KR20190131020A - 고처리율 음향 벤트 구조체 시험 장치 - Google Patents

고처리율 음향 벤트 구조체 시험 장치 Download PDF

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더블유.엘. 고어 앤드 어소시에이트스, 인코포레이티드
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Abstract

고처리율 음향 벤트 구조체 시험 장치는 음향 캐비티를 밀봉식으로 둘러싸기 위해 서로 제거 가능하게 연결될 수 있는 제1 요소 및 제2 요소를 포함한다. 시험 샘플 홀더는 음향 캐비티 내에 봉입될 수 있으며, 시험 샘플 홀더는 시험 샘플측 면과 마이크로폰측 면을 가지며, 그것을 통한 다수의 포트와 그 포트와 연결된 마이크로폰측 면 상에 있는 다수의 마이크로폰을 함께 구비한다. 음향원은 시험 샘플 홀더에 반대측인 음향 캐비티 내에 위치되며, 복수의 포트를 통해 마이크로폰에 의해 검출될 수 있는 음향 신호를 생성하도록 작동 가능하다. 작동할 때, 음향 벤트 구조체의 시험 샘플은 시험 샘플 홀더 상에 위치될 수 있다.

Description

고처리율 음향 벤트 구조체 시험 장치
관련된 출원에 대한 상호 참고 문헌
본 출원은 2017년 1월 26일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/416,623호에 대한 우선권을 청구하며, 그 전체 내용이 본 개시내용에 참고로 포함된다.
기술분야
본 발명은, 보호 커버 및 멤브레인(이에 한정되지 않음)과 같은 음향 벤트 구조체용 고처리율 시험 장치(high throughput test apparatus)에 관한 것이다.
휴대 전화, 호출기(pager), 라디오, 보청기, 헤드셋, 바코드 스캐너, 디지털 카메라 등과 같은 전자 디바이스는 음향 변환기(예를 들어, 벨, 스피커, 마이크로폰, 부저, 라우드 스피커 등) 위에 위치되어 소리가 전달되도록 하는 작은 개구부를 갖는 인클로저(enclosure)를 구비하도록 설계된다. 음향 커버와 같은 보호 음향 벤트 구조체는 개구부 위에 배치되어 먼지 및 물의 침입으로 인한 손상으로부터 변환기를 보호한다.
공지된 보호 음향 커버는 비-다공성 필름, 및 팽창된 PTFE(ePTFE)와 같은 미세 다공성 멤브레인을 포함한다. 보호 음향 커버는 미국 특허 제6,512,834호 및 미국 특허 제5,828,012호에 또한 설명된다.
음향 보호 커버용 멤브레인은, 예를 들어 물이나 먼지와 같은 외부 오염물의 침입으로부터 인클로저를 보호할 수 있어야 하며, 또한 적절하게 소리를 전달할 수 있어야 한다. 음향 벤트 구조체 시험의 많은 측면에 대한 시험 규약들이 존재하지만, 주파수 범위에 걸쳐, 특히 고주파에서, 음향 벤트 구조체에 대해 고처리율 시험을 수행할 수 있는 개선된 장치 및 방법이 필요하다.
음향 디바이스를 위한 일부 시험 장치는 다음과 같은 참고 문헌들에 개시되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 공개공보 제2008/304674호는 청력 디바이스를 시험 마이크로폰에 연결하는 청력 디바이스 시험 어댑터를 개시한다. 유사하게, 미국 특허 제8,194,870호는 개방 맞춤형 보청기 주파수 응답 사운드 측정을 위한 시스템 및 방법을 개시하고, 미국 특허 제4,038,500호는 이어폰에 대한 주파수 응답 시험을 수행하는 데 사용하기 위한 마이크로폰 커플러를 개시하고, 미국 특허 제3,876,035호는 보청기 등을 위한 시험 장치를 개시하고, 미국 특허 제2,530,383호는, 예를 들어 시험할 마이크로폰을 음향 에너지 원에 결합시키는 음향 커플러에 의한 마이크로폰을 개시한다. 하지만, 전술한 공보들은 음향 벤트 구조체에 대한 고처리율 시험을 수행하는 장치 또는 방법에 대해 설명하지 않는다.
일부 실시예에 따르면, 본 개시내용은, 예를 들어, 보호 음향 커버 또는 마이크로폰 커버, 멤브레인 등을 시험하기 위한 음향 벤트 구조체에 대한 고처리율 품질 관리 시험을 위한 시험 장치를 제공한다. 일 실시예에서, 음향 벤트 구조체는 적어도 하나의 멤브레인을 포함한다. 일부 실시예는 제1 요소 및 제2 요소를 포함하는, 음향 벤트 구조체의 음향 삽입 손실을 측정하기 위한 근거리 시험 장치를 포함한다. 일부 실시예에서, 음향 삽입 손실을 대신하여 또는 음향 삽입 손실에 추가하여 음향 위상이 측정될 수 있다. 제2 요소는 제1 요소에 제거 가능하게 연결할 수 있고, 제1 요소 및 제2 요소는, 제1 요소와 제2 요소가 연결되면, 적어도 하나의 폐쇄된 음향 챔버를 획정한다. 제1 요소는 적어도 하나의 음향 캐비티, 하나 이상의 제1 정렬 특징부, 및 적어도 하나의 음향 캐비티 각각에서 사운드를 생성할 수 있는 적어도 하나의 음원을 갖는다. 상기 제2 요소는 상기 하나 이상의 제1 정렬 특징부와 연결되도록 배열된 하나 이상의 제2 정렬 특징부, 음향 신호를 검출하도록 구성된 복수의 마이크로폰, 상기 적어도 하나의 음향 캐비티 중 하나와 상기 복수의 마이크로폰 중 하나 사이에 음향 채널을 각각 획정하는 복수의 포트, 및 복수의 음향 벤트 구조체를 상기 복수의 마이크로폰 중 적어도 하나 상에 위치시키는 하나 이상의 샘플 홀더를 포함한다. 제2 요소가 제1 요소와 연결될 때, 적어도 하나의 음향 캐비티 각각은 복수의 포트와 정렬된다.
일부 실시예에 따르면, 음원은 10Hz 내지 30kHz 범위의 일부 또는 전부, 예를 들어 10Hz 내지 20kHz 범위, 20Hz 내지 20kHz의 범위, 100Hz 내지 20kHz의 범위, 또는 100Hz 내지 10kHz의 범위에 걸쳐서 적어도 하나의 음향 캐비티 각각에서 사운드를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 시험 장치는 측정하기가 더 어려워지는 10kHz를 넘는 더 높은 주파수를 시험하는 데 특히 유용하다. 복수의 샘플 홀더는 관통하는 복수의 포트를 수용하는 적어도 하나의 플레이트를 포함할 수 있고, 상기 복수의 마이크로폰은 음향 캐비티와 반대측인 플레이트의 제1 면 상에 위치되고, 음향 캐비티에 대면하는 플레이트의 제2 면은 복수의 음향 벤트 구조체를 수용하도록 구성된다. 일부 실시예에 따르면, 적어도 하나의 플레이트는 제2 요소로부터 제거(즉, 샘플 홀더로부터 마이크로폰을 제거 또는 교체하기 위한 제거)가능하다. 일부 실시예에 따르면, 복수의 마이크로폰 각각은 MEMS(Micro-Electrical-Mechanical Systems, 미세 전자 기계 시스템) 마이크로폰이다. 복수의 MEMS 마이크로폰은 음향 삽입 손실 또는 음향 위상을 측정하기 위해 평면 배열로 배열될 수 있고, 하나 이상의 기준 마이크로폰을 또한 포함할 수 있다. 기준 마이크로폰은 또한 MEMS 마이크로폰일 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 음향 캐비티는 적어도 부분적으로 수동 감쇠 물질로 채워진다. 수동 감쇠 물질은 발포 합성 수지, 펠트, 부직포, 합성수지 섬유 및 미네랄 섬유를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다. 일부 특정 실시예에서, 수동 감쇠 물질은 피브릴화 발포체이다.
일부 실시예에 따르면, 제2 요소는 0.1mm의 허용 오차 내에서 제1 요소와 반복적으로 정렬될 수 있다. 적어도 하나의 폐쇄된 음향 캐비티와 대향하는 샘플 홀더의 일측에 후방 캐비티(backing cavity)가 배치될 수 있으며, 후방 캐비티는 음향 감쇠 물질을 포함한다.
