TWI789889B - 聲音隔離度測試系統及聲音隔離度測試方法 - Google Patents

Abstract

本揭露公開一種聲音隔離度測試系統，用於測試一測試品，該測試品設有一收音孔，該聲音隔離度測試系統包括一檢測治具及一氣壓偵測儀。檢測治具包含一氣管罩，而氣管罩密封收音孔。氣壓偵測儀電性連接於檢測治具，氣壓偵測儀判斷收音孔內的氣體壓力變化率且根據氣體壓力變化率計算測試品的聲音隔離度。此外，本揭露還公開一種聲音隔離度測試方法。

Description

聲音隔離度測試系統及聲音隔離度測試方法

本揭露涉及一種測試品的聲音隔離度測試系統及其測試方法，特別是一種根據氣體壓力變化率的聲音隔離度測試系統及其測試方法。

麥克風的聲音隔離度會影響到麥克風的回音抑制或方向辨識等演算法的準確性，為了降低音頻演算法之誤判，在設計麥克風之結構時，須滿足一定程度的聲音隔離度，以避免聲音從非預期的路線傳入麥克風內，導致演算法誤判。圖1為麥克風的結構示意圖，麥克風A包含殼體A11、音訊處理電路A12、印刷電路板A13、兩個聲音隔離板A14及收音孔A15，收音孔A15穿設於殼體A11，該兩個聲音隔離板A14連接於殼體A11與印刷電路板A13之間，音訊控制電路A12電性連接於印刷電路板A13。理想上，若麥克風2的組裝良好而沒有空隙，聲音只會經由第一路徑S進入麥克風A的收音孔A15，當麥克風A因為組裝有瑕疵而具有空隙時，聲音除了從收音孔A15進入之外，還可能經由第二路徑S2以及第三路徑S3進入麥克風A的內部。

目前進行麥克風的聲音隔離度之測試，首先透過聲源對麥克風發出預定響度的聲音訊號，在麥克風接收到聲音訊號後，會將聲音訊號轉換為第一電壓訊號。接著，先使用黏土將麥克風的收音孔堵住，再經由聲音源發出相同響度的聲音訊號，由於麥克風的收音孔已被堵住，所以麥克風接收的聲音訊號的能量變小。故此時麥克風接收的聲音訊號後所轉換出第二電壓訊號的電壓值應小於第一電壓訊號的電壓值。當第二電壓訊號與第一電壓訊號之間的差距越大，代表聲音只能由收音孔進入麥克風，表示麥克風的聲音隔離度越佳。

然而，要執行上述的測試方法對於環境噪音有一定程度的要求，且需要事先架設好多項設備，例如主機板、處理器及記憶體，才能控制麥克風進行錄音及轉檔，導致測試時間從架設設備到測試完成需要接近1小時，這對於研發人員來說效率是非常低的，且對於產線測試來說也十分不利。

本揭露所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種聲音隔離度測試系統及聲音隔離度測試方法。

為了解決上述的技術問題，本揭露所採用的其中一技術方案是提供一種聲音隔離度測試系統，用於測試一測試品，該測試品設有一收音孔，該聲音隔離度測試系統包括一檢測治具及一氣壓偵測儀。檢測治具包含一氣管罩，而氣管罩密封收音孔。氣壓偵測儀電性連接於檢測治具，氣壓偵測儀判斷收音孔內的氣體壓力變化率且根據氣體壓力變化率計算測試品的聲音隔離度。

為了解決上述的技術問題，本揭露所採用的另一技術方案是提供一種聲音隔離度測試方法，用於測試一測試品，該測試品設有一收音孔，該聲音隔離度測試方法包括：對收音孔進行充氣或抽氣；基於收音孔內的氣體壓力達到目標壓力停止對收音孔充氣或抽氣；紀錄收音孔內的氣體壓力變化，以得到氣體壓力變化率；以及根據氣體壓力變化率計算測試品的聲音隔離度。

本揭露的其中一有益效果在於，經由本揭露所提供的聲音隔離度測試系統及聲音隔離度測試方法，可擺脫傳統使用聲音量測的方式，達到快速取得聲音隔離度的結果，不但可以忽略環境噪音的因素，也無須控制測試品進行任何動作，可大幅縮短取得聲音隔離度的結果的時間。同時也無須事先架設大量的儀器以及嚴苛的環境要求，即可進行測試品的聲音隔離度的測試。

