中所描述的“A连接B”可以是A与B直接连接，也可以是A与B通过一个或多个其它电学元器件间接连接。

在本申请的描述中，除非另有说明，“/”表示“或”的意思，例如，A/B可以表示A或B。本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

在本申请的描述中，“第一”、“第二”等字样仅用于区别不同对象，并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

下面结合附图来对本申请的技术方案作进一步的详细描述。

请参阅图1，本申请一实施方式提供音频量测装置10，音频量测装置10可用于对待测音频电路20输出的音频信号进行测量。例如，量测待测音频电路20输出的音频信号的基频、总谐波失真(total harmonic distortion，THD)等参数，进而可将量测的基频、THD与预设基准值进行比对，评估待测音频电路20的音频输出品质是否符合要求。待测音频电路20可以是电子设备中的音频电路，电子设备可以是手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑等设备，本申请实施例对电子设备的类型不作限定。

音频量测装置10可包括第一缓冲电路101、增益自适应电路102、第二缓冲电路103、第一模数转换电路104及主控电路105。

第一缓冲电路101电连接于增益自适应电路102，第一缓冲电路101用于接收待测音频电路20输出的音频信号。第一缓冲电路101用于将待测音频电路20与增益自适应电路102相隔离，确保待测音频电路20输出的音频信号和后端的量测电路相互不影响。第一缓冲电路101还具备在保持音频信号的电压增益不变的情形下(即电压增益等于1)，提供较高的电流增益，进而可提升后端负载的驱动能力。

增益自适应电路102用于对第一缓冲电路101输出的音频信号进行放大处理。增益自适应电路102还可根据主控电路105输出的控制信号进行增益的自动调整。主控电路105分别电连接于增益自适应电路102及第一模数转换电路104。主控电路105可根据增益自适应电路102输出的音频信号及第一模数转换电路104的输入电压基准，输出用于调整增益自适应电路102的增益的控制信号。第一模数转换电路104的输入电压基准可以是指第一模数转换电路104的最佳输入电压区间，在该最佳输入电压区间下，第一模数转换电路104可实现以较高的采样率进行模数转换，且采样精度、模数转换精度高。

通过增益自适应电路102与主控电路105组成自动增益控制(automatic gaincontrol，AGC)环路，实现增益自适应电路102输出的音频信号的电压恒定在第一模数转换电路104的最佳输入电压区间，可提高第一模数转换电路104的采样精度与模数转换精度。对于不同的待测音频电路20，由增益自适应电路102与主控电路105组成的AGC环路可实现对不同的待测试音频信号进行自适应的增益调整，使得音频量测装置10对不同幅值的待测试音频信号均具有良好的量测精度。

第二缓冲电路103电连接于增益自适应电路102与第一模数转换电路104之间，第二缓冲电路103用于接收增益自适应电路102输出的音频信号，及将音频信号输入至第一模数转换电路104。第二缓冲电路103还用于将增益自适应电路102与第一模数转换电路104相隔离，实现将待进行模数转换的音频信号和前端电路相隔离，确保第一模数转换电路104对音频信号进行采样与模数转换不会受到前端电路的信号的干扰，进而可提升第一模数转换电路104的采样精度与模数转换精度。第二缓冲电路103还具备在保持音频信号的电压增益不变的情形下(即电压增益等于1)，提供较高的电流增益，进而可提升后端负载的驱动能力。

第一模数转换电路104用于对第二缓冲电路103输出的音频信号进行模数转换，得到第一音频数字信号，及将第一音频数字信号输入至主控电路105进行分析处理。

主控电路105还用于根据第一音频数字信号，确定待测音频电路20的音频信号的信号参数。信号参数可以包括基频、THD等。例如，主控电路105可以包括ARM Cortex-M4系列的微控制单元(microcontroller unit，MCU)，该MCU集成有数字信号处理器(digitalsignal processor，DSP)单元，DSP单元可执行快速傅里叶变换(fast Fourier transform，FFT)运算。

在一些实施例中，DSP单元可采用现有算法来实现基于第一音频数字信号，确定音频信号的基频与THD。例如，DSP单元可先对音频数字信号进行加窗处理，以减少频谱泄漏，然后进行FFT运算，得到频率/幅值数据，由于FFT存在的栅栏效应，DSP单元还可使用插值算法进行校正，找出基频点的频率和振幅，该基频点的频率即为音频信号的基频，最后通过计算预设次(例如2-5次)的谐波振幅，得到音频信号的THD。

