TWI508576B - 揚聲器異音檢測方法及裝置 - Google Patents

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揚聲器異音檢測方法及裝置
本發明是有關於一種異音檢測方法及裝置，特別是有關於一種檢測揚聲器所產生的異音之揚聲器異音檢測方法及裝置。
目前檢測揚聲器(俗稱喇叭，可以是指一喇叭產品或一喇叭單體)是否產生異音(或稱噪音)的方式，主要是讓揚聲器輸出如圖1所示的一頻率由低至高的掃頻訊號P(t)，再由作業員聆聽該掃頻訊號P(t)中是否存在異音突波(pulse)N。由於異音突波N的振幅相對於掃頻訊號P(t)的振幅通常很小(即，以聲響呈現即顯相對且相當微弱)，因此異音突波N與掃頻訊號P(t)的比值(N/P)相當小。所以檢測人員必須調高揚聲器的輸出音量並相當專注地聆聽，才能夠聽出掃頻訊號P(t)中之微小響度的異音突波N，使揚聲器的異音篩出率無法有效提高。並且，由於長時間處於高音量的作業環境下，致檢測異音的人員其心理及生理(聽力)產生一定程度的損害。
因此，本發明之目的，即在提供一種可提高異 音檢測篩出率，並降低對檢測人員的聽力造成損害之揚聲器異音檢測方法及裝置。
於是本發明揚聲器異音檢測方法，包括：(A)接收由該揚聲器輸出的一掃頻訊號；(B)對該掃頻訊號進行微分處理並除以一常數，以產生一衰減後掃頻訊號，其中該常數大於該掃頻訊號的一最高頻率的2 π倍；及(C)輸出該衰減後掃頻訊號。
較佳地，該方法還包括一介於步驟(B)與步驟(C)之間的步驟(D)：判斷執行步驟(B)的次數是否達到一設定值，若是，則執行步驟(C)，否則對該衰減後掃頻訊號執行步驟(B)。
較佳地，該掃頻訊號是一弦波訊號，且若該掃頻訊號中包含一異音突波，該異音突波會在該衰減後掃頻訊號中被突顯。
較佳地，步驟(B)是由一電子裝置的一中央處理器執行，或者是由一揚聲器異音檢測裝置的一數位訊號處理器執行。
再者，本發明實現上述方法的揚聲器異音檢測裝置，包括：一接收由該揚聲器輸出的一掃頻訊號的收音單元，一與該收音單元電耦接的數位訊號處理器，其接受該掃頻訊號且對其進行微分處理，並除以一常數，以產生一衰減後掃頻訊號，其中該常數大於該掃頻訊號的一最高頻率的2 π倍；及一輸出該衰減後掃頻訊號的輸出單元。
較佳地，該掃頻訊號是一弦波訊號，且若該掃 頻訊號中包含一異音突波，該異音突波會在該衰減後掃頻訊號中被突顯。
較佳地，該數位訊號處理器還對該衰減後掃頻訊號進行微分處理並除以該常數，且重覆上述動作的次數達到一設定值，才輸出該衰減後掃頻訊號至該輸出單元。
此外，本發明實現上述方法的一種記錄媒體，其可被一電子裝置讀取，且該記錄媒體記錄一揚聲器異音檢測程式，該電子裝置經由一收音單元接收一揚聲器輸出的一掃頻訊號，該揚聲器異音檢測程式可被該電子裝置讀取並執行步驟包括：對該掃頻訊號進行微分處理並除以一常數，以產生一衰減後掃頻訊號，其中該常數大於該掃頻訊號的一最高頻率的2 π倍。
較佳地，該揚聲器異音檢測程式是由該電子裝置的一中央處理器所執行，且該衰減後掃頻訊號被輸出至該電子裝置的一輸出單元。
又，本發明實現上述方法的另一種記錄媒體，其可被一電子裝置讀取，且該記錄媒體記錄一揚聲器異音檢測程式，該電子裝置經由一收音單元接收一揚聲器輸出的一掃頻訊號，該揚聲器異音檢測程式可被該電子裝置讀取並執行步驟包括：(A)對該掃頻訊號進行微分處理並除以一常數，以產生一衰減後掃頻訊號，其中該常數大於該掃頻訊號的一最高頻率的2 π倍；及(B)判斷執行步驟(A)的次數是否達到一設定值，若是，則輸出該衰減後掃頻訊號，若否，則對該衰減後掃頻訊號執行步驟(A)。