본 개시내용은 첨부된 비제한적 도면을 참조하면 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 측단면도로, 개방 위치에 있는, 일부 실시예에 따른 고처리율 음향 시험 장치의 일례를 도시하고,
도 2는 폐쇄 위치에 있는 도 1의 고처리율 음향 시험 장치를 도시하고,
도 3은 일부 실시예에 따라, 사시도로 예시적인 홀더의 마이크로폰측 면을 도시하면서, 다수의 음향 커버 시험 샘플을 유지하기 위한 제1 샘플 홀더의 예를 도시하고,
도 4는 도 3의 제1 샘플 홀더를 나타내는 사시도로서, 예시적인 홀더의 샘플측 면을 나타내고,
도 5는, 일부 실시예에 따라, 도 3 및 도 4의 예시적인 홀더와 유사한 예시적인 샘플 홀더의 샘플측 면 상에 위치된 음향 커버 시험 샘플의 예를 도시하고,
도 6은, 일부 실시예에 따른, 예시적인 샘플 홀더의 대안적인 실시예에 위치되는 대체 음향 커버 시험 샘플의 예를 도시하고,
도 7은, 폐쇄 위치에 있는, 일부 실시예에 따른 음향 챔버를 갖는 제2 고처리율 음향 시험 장치의 예를 측단면도로 도시하고,
도 8은 도 1, 도 2 및 도 7에 도시된 음향 시험 장치와 유사한 장치를 사용하여 음향 벤트 구조체의 고처리율 시험을 수행하기 위한 예시적인 시스템을 도시하고,
도 9는 도 1, 도 7 또는 도 8에 도시된 바와 같은 시험 장치를 사용하기 위한 예시적인 프로세스를 도해하고,
도 10은 도 1, 도 7 및 도 8에 도시된 장치들과 유사한 시험 장치 내의 음향 포트 사이의 음향 손실 변동을 도해하는 그래프를 도시한다.
다음 사항들은 다양한 변경 및 대안적인 형태에 적용될 수 있으나, 특정 실시예들이 도면에 예시로 도시되었고 아래에서 상세히 설명된다. 하지만, 설명되는 특정한 실시예로 청구범위를 한정하려는 의도는 아니다. 오히려, 이하의 설명은 모든 변형, 균등물 및 대안을 포함하는 것이다.
본 개시내용에서 설명되는 다양한 실시예는, 음향 보호 커버 또는 관련 응용 분야에서 사용되는 멤브레인(이에 한정되지 않음)과 같은, 음향 벤트 구조체에 대한 고처리율 시험을 위한 시험 장치 및 방법에 관한 것이다. 음향 벤트 구조체를 위한 고처리율 시험 장치는, 음향 벤트 구조체의 시험 샘플이 주파수 범위 및/또는 진폭 범위에 걸친 음향 신호를 받도록 하는 능력을 갖고, 짧은 시간에 시험 샘플에 걸쳐 삽입 손실(insertion loss)을 검출하는 능력을 갖는다. 삽입 손실을 검출하는 것은 음향 벤트 구조체를 통과하는 시험 음향 신호를 검출하는 것을 포함한다. 시험 음향 신호는, 시험 음향 신호를 소정의 기저 음향 신호와 비교하여, 삽입 손실, 즉 음향 압력 레벨 또는 사운드 압력 레벨의 손실(SPL 손실)을 검출하고 및/또는 정량화하기 위해, 또는 어떤 실시예에서는 음향 위상의 변화를 검출하기 위해, 예를 들어 컴퓨터에 의해, 처리될 수 있다.
본 개시내용에 개시된 장치 및 시스템은 음향 벤트 구조체 및 보호 층의 광범위한 음향 파라미터를 시험하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 측정할 수 있는 추가 음향 품질 메트릭(metric)에는 총 왜곡, 총 고조파 왜곡, 상호변조 왜곡, 차 주파수 왜곡(difference frequency distortion), 음향 러브(acoustic rub), 음향 버즈(acoustic buzz), 지각 음향 러브(perceptual acoustic rub), 지각 음향 버즈(perceptual acoustic buzz) 또는 신호 대 잡음 비가 포함되며, 이에 국한되지는 않는다. 총 왜곡은 선택된 모든 고조파 또는 평가된 고조파의 전력의 합에 의해 특징지워질 수 있다. 총 고조파 왜곡(THD)은 주어진 기본 여기 신호에 대한 고조파 관련 왜곡에 의해 영향을 받는 양(예를 들어, 백분율 또는 dB 값)으로서 특징지워질 수 있고, 일부 경우에는, 10번째 고조파 아래의 고조파만 포함할 수도 있다. 총 고조파 왜곡 + 잡음(THD + 잡음)의 값은 하나 이상의 비-고조파 관련 신호가 추가된 총 고조파 왜곡으로서 특징지워질 수 있다. 러브 및 버즈는, 바닥 값, 즉 일반적으로 10번째 고조파보다 더 크고 또한 일반적으로 35번째보다 더 작은 고조파만을 포함하는, 주어진 기본 여기 신호에 대한 고조파 관련 왜곡에 의해 영향을 받는 총 고조파 왜곡과 동일한 방식으로, 예를 들어 백분율 또는 dB 값으로서 특징지워질 수 있다.
본 개시내용에 개시된 방법에 의해 얻어진 음향 신호의 분석은 다양한 음향 분석 알고리즘에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 고속 푸리에 변환(FFT) 알고리즘과 같은 푸리에 변환 기반 분석 알고리즘을 사용하여 전형적인 신호 채널 응답 스펙트럼을 평가함으로써 마이크로폰의 배경 또는 기저 사운드 압력을 모니터링 할 수 있다. 음향 신호 크기, 위상, 왜곡, 코히런스(coherence) 및 관련 매개 변수에 대한 주파수 응답 분석을 수행하기 위해 전달 함수가 적용될 수 있다. 실시간 분석 알고리즘은, 옥타브 및 대역 분석 기능을 제공하면서 주파수 응답 분석을 할 수 있다. 특정한 일례에서, FFT 기반 HARMONICTRAK 알고리즘(Listen, Inc.)을 사용하여 스윕 자극 주파수 또는 유사한 여기(excitation)에 기반한 전달 함수 알고리즘과 유사한 분석 결과를 얻을 수 있다.
도 1은 측단면도로, 개방 위치(100a)에 있는 일부 실시예에 따른 고처리율 음향 시험 장치(100)를 나타낸다. 시험 장치(100)는 이 장치가 사용 중일 때 함께 조립되도록 구성되는 제1 요소(102) 및 제2 요소(130)를 포함한다. 일 실시예에서, 제1 요소(102)는 베이스 플레이트일 수 있고, 제2 요소는 시험 플레이트일 수 있다. 시험 장치(100)는 음향 시험 샘플(도시되지 않음)을 삽입 또는 제거하기 위해 반복적으로 분해될 수 있고, 시험 음향의 시험 샘플들 사이에 조립될 수 있다. 이로써 제1 요소(102) 및 제2 요소(130)가 분리 가능하도록 연결될 수 있다.
제1 요소(102)는 음향 캐비티(106)를 획정하는 제1 기판(104)을 포함하며, 음향 캐비티(106)는 제1 요소(102) 내의 공극(110)에 의해 획정된다. 제1 기판(104)은 플라스틱 또는 금속과 같은 임의의 적합한 구조적 재료, 그리고 바람직하게는 사운드의 전파를 방해하는 재료일 수 있다. 제1 요소(102)는, 제1 요소(102)가 제2 요소(130)와 반복적으로 정렬될 수 있게 하는 기둥, 핀, 구멍 또는 다른 적절한 특징부와 같은 정렬 특징부(120)를 또한 포함한다.
음향 캐비티(106)는, 해당 음향 캐비티(106)를 향해 음향 에너지를 생성하기 위한 적절한 장치인 음향원(114)에 인접하여 위치된다. 바람직하게는, 음향원(114)은 지향성 사운드를 생성할 수 있는 스피커 또는 다른 적절한 오디오 변환기(116)를 포함한다. 음향원(114)은, 예를 들어 변환기(116)가 음향 캐비티를 향해 배치됨으로써, 음향 캐비티(106)로 음향 에너지를 보낼 수 있다. 무-지향성 음원, 또는 음향 에너지를 일정 거리에 걸쳐서 지향시키는 음원을 사용하여, 음향 캐비티(106)에서 반복 가능한 음향 신호를 생성할 수 있다는 점이 이해될 것이다.