请参阅图2，为本申请另一实施方式提供音频量测装置10，与图1相比，音频量测装置10还可包括滤波整形电路106、数模转换电路107、功率放大电路108、扬声器109、拾音电路110、第二模数转换电路111及第二麦克风组件112。图2所示的音频量测装置10不仅可对待测音频电路20输出的音频信号进行测量，还可提供用于测试待测音频电路20的麦克风组件(为了便于区分，以下称为第一麦克风组件)的灵敏度的测试音频。

滤波整形电路106电连接于第一缓冲电路101与增益自适应电路102之间，滤波整形电路106用于对第一缓冲电路101输出的音频信号进行滤波，例如滤波整形电路106为由电阻电容组成的低通滤波电路，进而可滤除音频信号中的高频干扰信号。音频量测装置10通过设置滤波整形电路106对待测的音频信号进行整形降噪，不仅可确保音频信号的完整性，又可实现降低音频量测的误差。

如图2所示，增益自适应电路102可包括可变增益单元1021及振幅检测单元1022。可变增益单元1021分别电连接于滤波整形电路106、第二缓冲电路103及主控电路105，振幅检测单元1022电连接于可变增益单元1021与主控电路105之间。可变增益单元1021用于对经滤波整形电路106滤波的音频信号进行放大处理。振幅检测单元1022用于对可变增益单元1021输出的音频信号进行整流，得到振幅直流信号，及将振幅直流信号输入至主控电路105。主控电路105用于将振幅直流信号与预设电压值进行比较(例如主控电路105可集成有模数转换器，通过模数转换器对振幅直流信号进行模数转换，以与预设电压值进行比较)，及基于比较结果输出用于调整可变增益单元1021的增益的控制信号，进而可变增益单元1021可根据控制信号进行增益的自动调整，使得可变增益单元1021输出的音频信号的电压可恒定在第一模数转换电路104的最佳输入电压区间。

在一些实施例中，预设电压值可预先存储在主控电路105中，预设电压值可基于第一模数转换电路104的输入电压基准进行设定。

数模转换电路107电连接于主控电路105，数模转换电路107用于对主控电路105输出的测试音频信号进行数模转换，得到测试模拟信号。功率放大电路108电连接于扬声器109与数模转换电路107之间，功率放大电路108用于对数模转换电路107输出的测试模拟信号进行放大，以驱动扬声器109播放测试音频，测试音频具有预设声压，预设声压可以根据实际需求进行设定，例如预设声压可以为94dBSPL。第一麦克风组件可采集测试音频，进而可基于第一麦克风组件采集到的测试音频而转换得到的电压信号的电压值确定第一麦克风组件的灵敏度。

例如，可通过麦克风灵敏度分析装置读取第一麦克风组件采集测试音频后输出的电压信号，基于该电压信号确定第一麦克风组件的灵敏度，及将该灵敏度与基准灵敏度进行比对，评估第一麦克风组件的品质是否符合要求。

举例而言，麦克风灵敏度分析装置为电脑，待测音频电路20为手机中的音频电路，电脑与手机通过连接线连接(例如，连接线一端通过USB接口连接电脑，另一端通过Type C接口/Lightning接口等与手机连接)，电脑上可预先安装麦克风灵敏度分析软件，音频量测装置10在预先构建的测试环境下驱动扬声器109播放测试音频，手机置于该测试环境下，手机的第一麦克风组件采集测试音频，电脑上的麦克风灵敏度分析软件可显示第一麦克风组件的灵敏度，进而可将该灵敏度与第一麦克风组件的对应的基准灵敏度进行比对，评估第一麦克风组件的拾音品质是否符合要求。在其他实施例中，麦克风灵敏度分析装置也可设计成模块的形式，并集成至音频量测装置10，即通过音频量测装置10读取第一麦克风组件采集测试音频后输出的电压信号，利用主控电路105基于该电压信号分析得到第一麦克风组件的灵敏度。

拾音电路110电连接于第二麦克风组件112，第二麦克风组件112用于采集测试音频，拾音电路110用于对第二麦克风组件112采集测试音频后输出的电压信号进行放大处理。第二模数转换电路111电连接于拾音电路110与主控电路105之间，第二模数转换电路111用于对拾音电路110输出的信号进行模数转换，得到第二音频数字信号，及将第二音频数字信号输入至主控电路105。主控电路105还用于基于第二音频数字信号调整测试音频信号，使得测试音频维持预设声压。