本發明藉由對待測的一揚聲器輸出的掃頻訊號進行微分，再將該微分後的掃頻訊號除以大於原掃頻訊號的最高頻率的2 π倍之一常數C得到一衰減後掃頻訊號，以衰減原掃頻訊號並提升夾雜在掃頻訊號中的異音突波的振幅。最後，再將此衰減後掃頻訊號輸出至輸出單元，讓檢測人員通過耳機或顯示器聽取或查看輸出單元輸出的衰減後掃頻訊號，以檢測判定是否具有異音。若受檢測的揚聲器產品具有異音，則進行後續對於該揚聲器的修復、重新組裝或瑕疵元件的更換，確保揚聲器產品的製造與組裝品質。因此，本發明的技術方案可以產生容易辨識出存在掃頻訊號中的異音突波，而提高揚聲器之異音檢測篩出率，並降低掃頻訊號對檢測人員的聽力造成損害的有益功效。
N‧‧‧異音突波
N1 ‧‧‧第一異音突波
N2 ‧‧‧第二異音突波
N3 ‧‧‧第三異音突波
1‧‧‧麥克風
2‧‧‧電子裝置
3‧‧‧耳機
4‧‧‧揚聲器
21‧‧‧收音單元
22‧‧‧處理器
23‧‧‧輸出單元
24‧‧‧顯示器
P(t)‧‧‧掃頻訊號
P1 (t)‧‧‧衰減後掃頻訊號
P2 (t)‧‧‧衰減後掃頻訊號
P3 (t)‧‧‧衰減後掃頻訊號
S1~S4‧‧‧步驟
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一波形圖，說明包含一異音突波的掃頻訊號；圖2是一示意圖，說明本發明揚聲器異音檢測方法的第一實施例所需使用的設備；圖3是一流程圖，說明第一實施例的檢測步驟；圖4是一波形圖，說明圖1的包含異音突波的掃頻訊號經過一次衰減後的波形變化；圖5是一流程圖，說明本發明揚聲器異音檢測方法的第二實施例的檢測步驟； 圖6是一波形圖，說明圖4的包含異音突波的衰減後掃頻訊號經過再次衰減後的波形變化；及圖7是一波形圖，說明圖6的包含異音突波的衰減後掃頻訊號經過再次衰減後的波形變化。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖2，本發明實現本發明揚聲器異音檢測方法的一電子裝置2的一實施例主要包括一收音單元21、一處理器22及一輸出單元23。其中收音單元21可以是內建於電子裝置2中的麥克風(圖未示)或是電子裝置2的一供外接麥克風1插接的麥克風插孔，輸出單元23可以是電子裝置2的一內建的喇叭(圖未示)或是一供外接的耳機3(或喇叭)插接的耳機插孔，此外，輸出單元23也可以是電子裝置2的一顯示器24。
請參閱圖3，配合圖2用以說明本發明揚聲器異音檢測方法的第一實施例，如圖3中的步驟S1，首先由收音單元21接收待檢測的一揚聲器4所輸出的一如圖1所示的掃頻訊號P(t)，在本實施例中，該掃頻訊號P(t)是一頻率由低至高的弦波訊號，其可以由習知的一掃頻訊號產生器(圖未示)產生，或者由具有產生掃頻訊號P(t)功能的電子裝置2產生。若揚聲器4在其產品製造或組裝上具有瑕疵，則揚聲器4輸出的掃頻訊號P(t)中會包含一聲響微弱而不易辯識的異音突波(pulse)N。在本實施例中，掃頻訊號P(t) 的頻率範圍通常是揚聲器4主要輸出訊號的頻率範圍20Hz~430Hz，但不以此為限。