시험 목적을 위해, 음원은 10Hz~30kHz의 주파수 범위, 예를 들어 10Hz~20kHz의 주파수 범위에서 1dB 이내의 반복성을 매 시험 사이에서 생성할 수 있다. 음원 특성은 동일한 주파수 범위에서 1dB 이내의 압력 균등화를 달성할 수 있어야 한다. 음원은 신호/잡음 비가 20dB 이상이 되도록 하는 사운드 압력 레벨에서 구동된다.
제1 요소(102)는, 제1 요소(102)와 제2 요소(130) 사이에 배치되어 제2 요소(130)에 대해 음향 캐비티(106)를 밀봉하여 음향 챔버를 형성하는, O-링 또는 다른 유사한 밀봉 부재와 같은 밀봉 특징부(122)를 구비할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 제1 요소(102) 및 제2 요소(130)는 추가적인 밀봉 특징부 없이 견고하게 함께 밀봉될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 음향 캐비티(106)는 수동 감쇠 물질(108; passive damping material)을 더 포함할 수 있다. 수동 감쇠 물질은 음향 캐비티(106)를 획정하는 공극(110)을 실질적으로 채움으로써, 음향원 간격(118)을 제공하여 음파가 음향원(114)으로부터 전파되도록 하고, 시험 샘플 간격(112)을 제공하여 시험 샘플을 통해 음파가 전파되도록 할 수 있다. 바람직하게는, 음향원 간격(118)은 2 mm의 정도 또는 0.1 내지 10 mm의 범위 내의 값이다. 시험 샘플 간격(112)은 약 0.5mm일 수 있지만, 0.1 내지 3mm의 범위를 포함할 수 있다. 수동 감쇠 물질(108)은 발포 합성 수지, 펠트, 부직포, 합성수지 섬유 및 미네랄 섬유로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 일부 특정 실시예에서, 수동 감쇠 물질(108)은 피브릴화 발포체, 예를 들어, 폴리프로필렌의 피브릴화 발포체이다. 음향 캐비티(106)의 크기는 근거리 모드에서 작동하도록 설계되어 있다. 예를 들어, 음향 캐비티(106)는 제1 요소와 제2 요소가 조립될 때, 최저 주파수 시험 거리의 약 1 파장(즉, 최단 파장에서의 거리)으로부터의 음향원(114)과 샘플 홀더(136) 사이의 전체 깊이를 가질 수 있다. 일례로서, 사용하기에 적합한 주파수는 10Hz 내지 30kHz, 예를 들어, 10Hz 내지 20kHz를 포함할 수 있다. 가장 높은 주파수에서 공기 중의 사운드는 17mm 미만의 파장을 갖는데, 이는 수동 감쇠 물질(108)의 존재 또는 특정 재료에 따라 달라질 수 있다. 음향원(114)은 신호 처리기(도시되지 않음) 또는 증폭된 음향 신호를 공급하기 위한 다른 적절한 신호원으로의 전기 연결부(124)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 제2 요소(130)는, 제1 요소(102)와 반복적으로 결합하도록 배열되고, 음향 캐비티(106)를 완전히 감싸게끔 공극(110)을 덮게 배열된 샘플 홀더(136)를 유지할 수 있는 제2 기판(132)을 포함한다. 일부 실시예에서, 샘플 홀더(136)는 샘플 홀더(136)의 시험 샘플면(144)이 음향 캐비티(106)를 둘러 싸게끔 제1 요소(102)의 일부분을 가로질러 동일 평면으로 놓이도록 배열될 수 있다. 샘플 홀더(136)는 또한 또는 대신에, 음향 캐비티(106)를 밀봉하도록 밀봉 특징부(122) 안으로 가압될 수 있다. 제2 기판(132)은, 제1 요소(102)와 제2 요소(130)가 서로 연결될 때 이들을 정렬시키기 위해 제1 정렬 특징부(120)와 상호 작용하는 제2 정렬 특징부(150)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 요소(102)와 제2 요소(130)는 0.1mm 이하의 공차 범위로 정렬될 수 있다.
제2 요소(130)는 샘플 홀더(136)의 일부에 인접한 후면 캐비티(134)를 더 포함한다. 특히, 후면 캐비티(134)는 샘플 홀더(136)의 마이크로폰측 면(146) 상에 있는 하나 이상의 마이크로폰(140)을 수용하도록 배열된다. 본 개시내용에서 언급된 바와 같이, 마이크로폰(140)은 샘플을 시험하고 장착을 반복할 수 있도록 하기 위해 평면 배열로 배열될 수 있다. 제1 요소(102)와 제2 요소(130)가 조립될 때, 마이크로폰측 면(146)은 시험 샘플면(144)에 반대측이고, 음향 캐비티(106)로부터 멀어지는 방향을 향한다. 후면 캐비티(134)는 하나 이상의 마이크로폰(140)을 수용하기에 충분히 깊어야 하고, 하나 이상의 마이크로폰(140)용 제어 및 전원 코드를 수용하기 위한 도관(도시되지 않음)을 향해 개방될 수 있다. 후면 캐비티(134)는, 예를 들어 폴리우레탄 발포체 또는 이와 유사한 흡음 재료를 포함하는 폴리머 발포체 또는 고무와 같은 임의의 적절한 흡음재를 포함할 수 있는 후면 물질(148)을 포함한다. 음향원(114) 및 마이크로폰(140)은, 내부 가청 잡음이 시험 주파수 범위에 걸쳐 평균화된 외부 가청 잡음보다 10dB만큼 작게 되도록, 잡음 거부 특성을 갖는 구조체 내에 둘러싸여 있다.
샘플 홀더(136)는 일반적으로 제2 요소(130)에 고정되고, 제2 요소가 제1 요소에 부착되거나 제1 요소로부터 제거될 때, 제1 요소(102)와 결합되고 분리되도록 배열되지만, 샘플 홀더(136)는 또한 제2 요소(130)로부터 분리 가능할 수 있다. 예를 들어, 샘플 홀더(136)는 제2 기판(132)의 하나 이상의 부재와, 예를 들어 후면 캐비티(134)와 정렬되도록 크기가 결정되고 그리고/또는 형상화될 수 있고, 나사, 볼트, 핀, 클립과 같은 커넥터 또는 이들과 비슷한 커넥터에 의해 제2 요소(130)와 분리 가능하게 부착될 수 있다. 샘플 홀더(136)는, 예를 들어, 하나 이상의 마이크로폰(140)을 교체하기 위해서 제거될 수 있다.
샘플 홀더(136)는, 제2 요소(130)가 제1 요소(102)와 조립될 때, 샘플 홀더가 반복적으로 음향 캐비티(106)와 정렬되게 배치되도록 제2 요소(130)와 부착되게끔 배치된다. 샘플 홀더(136)는 샘플 홀더(136)에 관통 구멍을 획정하는 다수의 포트(138)를 포함한다. 포트(138)는 직경이 1mm 정도일 수 있지만, 직경이 0.2 내지 3.0mm일 수 있다. 포트(138)는 샘플 홀더(136)의 일측에서 시험 샘플면(144)과 연결되고, 마이크로폰측 면(146)에서 하나 이상의 마이크로폰(140)과 연결되어, 각 포트(138)를 통과하는 사운드는, 하나 이상의 마이크로폰(140) 각각에 의해 주로 포착된다. 다양한 실시예에서, 샘플 홀더(136)는, 제1 요소(102)에 대해 밀봉될 수 있고[즉, 밀봉 특징부(122)에 의해 밀봉될 수 있음], 부착되거나 아니면 달리 고정된 시험 샘플을 위에 고정할 수 있는 실질적으로 편평한 시험 샘플 표면(144)을 포함한다.