通过主控电路105、数模转换电路107、功率放大电路108、扬声器109、拾音电路110、第二模数转换电路111及第二麦克风组件112组成测试声源的AGC环路，实现对测试音频的检测与矫正，确保扬声器109播放恒定声压(声压级为94dBSPL)的测试音频，可提升麦克风组件的灵敏度的量测准确性。

请同时参阅图3，为申请一实施方式提供音频量测装置10的电路图。

主控电路105可包括MCU、或单片机等具有控制与信号处理能力的芯片。图3以主控电路105包括MCU U0为例进行说明，例如MCU U0可以是ARM Cortex-M4系列的MCU芯片，该系列的MCU芯片集成有数模转换器(digital-analog converter，DAC)、模数转换器(analog-digital converter，ADC)及数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，基于集成的数字信号处理器可进行FFT运算。

第一缓冲电路101可包括第一运算放大器U1及第二运算放大器U2。第一运算放大器U1包括正输入端、负输入端及输出端，第一运算放大器U1的正输入端电连接于待测音频电路20的音频正输出端，第一运算放大器U1的负输入端电连接于第一运算放大器U1的输出端。第二运算放大器U2包括正输入端、负输入端及输出端，第二运算放大器U2的正输入端电连接于待测音频电路20的音频负输出端，第二运算放大器U2的负输入端电连接于第二运算放大器U2的输出端。通过第一运算放大器U1、第二运算放大器U2构建运放跟随电路，实现将待测音频电路20与后端的量测电路相隔离，确保待测音频电路20输出的音频信号和后端的量测电路相互不影响。

滤波整形电路106可为RC低通滤波电路，以实现滤除高频干扰信号。例如，滤波整形电路106可包括第一至第五电阻R1～R5及第一至第四电容C1～C4。第一电阻R1的一端电连接于第一运算放大器U1的输出端，第一电阻R1的另一端电连接于第二运算放大器U2的输出端。第二电阻R2的一端电连接于第一电阻R1的一端及第一运算放大器U1的输出端，第二电阻R2的另一端电连接于第一电容C1的一端及第三电阻R3的一端，第一电容C1的另一端接地，第三电阻R3的另一端电连接于第二电容C2的一端，第二电容C2的另一端接地。第四电阻R4的一端电连接于第一电阻R1的另一端及第二运算放大器U2的输出端，第四电阻R4的另一端电连接于第三电容C3的一端及第五电阻R5的一端，第三电容C3的另一端接地，第五电阻R5的另一端电连接于第四电容C4的一端，第四电容C4的另一端接地。

在一些实施例中，可根据实际滤波需求设定第一至第五电阻R1～R5的电阻值及第一至第四电容C1～C4的电容值，或者采用其他电路结构的RC低通滤波电路，本申请对此不作限定。例如，滤波整形电路106为24KHz带宽的低通滤波电路，基于此来设定第一至第五电阻R1～R5的电阻值及第一至第四电容C1～C4的电容值。

增益自适应电路102包括第六电阻R6、第七电阻R7、可调增益放大器U3、第三运算放大器U4、第四运算放大器U5、第五运算放大器U6、二极管D1、第五电容C5及第八电阻R8。可调增益放大器U3包括正输入端、负输入端、输出端及控制端。可调增益放大器U3的正输入端电连接于第六电阻R6的一端，第六电阻R6的另一端电连接于第三电阻R3的另一端，可调增益放大器U3的负输入端电连接于第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端电连接于第五电阻R5的另一端。第三运算放大器U4包括正输入端、负输入端及输出端。第三运算放大器U4的正输入端电连接于MCU U0，例如第三运算放大器U4的正输入端电连接于MCU U0的DAC引脚，第三运算放大器U4的负输入端电连接于第三运算放大器U4的输出端，第三运算放大器U4的输出端电连接于可调增益放大器U3的控制端。第四运算放大器U5包括正输入端、负输入端及输出端。第四运算放大器U5的正输入端电连接于可调增益放大器U3的输出端。第五运算放大器U6包括正输入端、负输入端及输出端。第四运算放大器U5的负输入端电连接于第五运算放大器U6的负输入端及第五运算放大器U6的输出端，第四运算放大器U5的输出端电连接于二极管D1的正极，二极管D1的负极电连接于第五电容C1的一端、第八电阻R8的一端及第五运算放大器U6的正输入端。第五电容C1的另一端接地，第八电阻R8的另一端接地。第五运算放大器U6的输出端还电连接于MCU U0，例如第五运算放大器U6的输出端电连接于MCUU0的ADC引脚。通过第四运算放大器U5、第五运算放大器U6、二极管D1、第五电容C5及第八电阻R8组成的振幅检测单元，对可调增益放大器U3输出的音频信号进行整流，得到振幅直流信号，MCU U0通过ADC引脚对振幅直流信号进行采样与模数转换，转化为数字量，以与预设电压值进行比较。