電子裝置2可以是如圖2所示的筆記型電腦，或圖中未示的個人電腦、平板電腦、手持式電子裝置(包括但不限於行動電話與智慧型行動電話等)等。而處理器22則可以是上述電子裝置2內的中央處理器，其可讀取預存在電子裝置2的一記錄媒體中的一揚聲器異音檢測程式，並執行該程式以進行步驟S2。不過，類比的掃頻訊號P(t)會先經過電腦中的音效卡(或類似功能的元件)轉成數位訊號後再提供給處理器22；或者電子裝置2也可以是一主要用以檢測揚聲器4的異音之異音檢測裝置，而處理器22則是一數位訊號處理器，且上述之揚聲器異音檢測程式可被以韌體方式燒錄在數位訊號處理器中，由數位訊號處理器將掃頻訊號P(t)轉成數位訊號並執行該揚聲器異音檢測程式以進行步驟S2。
因此，當處理器22由收音單元21收到掃頻訊號P(t)後，其執行圖3之步驟S2，對掃頻訊號P(t)進行微分處理，以產生一微分後掃頻訊號，再將該微分後掃頻訊號除以一常數C，以產生一衰減後掃頻訊號P1 (t)，其中常數C大於掃頻訊號P(t)的一最高頻率的2 π倍，較佳地，常數C需大於2701，且在本實施例中，為使衰減後掃頻訊號P1 (t)的衰減效果較為明顯，可以設定常數C為30000。
然後，執行步驟S3，將衰減後掃頻訊號P1 (t)輸出至輸出單元23，再由輸出單元23將該衰減後掃頻訊號 P1 (t)通過耳機3供檢測人員聆聽，以辨識衰減後掃頻訊號P1 (t)中是否出現異音突波。圖4所示是衰減後掃頻訊號P1 (t)的波形，從中可以看出，衰減後掃頻訊號P1 (t)的振幅相較於原先的掃頻訊號P(t)已被大大地衰減，同時存在於掃頻訊號P(t)中的異音突波N經過微分並除以常數C後被突顯，使衰減後掃頻訊號P1 (t)中的異音突波N1 的振幅相對增加，因此異音突波N1 與衰減後掃頻訊號P1 (t)的振幅比值(N1 /P1 (t))提高。藉此，檢測人員的耳朵除了不再需要承受高分貝的掃頻訊號，而且還能更容易地辨識出存在於衰減後掃頻訊號P1 (t)中的異音突波N1 。此外，由於異音突波N1 與衰減後掃頻訊號P1(t)的振幅比值(N1 /P1 (t))提高，因此衰減後掃頻訊號P1 (t)亦可被輸出至電子裝置2的顯示器24，由檢測人員以目視方式辨識其中的異音突波N1 。
再參見圖5所示，是本發明揚聲器異音檢測方法的第二實施例，其與第一實施例不同處在於：該揚聲器異音檢測程式還可供預設一設定值，例如設定值為3，使得處理器22執行步驟S2之後，還執行步驟S3，判斷執行步驟S2的次數是否達到該設定值，若否，則重覆步驟S2，再次對衰減後掃頻訊號P1 (t)進行微分處理，以產生一二次微分後掃頻訊號，並將該二次微分後掃頻訊號再除以常數C，以產生如圖6所示的再次衰減的一衰減後掃頻訊號P2 (t)，從中可以看到衰減後掃頻訊號P2 (t)的振幅經過再次衰減後已接近於零，而異音突波N1 再次經過步驟S2後成為N2 ，其振幅相對再次衰減的衰減後掃頻訊號P2 (t)的振幅則被 再次提高。
然後，處理器22再執行步驟S3，判斷執行步驟S2的次數尚未達到該設定值，則再重覆步驟S2，再次對再次衰減的衰減後掃頻訊號P2 (t)進行再一次的微分處理，以產生一三次微分後掃頻訊號，並將該三次微分後掃頻訊號再除以常數C，即產生如圖7所示的一第三次衰減的衰減後掃頻訊號P3 (t)。
然後，處理器22再執行步驟S3，判斷執行步驟S2的次數已達到該設定值，則執行步驟S4，輸出第三次衰減的衰減後掃頻訊號P3 (t)至輸出單元23。
從圖7中可以看到第三次衰減的衰減後掃頻訊號P3 (t)的振幅與再次衰減的衰減後掃頻訊號P2 (t)的振幅差不多(皆接近於零)，且再次經過步驟S2產生的異音突波N3 ，其振幅又比異音突波N2 高出許多，顯示只要適當設定常數C，處理器22執行步驟S2後，再執行兩次步驟S2，就已能將掃頻訊號P(t)衰減到最小，並將異音突波N明顯提高到非常易於辨識的程度。實際上執行幾次步驟S2較佳，可以視掃頻訊號P(t)的頻率範圍而定上述係舉設定值為3的情況進行說明，但並不以此限定本發明實施的範圍