각각의 포트(138)는 샘플 홀더(136)의 시험 샘플 위치(142)와 연관된다. 일부 실시예에서, 샘플 홀더(136)의 시험 샘플면(144)은 평활한 폴리머 표면 또는 폴리머 코팅 표면, 예를 들어 폴리이미드 코팅 표면, 또는 다른 이와 유사한 코팅일 수 있다. 바람직하게는, 시험 샘플면(144)은 평활하고, 접착성 시험 샘플에 부착될 수 있고, 이로부터 완전히 해제될 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 시험 샘플면(144)은, 샘플 홀더(136)의 구조적 부분에 도포되고 부착된, 평활한 폴리머 층 또는 폴리머 코팅 층으로 형성될 수 있다. 샘플 홀더(136)는 강성 폴리머 또는 금속과 같은 임의의 적합한 구조적 재료로 실질적으로 형성될 수 있다. 포트(138)는 샘플 홀더(136)의 전체 두께를 통해서 형성되어, 각각의 마이크로폰(140)을 각각의 시험 샘플 위치(142)와 연결한다. 일부 실시형태에서, 시험 샘플 위치(142)는, 시험 샘플, 예를 들어, 음향 커버의 샘플이 각각의 포트(138)를 완전히 덮도록 부착될 수 있는, 시험 샘플면(144) 상의 위치를 나타낸다. 다른 일부 실시예에서, 시험 샘플 위치(142)는, 또한 시험 샘플이 시험 샘플면(144)에 부착될 수 있게 하는 표면 특징부(미도시)를 나타낼 수 있다.
도 2는 폐쇄 위치(100b)에 있는 고처리율 음향 시험 장치(100)를 도시한다. 완전 폐쇄 위치(100b)에서, 제2 요소(130)는, 제1 정렬 특징부(120)와 제2 정렬 특징부(150)가 완전히 결합된 상태로, 제1 요소(102)와 완전히 연결된다. 시험 샘플면(144)은 제1 요소(102)의 기판(104)과 동일 평면에 있다. 음향 캐비티(106)는 공극(110), 음향원(114) 및 샘플 홀더(136)의 시험 샘플면(144) 사이에 완전히 둘러싸여 있다.
도 3은 도 1 및 도 2의 조립체(100)에 도시된 바와 같은 제1 샘플 홀더(136)를, 사시도로 샘플 홀더(136)의 마이크로폰측 면(146)을 도시하면서, 나타낸 것이다. 샘플 홀더(136)는 복수의 마이크로폰(310)을 지지하는 후면 층(302), 및 마이크로폰에 반대측인 후면 층의 면 상에 있는 샘플 수용층(304)을 포함한다. 일부 실시예에 따르면, 샘플 수용층(304)은, 음향 벤트 구조체의 시험 샘플을 수용하고 이를 완전히 릴리즈(release)할 수 있는 평활한 폴리머 층 또는 코팅 층이다. 예를 들어, 상술한 바와 같이, 샘플 수용층(304)은 부착형 시험 샘플을 용이하게 수용하고 완전히 밀봉하는 폴리이미드 코팅 또는 폴리이미드 코팅을 포함할 수 있고, 또한, 벗겨질 때, 시험 샘플이 수용층으로부터 완전히 분리되는 것을 허용한다. 샘플 홀더(306)는 후면 층(302) 및 샘플 수용층(304)을 함께 유지하기 위한 복수의 커넥터(306)를 포함할 수 있고, 샘플 홀더를 도 1 또는 도 7(아래)의 조립체(100, 700)와 같은 시험 조립체에 부착하기 위한 연결 특징부(308)를 포함할 수 있다. 연결 특징부(308)는 볼트, 스크류, 핀, 자기 커넥터, 끼워 맞춤 커넥터 등과 같은 임의의 적절한 커넥터를 포함할 수 있다.
도 4는 도 3의 제1 샘플 홀더(136)를 나타내는 사시도로서 예시적인 홀더의 시험 샘플면(144)을 도시한다. 다수의 음향 포트(316)가 도시되어 있고, 각각의 음향 포트가 샘플 홀더(136)를 통해 각각의 마이크로폰(310)과 연결된다. 각각의 음향 포트(316)는 각각의 시험 샘플 위치(312)와 연관된다. 샘플 수용층(304)이 부착형 시험 샘플을 직접 수용하기 위한 평활하고 코팅된 층인 경우, 시험 샘플 위치(312)는, 시험 샘플을 수용하기 위해 라벨링되거나 또는 라벨링되지 않을 수 있는, 각각의 음향 포트(316)를 둘러싸는 샘플 수용층의 영역을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 적어도 하나의 음향 포트는, 시험 포트와 구조적으로 동일하지만, 음향 시험 샘플을 수신하지 않는 기준 포트(314)이다. 기준 포트(314)는, 예를 들어 노이즈 소거, 음원 안정성 보정, 및/또는 음향 시험 샘플에 의해 방해받는 음향 포트와 관련된 위상 변경과의 비교를 위해 방해되지 않은 기준 포트와 관련된 위상 변경을 획득하기 위한 음향 샘플 시험 동안, "개방" 구성에서 음향 데이터를 얻는 데 사용된다. 대안적인 실시예에서, 샘플 수용층(304)은 시험 샘플을 수용하기 위한 표면 특징부(미도시)를 더 포함한다. 기준 포트(314)는 총 고조파 왜곡, 신호 대 잡음 비, 러브 및 버즈를 포함하나, 이에 한정되지 않는, 부가적인 음향 품질 메트릭의 변화를 특성화하는 데 사용될 수 있다.
도 5는, 일부 실시예에 따라, 도 3 및 도 4의 예시적인 홀더(136)와 유사한 예시적인 샘플 홀더(336)의 샘플 수용층(304) 상에 배치된 시험 멤브레인(320)을 포함하는 음향 커버 시험 샘플(300)의 일례를 도시한다. 도시된 음향 커버 시험 샘플(300)은 샘플 위치(312)에 배치되고, 음향 시험 포트(316) 위로 가교되어, 시험 샘플 멤브레인(320)이 시험 포트를 폐쇄한다.
또 다른 양태에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 샘플 홀더(636) 상에 위치된 시험 멤브레인(620)을 포함하는 음향 커버 시험 샘플(600)이 제공된다. 샘플 홀더(636)는, 도 3 내지 도 5를 참조하여 위에서 설명된 샘플 홀더(136)와 유사하게, 후면 층(602) 및 샘플 수용층(604)을 포함한다. 음향 시험 포트(616)는, 샘플 홀더(600)를 관통하고 후면 층(602) 상의 측정 마이크로폰(610)과 연결되도록 도시된다. 측정 마이크로폰(610)과 반대측이고 샘플 수용층(604) 위에 있는 샘플 유지 특징부(612)는 음향 시험 포트(616)에 인접하게 도시된다. 유지 특징부(612)는, 예를 들어 적어도 하나의 막을 포함하는 음향 벤트 구조체를 유지하기 위한 적절한 표면 특징부일 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 유지 특징부는, 예를 들어, 양면 테이프와 같은 접착 요소, 기계적 커넥터, 압흔, 정렬 마커 등을 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 유지 특징부(612)는 샘플 음향 벤트 구조체(620)를 수용하기 위한 승강된 링, 및 제 위치에서 밀봉하도록 유지 특징부(612)와 구조체 위로 연결될 수 있는 커버(614)를 포함한다.
위에서 설명된 장치의 부품은 반복해서 배치됨으로써, 동시에 평가될 수 있는 음향 시험 샘플의 개수를 늘릴 수 있다. 위에서 설명된 샘플 홀더[예를 들어, 도 1 내지 도 4에 도시된 샘플 홀더(136)]의 실시예에서, 8 개의 음향 포트(116)가 샘플 홀더 상에 위치되고 대략 동일 간격으로 이격된다. 하지만, 본 개시내용의 교시를 벗어나지 않으면서 더 많은 또는 더 적은 음향 포트가 단일 샘플 홀더 상에 배치될 수 있는 점이 이해될 수 있다. 어떤 실시예에서, 음향 포트(116)는 장치의 최대 시험 주파수에 기초하여, 서로 한 파장 이하의 파장 내에 위치된다.
처리량을 증가시키기 위해, 시험 장치는 제1 요소에 복수의 음향 캐비티를 가질 수 있고 제2 요소에 대응하는 개수의 샘플 홀더를 가질 수 있다. 음향 캐비티의 수는 2 개 내지 10 개일 수 있으며, 예를 들어, 3 개 또는 8 개일 수 있다. 일 실시예에서, 4 개의 음향 캐비티가 도 7에 도시된 바와 같이 사용될 수 있다. 고처리율 음향 시험 장치(700)는 다중 음향 챔버(700a 내지 700d)를 갖는다. 각각의 음향 챔버(700a 내지 700d)는, 도 1에 도시된 시험 조립체(100)와 유사한 대응 조립체를 갖는다. 도 7의 유사 부품은, 100의 자리를 700으로 대체하면서, 도 1의 부품과 유사한 방식으로 번호가 매겨져 있다[즉, 음향 소스(714)는 도 1의 음향 소스(114)과 유사하고, 샘플 홀더(736)는 샘플 홀더(136)와 유사한 방식임]. 각각의 캐비티에 대해 별도의 음원을 사용하는 것이 유용할 수 있지만, 다중 캐비티에 대해 하나의 음원을 사용하는 것도 본 개시내용의 범위 내에 속한다.