為使能更進一步瞭解本揭露的特徵及技術內容，請參閱以下有關本揭露的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本揭露加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本揭露所公開有關“聲音隔離度測試系統及聲音隔離度測試方法”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本揭露的優點與效果。本揭露可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本揭露的構思下進行各種修改與變更。另外，本揭露的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本揭露的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本揭露的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

為了快速地測試到麥克風的聲音隔離度，本揭露所提供的聲音隔離度測試系統及聲音隔離度測試方法，不需對麥克風下達任何控制指令，改為經由麥克風的收音孔進行充氣或抽氣，直到收音孔內的氣體壓力達到目標壓力為止。如果麥克風除了收音孔之外沒有其他空隙時，理論上收音孔內的氣體壓力可持續維持於目標壓力。反之，若麥克風除了收音孔之外還有其他空隙時，收音孔內的氣體會經由空隙洩出而使得收音孔內的氣體壓力逐漸下降。氣壓偵測儀根據麥克風的收音孔內的氣體壓力變化率可計算出麥克風的聲音隔離度。

圖2為本揭露第一實施例的聲音隔離度測試系統的示意圖。如圖2所示，聲音隔離度測試系統1用於測試一麥克風2的聲音隔離度，而作為測試品的麥克風2包含有一收音孔201及一音訊處理電路202。聲音隔離度測試系統1包括一檢測治具11及一氣壓偵測儀13，而該氣壓偵測器13電性連接於檢測治具11。檢測治具11包含一底座111、一氣體管路113、一氣管罩115、一壓力產生器117及一控制閥119。

檢測治具11的底座111用於承載以及固定麥克風2。氣體管路113包括第一端及相反第一端的第二端。氣管罩115組接於氣體管路113的第一端，而氣管罩115密封該收音孔201，使得氣管罩115與收音孔201的內壁之間形成密閉空間。氣體管路113的第二端連接於壓力產生器117。控制閥119組接氣體管路113的第一端以及第二端之間，控制閥119例如為氣壓閥且其常態處於關閉狀態，此時氣管罩115與收音孔201的內壁之間的密閉空間的氣體壓力不會受到壓力產生器117的影響。當壓力產生器117充氣或抽氣時，控制閥117從關閉狀態切換為開啟狀態。當控制閥119處於開啟狀態時，壓力產生器117可經由氣體管路113對氣管罩115與收音孔201的內壁之間的密閉空間進行充氣或抽氣，意即壓力產生器117對收音孔201內進行充氣或抽氣以改變收音孔201內的氣體壓力。

圖3為圖2的氣壓偵測儀13的功能方塊圖。共同參閱圖2及圖3，氣壓偵測儀13包含一偵測電路131、一控制器133、一記憶體135以及一顯示器137。偵測電路131連接於檢測治具1的氣體管路113以便偵測收音孔201內的氣體壓力。控制器133電性連接於偵測電路131以及檢測治具11的壓力產生器117，控制器133設定有一目標壓力以及一壓力容許時間。記憶體135以及顯示器137分別電性連接於控制器133。控制器133取得偵測電路131所偵測到的收音孔201內的氣體壓力，且根據氣體壓力命令檢測治具11的壓力產生器117對收音孔201進行充氣或抽氣，或者命令壓力產生器117停止對收音孔201進行充氣或抽氣。偵測電路131所偵測到的收音孔201內的氣體壓力儲存於記憶體135。顯示器137顯示收音孔201內的氣體壓力與時間的關係圖。

圖4為本揭露第二實施例的聲音隔離度測試系統的示意圖，圖4的聲音隔離度測試系統與圖2的聲音隔離度測試系統的主要差異在於壓力產生器117與控制閥119是合為一體。

圖5為本揭露第一實施例的聲音隔離度測試方法的流程圖。如圖5所示。在步驟S501，對麥克風2的收音孔201於壓力容許時間進行充氣。在其他實施例中，也可對麥克風2的收音孔201進行抽氣來取代充氣。在步驟S503，判斷收音孔201內的氣體壓力是否達到目標壓力。當確認收音孔201內的氣體壓力達到目標壓力（正壓）時，執行步驟S505。若對麥克風2的收音孔201進行抽氣，目標壓力則為負壓。在步驟S505，停止對收音孔201內進行充氣。當確認收音孔201內的氣體壓力未達到目標壓力時，執行步驟S507。在步驟S507，紀錄麥克風2為不良品。