图3示意的可调增益放大器U3以压控型可调增益放大器为例，通过调整输入至可调增益放大器U3的控制端的控制电压来实现增益的调整。在其他实施例中，可调增益放大器U3也可以是电阻跟踪型可调增益放大器，通过调整接入至可调增益放大器U3的电阻阻值来实现增益的调整，例如可通过MCU U0调整数位电阻器的阻值来实现可调增益放大器U3的增益的调整。

第二缓冲电路103可包括第六运算放大器U7。第六运算放大器U7包括正输入端、负输入端及输出端，第六运算放大器U7的正输入端电连接于可调增益放大器U3的输出端，第六运算放大器U7的负输入端电连接于第六运算放大器U7的输出端，第六运算放大器U7的输出端还电连接于第一模数转换电路104。通过第六运算放大器U7构建运放跟随电路，实现将待进行模数转换的音频信号与前端电路相隔离，确保第一模数转换电路104对音频信号进行采样与模数转换不会受到前端电路的信号的干扰。

第一模数转换电路104可包括音频模数转换器U8，可以根据实际量测精度要求，选用不同精度的音频模数转换器芯片，例如，低精度要求可选12-Bit音频模数转换器芯片，高精度需求可选择24-Bit音频模数转换器芯片。本申请实施例的音频模数转换器U8可以选择24-Bit、支持192K/s分辨率、且具有高信噪比与低THD+N的音频模数转换器芯片。音频模数转换器U8用于对第六运算放大器U7输出的音频信号进行采样与模数转换，得到数字信号，MCU U0可通过I2S总线接收音频模数转换器U8输入的数字信号。

数模转换电路107可包括音频数模转换器U9，可以根据实际需求，选用不同分辨率的音频数模转换器芯片。音频数模转换器U9用于对MCU U0输出的测试音频信号进行数模转换，得到测试模拟信号，MCU U0可通过I2S总线将测试音频信号传送至音频数模转换器U9。

功率放大电路108可实现对测试模拟信号进行滤波与放大处理。如图3所示，功率放大电路108可包括第七运算放大器U10、第八运算放大器U11、第六至第十电容C6～C10及第九至第十二电阻R9～R12。第七运算放大器U10包括正输入端、负输入端及输出端，第七运算放大器U10的正输入端电连接于音频数模转换器U9的第一模拟音频输出端，第七运算放大器U10的输出端电连接于扬声器109的正输入端。第八运算放大器U11包括正输入端、负输入端及输出端，第八运算放大器U11的负输入端电连接于音频数模转换器U9的第二模拟音频输出端，第八运算放大器U11的正输入端电连接于第七运算放大器U10的负输入端，第八运算放大器U11的输出端电连接于扬声器109的负输入端。第六电容C6与第七电容C7串联连接于音频数模转换器U9的第一模拟音频输出端与第二模拟音频输出端之间。第八电容C8连接于第七运算放大器U10的正输入端与第八运算放大器U11的负输入端之间。第九电阻R9与第九电容C9串联连接于第七运算放大器U10的正输入端与第七运算放大器U10的输出端之间，第十电阻R10电连接于第七运算放大器U10的正输入端与第七运算放大器U10的输出端之间。第十一电阻R11电连接于第八运算放大器U11的负输入端与第八运算放大器U11的输出端之间，第十二电阻R12与第十电容C10串联连接于第八运算放大器U11的负输入端与第八运算放大器U11的输出端之间。在其他实施例中，也可以根据实际需求对图3所示的功率放大电路108的电路结构进行改变，例如省略部分元器件，本申请对此不作限定。