장치(700)는, 하나의 제1 요소(702) 내에 배치되고 하나의 제2 요소(730)의 다수의 샘플 홀더와 정렬되도록 배치된 다수의 음향 캐비티를 갖는다. 제1 요소(702)는 또한 다수의 음향원(714)을 포함하며, 각각의 음향원은 각각의 음향 캐비티를 가로질러 각각의 샘플 홀더를 향해 배치된다. 제1 요소(702)의 정렬 특징부(720)는, 제1 요소(702)와 제2 요소(730)를 함께 반복적으로 정렬시켜 각각의 음향 캐비티를 각각의 샘플 홀더와 정렬시키도록 배치된다. 도시된 시험 장치(700)는 4 개의 음향 캐비티 및 연관된 구성 요소를 갖는 조립체를 도해하나, 고처리율 시험 장치가 4 개보다 더 많은 음향 캐비티를 가질 수 있거나 또는 4 개 미만의 음향 캐비티를 가질 수 있다는 점이 이해될 것이다.
도 8은, 도 1 또는 도 7의 장치와 같은 시험 장치를 사용하여 음향 벤트 구조체의 고처리율 시험을 수행하기 위한 예시적인 시스템(800)을 도시한다. 시스템(800)은 시험 장치(100 또는 700)(도 1 및 도 7)와 유사한 특징부를 가질 수 있는 고처리율 시험 장치(840)를 포함한다. 시험 장치(840)는 음향원(802), 및 다수의 측정 마이크로폰(804) 및 적어도 하나의 기준 마이크로폰(806)을 포함하는 복수의 마이크로폰을 적어도 포함한다. 시스템(800)은, 프로세서(811) 및 메모리(812)를 포함하는 관리부(810), 정보를 사용자에게 표시하기 위한 표시부(820), 및 사용자로부터 명령을 수신할 수 있는 입출력부(830)를 더 포함한다. 메모리(812)는 비일시적이고, 음향원(802)을 작동시키고 시험 및 기준 마이크로폰(804, 806)으로부터 오디오 신호를 검출하기 위한 명령을 담고 있다. 시스템(800)은 개방 상태 및 폐쇄 상태에서 작동할 수 있다. 개방 상태에서, 시스템(800)은 시험 샘플이 시험 장치(840)에 존재하지 않는 동안 음향원(802)이 음향 신호를 방출하도록 한다. 시험 조건에서, 시스템(800)은, 시험 장치(840)에 음향 시험 샘플이 로딩되어 있는 동안, 음향원(802)이 음향 신호를 방출하도록 한다. 각 시험 샘플에 대한 삽입 손실은, 개방 상태에서 동일한 각각의 마이크로폰에 대해 얻어진 음향 신호로부터, 시험 조건의 각 마이크로폰에 대해 얻어진 음향 신호를 감산함으로써 얻어질 수 있다.
도 9는 도 1, 도 7 또는 도 8에 도시된 바와 같은 장치(100 또는 700)와 같은 시험 장치를 활용하기 위한 예시적인 프로세스(900)를 도해한다. 예시적인 프로세스(900)는, 실시예에 따라, 도 8에 도시된 시스템(800)과 연계하여 수행될 수 있다. 첫째, 개방된 구성으로 있는 시험 장치의 음향 챔버 내에 샘플 홀더를 끼워넣을 수 있다(단계 902). 제1 음향 신호가 음향원에 의해 생성되어, 개방된 구성에서 복수의 측정 마이크로폰 및/또는 기준용 마이크로폰을 음향 신호에 노출시킬 수 있다(단계 904). 다음으로, 기저 음향 응답이, 음향 신호에 대한 각 마이크로폰의 음향 응답에 기초하여 시험 및/또는 기준 마이크로폰으로부터 생성될 수 있다(단계 906).
다음으로, 하나 이상의 시험 샘플을 샘플 홀더 상의 샘플 위치에 배치하고, 시험 구성에서 폐쇄된 음향 챔버 내에 끼워넣을 수 있다(단계 908). 복수의 측정 마이크로폰이 시험 샘플로 덮힌 상태에서 제2 음향 신호에 노출될 수 있다(단계 910). 관심 대상인 시험 주파수 범위에 걸쳐서 사운드 압력 레벨은 측정된 각 음향 자극으로부터 6dB 이상 벗어나서는 안 된다. 그 다음, 시험 구성에서 각 측정 마이크로폰의 응답에 기초하여 복수의 측정 마이크로폰에 대해 시험 음향 응답이 생성될 수 있다(단계 912). 기저 음향 응답에 부분적으로 기초하여 각 마이크로폰에 대해 수용 가능한 응답 범위가 생성될 수 있고(단계 914), 기준 마이크로폰에 의해 보정될 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어 0.5dB 이하 또는 0.3dB 이하의 보정이 사용되면, 후속 시험은 1dB 이하의 편차를 가질 수 있다.
다음으로, 각각의 시험 샘플에 대한 음향 삽입 손실을 계산하기 위해, 각각의 마이크로폰에 대한 시험 음향 응답이 각각의 마이크로폰에 대한 기저 음향 응답과 비교될 수 있다(단계 916). 하나 이상의 음향 삽입 손실이 소정의 임계 값을 초과하는 경우(즉, 하나 이상의 시험 응답이 음향 손실에 대한 적절한 소정의 임계 값을 초과하는 경우), 시스템은 시험이 실패했다는 표시를 사용자에게 제공할 수 있다. 시험 방법 처리량은, 가장 바람직하게는, 분당 3 부분 이상이다. 기준 마이크로폰이 제공되는 경우, 예를 들어, 잡음 제거, 음원 안정성 보정 및/또는 방해받지 않은 기준 포트와 관련된 위상 변위를 획득하기 위해서는, 기준 마이크로폰에 의해 획득된 기준 신호가 사용될 수 있다. 예를 들어, 기준 마이크로폰과 관련된 위상 변위가 검출되어 측정 마이크로폰과 연관된 위상 변위와 비교되어, 각각의 시험 샘플에 의해 야기된 위상 변위를 결정할 수 있다.
예 1 :
"개방" 시험의 일례에서, 도 7의 장치와 유사한 음향 시험 장치는, 28 개의 이용 가능한 샘플 위치(및 4 개의 기준 포트)가 덮히지 않은 상태로 유지되는 "개방" 조건에서, 도 8의 시스템(800)과 유사한 시험 시스템으로 구성되었다. 시험 장치는 폐쇄되어 음향 챔버를 밀봉하고, 시스템는 94 dB SPL(20 Pa를 기준으로 함)의 진폭에서 100 Hz 내지 20 kHz의 주파수 범위에 걸쳐서 작동되었다. 음향 캐비티, 및 샘플 홀더의 각 포트에 걸친 음향 삽입 손실이 주파수 범위에 걸쳐 측정되었다.
도 10은, 위에서 설명된 시험 장치의 음향 포트들 사이의 음향 삽입 손실 변화를 도시하는 그래프를 도시한다. 시험 샘플 및 기준 마이크로폰을 가로질러 측정된 평균 음향 손실은 전체 주파수 범위를 가로질러 예상되는 바와 같이 거의 제로였으며, 고주파에서만(즉, 10 kHz 초과) 미세한 변동이 감지되었다. 이 데이터는, 마이크로폰이 광범위한 주파수에 대해, 전체 장치에 걸쳐 사운드 압력 레벨을 지속적으로 감지했음을 보여준다.
전술한 기술에서, 설명을 위해, 본 발명의 다양한 실시예에 대한 이해를 제공하기 위해 많은 세부 사항이 제시되었다. 하지만, 어떤 실시예는 이러한 세부 사항 중 일부 없이 또는 추가적인 세부 사항과 함께 실시될 수 있다는 점이 본 기술 분야의 기술자에게 명백할 것이다.