綜上所述，本發明藉由對待測的揚聲器輸出的掃頻訊號P(t)進行微分，再除以大於掃頻訊號P(t)的最高頻率的2 π倍之一常數C，以衰減掃頻訊號P(t)並提升夾雜在掃頻訊號P(t)中的異音突波N的振幅，再將衰減後掃頻訊號輸出至輸出單元23，讓檢測人員藉由聽取或目視輸出單 元23輸出的衰減後掃頻訊號，可以更容易地辨識出存在掃頻訊號中的異音突波，而提高揚聲器之異音檢測篩出率，並降低掃頻訊號對檢測人員的聽力損害，確實達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
S1~S3‧‧‧步驟

Claims (11)

  1. 一種揚聲器異音檢測方法，包括：(A)接收由該揚聲器輸出的一掃頻訊號；(B)對該掃頻訊號進行微分處理並除以一常數，以產生一衰減後掃頻訊號，其中該常數大於該掃頻訊號的一最高頻率的2Π倍；及(C)輸出該衰減後掃頻訊號。
  2. 如請求項1所述的揚聲器異音檢測方法，還包括一介於步驟(B)與步驟(C)之間的步驟(D)：判斷執行步驟(B)的次數是否達到一設定值，若是，則執行步驟(C)，否則對該衰減後掃頻訊號執行步驟(B)。
  3. 如請求項1所述的揚聲器異音檢測方法，其中該掃頻訊號是一弦波訊號，且若該掃頻訊號中包含一異音突波，該異音突波會在該衰減後掃頻訊號中被突顯。
  4. 如請求項1所述的揚聲器異音檢測方法，其中步驟(B)是由一電子裝置的一中央處理器執行。
  5. 如請求項1所述的揚聲器異音檢測方法，其中步驟(B)是由一揚聲器異音檢測裝置的一數位訊號處理器執行。
  6. 一種揚聲器異音檢測裝置，包括：一收音單元，接收由該揚聲器輸出的一掃頻訊號；一數位訊號處理器，與該收音單元電耦接，以接受該掃頻訊號且對其進行微分處理，並除以一常數， 一輸出單元，輸出該衰減後掃頻訊號。
  7. 如請求項6所述的揚聲器異音檢測裝置，其中該掃頻訊號是一弦波訊號，且若該掃頻訊號中包含一異音突波，該異音突波會在該衰減後掃頻訊號中被突顯。
  8. 如請求項6所述的揚聲器異音檢測裝置，其中該數位訊號處理器還對該衰減後掃頻訊號進行微分處理並除以該常數，且重覆上述動作的次數達到一設定值，才輸出該衰減後掃頻訊號至該輸出單元。
  9. 一種記錄媒體，其可被一電子裝置讀取，且該記錄媒體記錄一揚聲器異音檢測程式，該電子裝置經由一收音單元接收一揚聲器輸出的一掃頻訊號，該揚聲器異音檢測程式可被該電子裝置讀取並執行步驟包括：對該掃頻訊號進行微分處理並除以一常數，以產生一衰減後掃頻訊號，其中該常數大於該掃頻訊號的一最高頻率的2 π倍。
  10. 如請求項9所述的記錄媒體，其中該揚聲器異音檢測程式是由該電子裝置的一中央處理器所執行，且該衰減後掃頻訊號被輸出至該電子裝置的一輸出單元。
  11. 一種記錄媒體，其可被一電子裝置讀取，且該記錄媒體記錄一揚聲器異音檢測程式，該電子裝置經由一收音單元接收一揚聲器輸出的一掃頻訊號，該揚聲器異音檢測程式可被該電子裝置讀取並執行步驟包括：(A)對該掃頻訊號進行微分處理並除以一常數，以產生一衰減後掃頻訊號，其中該常數大於該掃頻訊號的一 最高頻率的2 π倍；及(B)判斷執行步驟(A)的次數是否達到一設定值，若是，則輸出該衰減後掃頻訊號，若否，則對該衰減後掃頻訊號執行步驟(A)。
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