第二麦克风组件112用于采集测试音频，通过声电转换输出一电压信号，拾音电路110用于对第二麦克风组件112输出的电压信号进行滤波与放大处理。如图3所示，拾音电路110可包括第九运算放大器U12、第十运算放大器U13、第十一至第十三电容C11～C13及第十三至第十五电阻R13～R15。第十一电容C11的一端电连接于第二麦克风组件112，第十一电容C11的另一端电连接于第十三电阻R13的一端。第九运算放大器U12包括正输入端、负输入端及输出端，第九运算放大器U12的正输入端电连接于第十三电阻R13的另一端，第九运算放大器U12的负输入端电连接于第十四电阻R14的一端，第十四电阻R14的另一端电连接于第十二电容C12的一端及第十三电容C13的一端，第十二电容C12的另一端接地，第十三电容C13的另一端接地。第十五电阻R15电连接于第九运算放大器U12的正输入端与第九运算放大器U12的输出端之间。第十运算放大器U13包括正输入端、负输入端及输出端，第十运算放大器U13的正输入端电连接于第九运算放大器U12的输出端，第十运算放大器U13的负输入端电连接于第十运算放大器U13的输出端，第十运算放大器U13的输出端还电连接于第二模数转换电路111。在其他实施例中，也可以根据实际需求对图3所示的拾音电路110的电路结构进行改变，例如省略部分元器件，本申请对此不作限定。

第二模数转换电路111可包括音频模数转换器U14，可以根据实际量测精度要求，选用不同精度的音频模数转换器芯片，例如，低精度要求可选12-Bit音频模数转换器芯片，高精度需求可选择24-Bit音频模数转换器芯片。本申请实施例的音频模数转换器U14可以选择24-Bit、支持192K/s分辨率、且具有高信噪比与低THD+N的音频模数转换器芯片。音频模数转换器U14用于对第十运算放大器U13输出的音频信号进行采样与模数转换，得到数字信号，MCU U0可通过I2S总线接收音频模数转换器U14输入的数字信号。

对本领域的技术人员来说，可以根据本申请的申请方案和申请构思结合生产的实际需要做出其他相应的改变或调整，而这些改变和调整都应属于本申请所公开的范围。

Claims (10)

1.一种音频量测装置，其特征在于，包括第一缓冲电路、增益自适应电路、第二缓冲电路、第一模数转换电路及主控电路；

所述第一缓冲电路电连接于所述增益自适应电路，所述第一缓冲电路用于接收待测音频电路输出的音频信号，所述第一缓冲电路还用于将所述待测音频电路与所述增益自适应电路相隔离；

所述增益自适应电路用于对所述第一缓冲电路输出的音频信号进行放大处理，所述增益自适应电路还用于根据所述主控电路输出的控制信号进行增益调整；

所述主控电路分别电连接于所述增益自适应电路及所述第一模数转换电路，所述主控电路用于根据所述增益自适应电路输出的音频信号及所述第一模数转换电路的输入电压基准，输出用于调整所述增益自适应电路的增益的控制信号；

所述第二缓冲电路电连接于所述增益自适应电路与所述第一模数转换电路之间，所述第二缓冲电路用于将所述增益自适应电路与所述第一模数转换电路相隔离，所述第二缓冲电路还用于接收所述增益自适应电路输出的音频信号；

所述第一模数转换电路用于对所述第二缓冲电路输出的音频信号进行模数转换，得到第一音频数字信号，及将所述第一音频数字信号输入至所述主控电路；

所述主控电路还用于根据所述第一音频数字信号，确定所述待测音频电路的音频信号的信号参数。

2.如权利要求1所述的音频量测装置，其特征在于，所述音频量测装置还包括滤波整形电路，所述滤波整形电路电连接于所述第一缓冲电路与所述增益自适应电路之间，所述滤波整形电路用于对所述第一缓冲电路输出的音频信号进行滤波处理，所述增益自适应电路用于对所述滤波整形电路输出的音频信号进行放大处理。

3.如权利要求2所述的音频量测装置，其特征在于，所述增益自适应电路包括可变增益单元及振幅检测单元，所述可变增益单元分别电连接于所述滤波整形电路、所述第二缓冲电路及所述主控电路，所述振幅检测单元电连接于所述可变增益单元与所述主控电路之间，所述可变增益单元用于对所述滤波整形电路输出的音频信号进行放大处理，所述振幅检测单元用于对所述可变增益单元输出的音频信号进行整流，得到振幅直流信号，及将所述振幅直流信号输入至所述主控电路，所述主控电路用于将所述振幅直流信号与预设电压值进行比较，及基于比较结果输出用于调整所述可变增益单元的增益的控制信号，所述预设电压值基于所述第一模数转换电路的输入电压基准进行设定。