몇몇 실시예를 개시하였지만, 다양한 변경, 대안적인 구성 및 균등물이 실시예의 사상을 벗어나지 않으면서 사용될 수 있다는 점이 본 기술 분야의 기술자에 의해서 인식될 것이다. 또한, 본 발명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해, 기존에 잘 알려진 처리과정 및 구성 요소들에 대해서는 설명하지 않았다. 따라서, 상기 설명은 본 발명의 범위 또는 청구 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
값의 범위가 제공되는 경우, 문맥상 명확하게 달리 지시하지 않는 한, 해당 범위의 상한과 하한 사이에서, 하한의 단위의 가장 작은 분율까지 각각의 개재된 값이 구체적으로 공개된다는 점이 이해된다. 임의의 명시된 값들 사이의 임의의 더 좁은 범위 또는 명시된 범위 내의 명시되지 않은 개재 값 및 이 명시된 범위 내의 임의의 다른 명시 값 또는 개재 값이 포함된다. 이러한 더 좁은 범위의 상한 값 및 하한 값은 독립적으로 범위 내에 포함되거나 제외될 수 있으며, 어느 한쪽 또는 양쪽 모두의 범위가 작은 범위에 포함되거나 양쪽 모두가 포함되지 않는 각각의 범위가, 이 언급된 범위에서 임의의 구체적으로 배제되는 한계를 조건으로, 본 발명의 범위 내에 또한 포함된다. 명시된 범위가 한쪽 한계 또는 양쪽 한계를 포함하는 경우, 이러한 포함된 한계 중 하나 또는 양자를 배제하는 범위가 또한 포함된다.
본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에서 사용되는 단수 형태 "하나의", "하나" 및 "상기"는 문맥상 다르게 지시하지 않는 한, 복수의 참조를 포함한다. 따라서, 예를 들어, "하나의 필터"에 대한 언급은 복수의 그러한 필터를 포함하며, "상기 지지 부재"에 대한 언급은 하나 이상의 지지 부재 및 본 기술의 기술자에게 공지된 균등물 등에 대한 참조를 포함한다.
또한, 본 명세서 및 이하의 청구 범위에서 사용되는 경우, "포함한다", "포함하는", "구비하다", "구비하는", "가지다", "가지는" 및 "갖는"이라는 용어는, 언급된 특징부, 정수, 구성 요소, 혹은 단계의 존재를 특정할 목적을 갖는 것이지만, 하나 이상의 다른 특징부, 정수, 구성 요소, 단계, 작동 또는 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하에서는, 본 개시내용의 이해를 용이하게 하기 위해 추가적인 예를 설명한다.
E1: 음향 벤트 구조체의 음향 특성을 측정하는 시험 장치가 제시되며, 상기 장치는,
제1 요소 및 제2 요소
를 포함하며, 상기 제2 요소는 상기 제1 요소에 분리 가능하게 연결되며, 상기 제1 요소와 상기 제2 요소가 연결될 때, 상기 제1 요소와 상기 제2 요소는 적어도 하나의 폐쇄된 음향 챔버를 획정하고,
상기 제1 요소는 적어도 하나의 음향 캐비티, 하나 이상의 제1 정렬 특징부 및 상기 적어도 하나의 음향 캐비티 각각에서 사운드를 생성할 수 있는 적어도 하나의 음원을 포함하고,
상기 제2 요소는 상기 하나 이상의 제1 정렬 특징부와 연결되도록 배열된 하나 이상의 제2 정렬 특징부, 음향 신호를 검출하도록 구성된 복수의 마이크로폰, 상기 적어도 하나의 음향 캐비티 중 하나와 상기 복수의 마이크로폰 중 하나 사이에 음향 채널을 각각 획정하는 복수의 포트, 및 복수의 음향 벤트 구조체를 상기 복수의 마이크로폰 중 적어도 하나 상에 위치시키는 하나 이상의 샘플 홀더를 포함하고,
상기 제2 요소가 상기 제1 요소에 연결될 때, 상기 적어도 하나의 음향 캐비티 각각은 상기 복수의 포트와 정렬된다.
E2. 실시예 E1의 장치에 있어서,
상기 음원은 적어도 하나의 음향 캐비티 각각에서, 10Hz 내지 30kHz의 범위, 바람직하게는 10Hz 내지 20kHz의 범위의 사운드를 생성할 수 있다.
E3. 실시예 E1의 장치에 있어서,
상기 음원은, 상기 적어도 하나의 음향 캐비티 각각에서 10Hz 내지 20kHz의 범위의 사운드를 생성한다.
E4. 상기 실시예들 중 어느 하나의 장치에 있어서,
하나 이상의 샘플 홀더는 적어도 하나의 플레이트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 플레이트는 이 플레이트를 관통하는 복수의 포트를 포함하며,
상기 복수의 마이크로폰은 상기 음향 캐비티에 반대측인 상기 플레이트의 제1 면 상에 위치되고,
상기 음향 캐비티에 대면하는 상기 플레이트의 제2 면은 상기 복수의 음향 벤트 구조체를 수용하도록 구성된다.
E5. 실시예 E4에 의한 장치에 있어서,
상기 적어도 하나의 플레이트는 상기 제2 요소로부터 분리 가능하다.
E6. 상기 실시예들 중 어느 하나의 장치에 있어서,
상기 복수의 마이크로폰 중 각각의 마이크로폰은 MEMS 마이크로폰이다.
E7. 상기 실시예들 중 어느 하나의 장치에 있어서,
상기 음향 캐비티는 적어도 부분적으로 수동 감쇠 물질로 채워진다.
E8. 실시예 E7에 의한 장치에 있어서,
상기 수동 감쇠 물질은 발포 합성 수지, 펠트, 부직포, 합성수지 섬유 및 미네랄 섬유를 포함하는 군으로부터 선택된다.
E9. 실시예 E7에 의한 장치에 있어서,
상기 수동 감쇠 물질은 피브릴화 발포체이다.
E10. 상기 실시예들 중 어느 하나의 장치에 있어서,
상기 제2 요소는 0.1 mm의 공차 내에서 상기 제1 요소와 반복적으로 정렬될 수 있다.
E11. 상기 실시예들 중 어느 하나의 장치에 있어서,
상기 샘플 홀더에 있어서의 상기 적어도 하나의 음향 캐비티와는 반대측에 배열된 후면 캐비티를 더 포함하고,
상기 후면 캐비티는 음향 감쇠 물질을 포함한다.
E12. 상기 실시예들 중 어느 하나의 장치에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플 홀더는 상기 복수의 음향 벤트 구조체에 부착하기에 적합한 하나 이상의 편평한 플레이트를 포함한다.
E13. 상기 실시예들 중 어느 하나의 장치에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플 홀더는, 상기 복수의 음향 벤트 구조체 중 하나의 음향 벤트 구조체를 수용하도록 각각 구성된 복수의 표면 특징부를 포함한다.
E14. 상기 실시예들 중 어느 하나의 장치에 있어서,
상기 하나 이상의 제1 정렬 특징부는 기둥체를 포함한다.
E15. 상기 실시예들 중 어느 하나의 장치에 있어서,
상기 하나 이상의 제2 정렬 특징부는 홀(hole)을 포함한다.
E16. 상기 실시예들 중 어느 하나의 장치에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플 홀더와 상기 적어도 하나의 음원 사이의 거리는, 상기 제1 요소와 상기 제2 요소가 연결될 때, 가장 높은 측정 주파수의 1 파장보다 작다.
E17. 상기 실시예들 중 어느 하나의 장치에 있어서,
상기 적어도 하나의 폐쇄된 음향 챔버는 적어도 4 개의 폐쇄된 음향 챔버를 포함한다.
E18. 상기 실시예들 중 어느 하나의 장치에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플 홀더는 각각 음향 캐비티에 대면하는 폴리이미드 코팅을 포함한다.
E19. 상기 실시예들 중 어느 하나의 장치에 있어서,
상기 복수의 포트의 포트는 상기 적어도 하나의 폐쇄된 음향 챔버 중 하나의 폐쇄된 음향 챔버에 각각 대응하는 하나 이상의 포트 세트를 포함하고, 각각의 상기 포트 세트의 포트는 1 파장 미만으로 서로 이격되게 배열되고, 상기 1 파장은 가장 높은 측정 주파수에 대응한다.
E20. 상기 실시예들 중 어느 하나의 장치에 있어서,
상기 복수의 포트의 각각의 음향 채널 또는 공극은 직경이 1 mm 이하이다.
E21. 상기 실시예들 중 어느 하나의 장치에 있어서,
상기 제2 요소는 적어도 하나의 기준 마이크로폰을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 기준 마이크로폰은 상기 복수의 포트 중 적어도 하나의 기준 포트와 연결되고 상기 하나 이상의 샘플 홀더에 의해 상기 음향 캐비티로부터 분리된다.
E22. 복수의 시험 샘플의 음향 파라미터를 정량화하는 방법이 제시되며, 상기 방법은,
제1 요소 및 제2 요소를 포함하는 시험 장치를 사용하여, 상기 제2 요소가 상기 제1 요소에 분리 가능하게 연결 가능하도록 하는 단계로서,
여기서, 상기 제1 요소와 상기 제2 요소가 연결될 때, 상기 제1 요소와 상기 제2 요소는 적어도 하나의 폐쇄된 음향 챔버를 획정하고,
상기 제1 요소는 적어도 하나의 음향 캐비티 및 상기 적어도 하나의 음향 캐비티 각각에서 사운드를 생성할 수 있는 적어도 하나의 음원을 포함하고,
상기 제2 요소는 음향 신호를 검출하도록 구성된 복수의 측정 마이크로폰, 상기 적어도 하나의 음향 캐비티 중 하나와 상기 복수의 측정 마이크로폰 중 하나 사이에서 음향 채널을 각각 획정하는 복수의 포트, 및 상기 복수의 시험 샘플 중 각각의 시험 샘플을 상기 복수의 측정 마이크로폰 중 각각의 측정 마이크로폰 상에 위치시키는 하나 이상의 샘플 홀더를 포함하는 것인, 단계;
각 시험 샘플은 복수의 포트의 해당 포트를 덮고 폐쇄된 음향 챔버 내에 둘러싸이도록, 상기 하나 이상의 샘플 홀더 상의 샘플 위치에 상기 복수의 시험 샘플 중 각각의 시험 샘플을 위치시키는 것인 단계;
상기 포트가 상기 시험 샘플에 의해 덮여 있는 상태로 상기 적어도 하나의 음원을 통해 상기 복수의 측정 마이크로폰을 음향 신호에 노출시키는 단계;
상기 음향 신호에 대한 각각의 측정 마이크로폰의 응답에 기초하여 상기 복수의 측정 마이크로폰 중 각각의 측정 마이크로폰에 대한 시험 음향 응답을 생성하는 단계;
상기 측정 마이크로폰 각각에 대한 상기 시험 음향 응답에 부분적으로 기초하여, 상기 복수의 시험 샘플 중 각각의 시험 샘플에 대한 상기 음향 파라미터를 정량화하는 단계
를 포함한다.
E23. 실시예 E22의 방법에 있어서,
각각의 측정 마이크로폰에 대한 시험 음향 응답은 시험 음향 압력을 포함하고,
상기 음향 파라미터는 음향 삽입 손실을 포함하고,
각 시험 샘플에 대한 상기 음향 파라미터를 정량화하는 상기 단계는 상기 시험 음향 압력과 소정의 기저 음향 압력을 비교하는 단계를 포함한다.
E24. 상기 실시예 중 어느 하나의 방법에 있어서,
상기 제2 요소는 기준 마이크로폰을 더 포함하고, 상기 기준 마이크로폰은 상기 복수의 포트 중 하나의 기준 포트에 연결되고, 개재된 시험 샘플 없이 상기 기준 포트에 의해 상기 음향 캐비티와 연결되고,
각각의 측정 마이크로폰에 대한 상기 시험 음향 응답은 시험 음향 위상을 포함하고,
상기 음향 파라미터는 위상 변위를 포함하고,
각 시험 샘플에 대한 음향 파라미터를 정량화하는 상기 단계는,
상기 기준 마이크로폰에 대한 기준 음향 응답을 생성하는 것, 그리고
각각의 측정 마이크로폰에 대한 상기 시험 음향 위상을 상기 기준 음향 응답과 비교함으로써 상기 복수의 시험 샘플 중 각각의 시험 샘플에 대한 위상 변위를 정량화하는 것
을 포함한다.
E25. 상기 실시예들 중 어느 하나의 방법에 있어서,
상기 다수의 측정 마이크로폰을 음향 신호에 노출시키는 단계는, 상기 복수의 측정 마이크로폰을 10Hz 내지 30kHz 범위의 일련의 주파수에 노출시키는 단계를 포함한다.
E26. 상기 실시예 중 어느 하나의 방법에 있어서,
상기 제2 요소는 기준 마이크로폰을 더 포함하고, 상기 기준 마이크로폰은 상기 복수의 포트 중 하나의 기준 포트에 연결되고, 개재된 시험 샘플 없이 상기 기준 포트에 의해 상기 음향 캐비티와 연결되고,
각각의 측정 마이크로폰에 대한 시험 음향 응답은, 시험 총 왜곡, 시험 총 고조파 왜곡, 시험 상호변조 왜곡, 시험 차 주파수 왜곡(test difference frequency distortion), 시험 총 고조파 왜곡 + 잡음, 시험 음향 러브(acoustic rub), 시험 음향 버즈(acoustic buzz), 또는 시험 음향 신호 대 잡음 비 중 하나를 포함하는 시험 음향 파라미터를 포함하고,
각 시험 샘플에 대한 상기 음향 파라미터를 정량화하는 상기 단계는,
상기 기준 마이크로폰에 대한 기준 음향 응답을 생성하는 것, 그리고
각각의 측정 마이크로폰에 대한 상기 시험 음향 응답을 상기 기준 음향 응답과 비교함으로써 복수의 시험 샘플 중 각각의 시험 샘플에 대한 음향 파라미터를 정량화하는 것
을 포함한다.
E27. 상기 실시예들 중 어느 하나의 방법에 있어서,
상기 음향 파라미터는 총 왜곡, 총 고조파 왜곡, 상호변조 왜곡, 차 주파수 왜곡(difference frequency distortion), 총 고조파 왜곡 + 잡음, 음향 러브, 음향 버즈, 지각 음향 러브(perceptual acoustic rub), 지각 음향 버즈(perceptual acoustic buzz) 또는 신호 대 잡음 비 중 하나를 포함한다.