4.如权利要求3所述的音频量测装置，其特征在于，所述可变增益单元包括可调增益放大器、第一运算放大器、第一电阻及第二电阻，所述可调增益放大器包括正输入端、负输入端、输出端及控制端，所述可调增益放大器的正输入端电连接于所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端电连接于所述滤波整形电路，所述可调增益放大器的负输入端电连接于所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端电连接于所述滤波整形电路，所述可调增益放大器的输出端电连接于所述第二缓冲电路及所述振幅检测单元，所述第一运算放大器包括正输入端、负输入端及输出端，所述第一运算放大器的正输入端电连接于所述主控电路，所述第一运算放大器的负输入端电连接于所述第一运算放大器的输出端，所述第一运算放大器的输出端还电连接于所述可调增益放大器的控制端；

所述振幅检测单元包括第二运算放大器、第三运算放大器、二极管、第一电容及第三电阻，所述第二运算放大器包括正输入端、负输入端及输出端，所述第二运算放大器的正输入端电连接于所述可调增益放大器的输出端，所述第二运算放大器的输出端电连接于所述二极管的正极，所述第三运算放大器包括正输入端、负输入端及输出端，所述二极管的负极电连接于所述第三运算放大器的正输入端，所述第一电容的一端电连接于所述二极管的负极，所述第一电容的另一端接地，所述第三电阻的一端电连接于所述二极管的负极，所述第三电阻的另一端接地，所述第三运算放大器的负输入端电连接于所述第二运算放大器的负输入端及所述第三运算放大器的输出端，所述第三运算放大器的输出端还电连接于所述主控电路。

5.如权利要求4所述的音频量测装置，其特征在于，所述主控电路包括微控制单元，所述微控制单元集成有数模转换器单元、模数转换器单元及数字信号处理器单元，所述模数转换器单元用于对所述第三运算放大器的输出端的信号

进行模数转换，以与预设电压值进行比较，所述数模转换器单元用于将所述控制信号转换为模拟电压信号，及将所述模拟电压信号输入至所述第一运算放大器的正输入端，以对所述可调增益放大器的增益进行调整，

所述数字信号处理器单元用于根据所述第一音频数字信号，确定所述待测音频电路的音频信号的信号参数。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的音频量测装置，其特征在于，所述信号参数包括基频及总谐波失真。

7.如权利要求1所述的音频量测装置，其特征在于，所述待测音频电路还包括第一麦克风组件，所述音频量测装置还包括数模转换电路、功率放大电路及扬声器，所述数模转换电路电连接于所述主控电路，所述数模转换电路用于对所述主控电路输出的测试音频信号进行数模转换，得到测试模拟信号，所述功率放大电路电连接于所述扬声器与所述数模转换电路之间，所述功率放大电路用于对所述数模转换电路输出的测试模拟信号进行放大，以驱动所述扬声器播放测试音频，所述第一麦克风组件用于采集所述测试音频，所述测试音频具有预设声压。

8.如权利要求7所述的音频量测装置，其特征在于，所述音频量测装置还包括麦克风灵敏度分析装置，所述麦克风灵敏度分析装置用于读取所述第一麦克风组件采集所述测试音频后输出的电压信号，及基于所述电压信号确定所述第一麦克风组件的灵敏度。

9.如权利要求7所述的音频量测装置，其特征在于，所述音频量测装置还包括拾音电路、第二模数转换电路及第二麦克风组件，所述拾音电路电连接于所述第二麦克风组件，所述第二麦克风组件用于采集所述测试音频，所述拾音电路用于对所述第二麦克风组件采集所述测试音频后输出的电压信号进行放大处理，所述第二模数转换电路电连接于所述拾音电路与所述主控电路之间，所述第二模数转换电路对所述拾音电路输出的信号进行模数转换，得到第二音频数字信号，及将所述第二音频数字信号输入至所述主控电路，所述主控电路还用于基于所述第二音频数字信号调整所述测试音频信号，以使得所述测试音频维持所述预设声压。

10.如权利要求9所述的音频量测装置，其特征在于，所述拾音电路包括：

第二电容，一端电连接于所述第二麦克风组件；

第四电阻，一端电连接于所述第二电容的另一端；

第四运算放大器，包括正输入端、负输入端及输出端，所述第四运算放大器的正输入端电连接于所述第四电阻的另一端；

第五电阻，电连接于所述第四运算放大器的正输入端与所述第四运算放大器的输出端之间；

第六电阻，一端电连接于所述第四运算放大器的负输入端；

第三电容，一端电连接于所述第六电阻的另一端，另一端接地；

第五运算放大器，包括正输入端、负输入端及输出端，所述第五运算放大器的正输入端电连接于所述第四运算放大器的输出端，所述第五运算放大器的负输入端电连接于所述第五运算放大器的输出端，所述第五运算放大器的输出端还电连接于所述第二模数转换电路。