Claims (27)

  1. 음향 벤트 구조체(acoustic vent structure)의 음향 특성을 측정하기 위한 시험 장치에 있어서,
    제1 요소 및 제2 요소
    를 포함하며, 상기 제2 요소는 상기 제1 요소에 제거 가능하게 연결되며, 상기 제1 요소와 상기 제2 요소가 연결될 때, 상기 제1 요소 및 상기 제2 요소는 적어도 하나의 폐쇄된 음향 챔버를 획정하고,
    상기 제1 요소는 적어도 하나의 음향 캐비티, 하나 이상의 제1 정렬 특징부 및 상기 적어도 하나의 음향 캐비티 각각에서 사운드를 생성할 수 있는 적어도 하나의 음원을 포함하고,
    상기 제2 요소는 상기 하나 이상의 제1 정렬 특징부와 연결되도록 배열된 하나 이상의 제2 정렬 특징부, 음향 신호를 검출하도록 구성된 복수의 마이크로폰, 상기 적어도 하나의 음향 캐비티 중 하나와 상기 복수의 마이크로폰 중 하나 사이에 음향 채널을 각각 획정하는 복수의 포트, 및 복수의 음향 벤트 구조체를 상기 복수의 마이크로폰 중 적어도 하나 상에 위치시키는 하나 이상의 샘플 홀더를 포함하고,
    상기 제2 요소가 상기 제1 요소에 연결될 때, 상기 적어도 하나의 음향 캐비티 각각은 상기 복수의 포트와 정렬되는 것인, 시험 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 음원은 상기 적어도 하나의 음향 캐비티 각각에서, 10Hz 내지 30kHz의 범위의 사운드를 생성할 수 있는 것인, 시험 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 음원은, 상기 적어도 하나의 음향 캐비티 각각에서 10Hz 내지 20kHz의 범위의 사운드를 생성할 수 있는 것인, 시험 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 샘플 홀더는 적어도 하나의 플레이트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 플레이트는 이 플레이트를 관통하는 상기 복수의 포트를 포함하며,
    상기 복수의 마이크로폰은 상기 음향 캐비티에 반대측인 상기 플레이트의 제1 면 상에 위치되고,
    상기 음향 캐비티에 대면하는 상기 플레이트의 제2 면은 상기 복수의 음향 벤트 구조체를 수용하도록 구성되는 것인, 시험 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 플레이트는 상기 제2 요소로부터 제거 가능한 것인, 시험 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로폰 중 각각의 마이크로폰은 MEMS 마이크로폰인 것인, 시험 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음향 캐비티는 적어도 부분적으로 수동 감쇠 물질(passive damping material)로 채워지는 것인, 시험 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수동 감쇠 물질은 발포 합성 수지, 펠트(felt), 부직포, 합성수지 섬유 및 미네랄 섬유를 포함하는 군으로부터 선택되는 것인, 시험 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 수동 감쇠 물질은 피브릴화 발포체(fibrillated foam)인 것인, 시험 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 요소는 0.1 mm의 공차 내에서 상기 제1 요소와 반복적으로 정렬될 수 있는 것인, 시험 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 샘플 홀더에 있어서의 상기 적어도 하나의 음향 캐비티와는 반대측에 배열된 후면 캐비티(backing cavity)
    를 더 포함하고,
    상기 후면 캐비티는 음향 감쇠 물질을 포함하는 것인, 시험 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 샘플 홀더는 상기 복수의 음향 벤트 구조체에 부착하도록 되어 있는 하나 이상의 편평한 플레이트를 포함하는 것인, 시험 장치.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 샘플 홀더는, 상기 복수의 음향 벤트 구조체 중 하나의 음향 벤트 구조체를 수용하도록 각각 구성된 복수의 표면 특징부를 포함하는 것인, 시험 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 정렬 특징부는 기둥체를 포함하는 것인, 시험 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제2 정렬 특징부는 홀(hole)을 포함하는 것인, 시험 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 샘플 홀더와 상기 적어도 하나의 음원 사이의 거리는, 상기 제1 요소와 상기 제2 요소가 연결되어 있을 때, 가장 높은 측정 주파수의 1 파장보다 작은 것인, 시험 장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 폐쇄된 음향 챔버는 적어도 4 개의 폐쇄된 음향 챔버를 포함하는 것인, 시험 장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 샘플 홀더는 각각 음향 캐비티에 대면하는 폴리이미드 코팅을 포함하는 것인, 시험 장치.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 포트의 포트는 상기 적어도 하나의 폐쇄된 음향 챔버 중 하나의 폐쇄된 음향 챔버에 각각 대응하는 하나 이상의 포트 세트를 포함하고, 각각의 상기 포트 세트의 포트는 1 파장 미만으로 서로 이격되게 배열되고, 상기 1 파장은 가장 높은 측정 주파수에 대응하는 것인, 시험 장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 포트의 각각의 음향 채널은 직경이 1 mm 이하인 것인, 시험 장치.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 요소는 적어도 하나의 기준 마이크로폰을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 기준 마이크로폰은 상기 복수의 포트 중 적어도 하나의 기준 포트와 연결되고 상기 하나 이상의 샘플 홀더에 의해 상기 음향 캐비티로부터 분리되는 것인, 시험 장치.
  22. 복수의 시험 샘플의 음향 파라미터를 정량화하는 방법에 있어서,
    제1 요소 및 제2 요소를 포함하는 시험 장치를 사용하는 단계로서,
    상기 제2 요소는 상기 제1 요소에 제거 가능하게 연결되고,
    상기 제1 요소와 상기 제2 요소가 연결될 때, 상기 제1 요소와 상기 제2 요소는 적어도 하나의 폐쇄된 음향 챔버를 획정하고,
    상기 제1 요소는 적어도 하나의 음향 캐비티 및 상기 적어도 하나의 음향 캐비티 각각에서 사운드를 생성할 수 있는 적어도 하나의 음원을 포함하고,
    상기 제2 요소는 음향 신호를 검출하도록 구성된 복수의 측정 마이크로폰, 상기 적어도 하나의 음향 캐비티 중 하나와 상기 복수의 측정 마이크로폰 중 하나 사이에서 음향 채널을 각각 획정하는 복수의 포트, 및 상기 복수의 시험 샘플 중 각각의 시험 샘플을 상기 복수의 측정 마이크로폰 중 각각의 측정 마이크로폰 상에 위치시키는 하나 이상의 샘플 홀더를 포함하는 것인, 단계;
    각각의 시험 샘플이 상기 복수의 포트 중 해당 포트를 덮고 상기 폐쇄된 음향 챔버 내에 둘러싸이도록, 상기 하나 이상의 샘플 홀더 상의 샘플 위치에 상기 복수의 시험 샘플 중 각각의 시험 샘플을 위치시키는 단계;
    상기 포트가 상기 시험 샘플에 의해 덮여 있는 상태에서 상기 적어도 하나의 음원을 통해 상기 복수의 측정 마이크로폰을 음향 신호에 노출시키는 단계;
    상기 음향 신호에 대한 각각의 측정 마이크로폰의 응답에 기초하여 상기 복수의 측정 마이크로폰 중 각각의 측정 마이크로폰에 대한 시험 음향 응답을 생성하는 단계;
    상기 측정 마이크로폰 각각에 대한 상기 시험 음향 응답에 부분적으로 기초하여, 상기 복수의 시험 샘플 중 각각의 시험 샘플에 대한 상기 음향 파라미터를 정량화하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    각각의 측정 마이크로폰에 대한 상기 시험 음향 응답은 시험 음향 압력을 포함하고,
    상기 음향 파라미터는 음향 삽입 손실(acoustic insertion loss)을 포함하고,
    각각의 시험 샘플에 대한 상기 음향 파라미터를 정량화하는 상기 단계는, 상기 시험 음향 압력과 사전에 정해진 기저 음향 압력을 비교하는 것을 포함하는 것인, 방법.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    상기 제2 요소는 기준 마이크로폰을 더 포함하고, 상기 기준 마이크로폰은 상기 복수의 포트 중 기준 포트에 연결되며, 개재된 시험 샘플 없이 상기 기준 포트에 의해 상기 음향 캐비티와 연결되고,
    각각의 측정 마이크로폰에 대한 상기 시험 음향 응답은 시험 음향 위상(test acoustic phase)을 포함하고,
    상기 음향 파라미터는 위상 변위(phase shift)를 포함하고,
    각각의 시험 샘플에 대한 상기 음향 파라미터를 정량화하는 상기 단계는,
    상기 기준 마이크로폰에 대한 기준 음향 응답을 생성하는 것, 그리고
    각각의 측정 마이크로폰에 대한 시험 음향 위상을 상기 기준 음향 위상과 비교함으로써 상기 복수의 시험 샘플 중 각각의 시험 샘플에 대한 위상 변위를 정량화하는 것
    을 포함하는 것인, 방법.
  25. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    상기 제2 요소는 기준 마이크로폰을 더 포함하고, 상기 기준 마이크로폰은 상기 복수의 포트 중 기준 포트에 연결되고, 개재된 시험 샘플 없이 상기 기준 포트에 의해 상기 음향 캐비티와 연결되고,
    각각의 측정 마이크로폰에 대한 시험 음향 응답은, 시험 총 왜곡, 시험 총 고조파 왜곡, 시험 상호변조 왜곡, 시험 차 주파수 왜곡(test difference frequency distortion), 시험 총 고조파 왜곡 + 잡음, 시험 음향 러브(test acoustic rub), 시험 음향 버즈(test acoustic buzz), 또는 시험 음향 신호 대 잡음 비 중 하나를 포함하는 시험 음향 파라미터를 포함하고,
    각각의 시험 샘플에 대한 상기 음향 파라미터를 정량화하는 상기 단계는,
    상기 기준 마이크로폰에 대한 기준 음향 응답을 생성하는 것, 그리고
    각각의 측정 마이크로폰에 대한 상기 시험 음향 응답을 상기 기준 음향 응답과 비교함으로써 복수의 시험 샘플 중 각각의 시험 샘플에 대한 음향 파라미터를 정량화하는 것
    을 포함하는 것인, 방법.
  26. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 측정 마이크로폰을 음향 신호에 노출시키는 상기 단계는, 상기 복수의 측정 마이크로폰을 10Hz 내지 30kHz 범위의 일련의 주파수에 노출시키는 것을 포함하는 것인, 방법.
  27. 제22항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음향 파라미터는 총 왜곡, 총 고조파 왜곡, 상호변조 왜곡, 차 주파수 왜곡(difference frequency distortion), 총 고조파 왜곡 + 잡음, 음향 러브, 음향 버즈, 지각 음향 러브(perceptual acoustic rub), 지각 음향 버즈(perceptual acoustic buzz) 또는 신호 대 잡음 비 중 하나를 포함하는 것인, 방법.
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