在步驟S509，在停止對麥克風2的收音孔201進行充氣之後，記錄麥克風2的收音孔201內的氣體壓力變化，以得到氣體壓力變化率。關於氣體壓力變化率之定義意即從停止對收音孔201進行充氣或抽氣後，氣體壓力變化量除以每單位時間（例如1秒）即為氣體壓力變化率。在步驟S511，根據目標壓力、壓力容許時間、以及收音孔201內的氣體壓力變化率計算麥克風2的聲音隔離度，接著結束聲音隔離度測試方法。聲音隔離度的量測單位為分貝(dB)，當分貝值越大，表示聲音隔離度越佳。舉例來說，聲音隔離度的計算公式：F=a*x+b*y+c*z＋d，其中F為麥克風2的聲音隔離度，x為目標壓力，y為壓力容許時間，z為收音孔201內的氣體壓力變化率，而a、b、c及d為修正參數。理論上，在相同的目標壓力之下，使用者針對同一支麥克風進行多次的聲音隔離度測試，理論上每一次所測得的聲音隔離度都應相同。此外，計算公式中的z可為非固定數值，意即z為相對於時間的曲線函數，或者計算公式中的z亦可為固定數值。

圖5的聲音隔離度測試方法可透過圖2或圖4的聲音隔離度測試系統1來執行。詳言之，步驟S501及步驟S505係氣壓偵測儀13的控制器133命令檢測治具1的壓力產生器117對麥克風2的收音孔201進行充氣以及命令壓力產生器117停止對麥克風2的收音孔201進行充氣，步驟S503、步驟S509及步驟S511透過氣壓偵測儀13的控制器133來執行，而步驟S507係由記憶體135來執行。

可以理解的，圖5的聲音隔離度測試方法亦可透過其他氣壓測試裝置來執行，並不限制由圖2或圖4的聲音隔離度測試系統1來執行。舉例來說，收音孔201內的氣體的提供以及收音孔201內的氣體壓力的偵測均可由氣壓偵測儀13來執行。

圖6為麥克風的收音孔內的氣體壓力與時間的關係圖。如圖6所示，同時偵測四支不同的麥克風M1~M41的收音孔內的氣體壓力，時間點T0至時間點T1之間為壓力容許時間。麥克風M1~M3的收音孔內的氣體壓力可達到目標壓力，至於麥克風M4則無法達到目標壓力且在時間點T1之前，麥克風M4的收音孔內的氣體壓力已開始下降，表示麥克風M4可能因為組裝不良的緣故而導致嚴重的漏氣情況，此時麥克風M4將被紀錄為不良品。在時間點T1之後，停止對四個麥克風M1~M4的收音孔進行充氣。在停止對收音孔充氣之後，麥克風M1~M3的收音孔內的氣體壓力隨時間逐漸下降，表示除了收音孔之外，麥克風M1~M3還具有其他空隙而導致收音孔內的氣體壓力無法維持於目標壓力。其中麥克風M1的收音孔內的氣體壓力變化率小於麥克風M2的收音孔內的氣體壓力變化率，而麥克風M2的收音孔內的氣體壓力變化率小於麥克風M3的收音孔內的氣體壓力變化率。由於麥克風M1的收音孔內的氣體壓力變化率最小，表示麥克風M1的聲音隔離度最佳。

圖7為本揭露第二實施例的聲音隔離度測試方法的流程圖。圖7的第二實施例的聲音隔離度測試方法相較於圖5的第一實施例的聲音隔離度測試方法，其主要差異在於氣壓偵測儀13的記憶體135儲存有一查找表，查找表紀錄有多筆不同的氣體壓力變化率及其對應的聲音隔離度。當氣壓偵測儀3偵測出麥克風2的收音孔201內的氣體壓力變化率時，可經由查找表找出對應的聲音隔離度，而圖7的詳細步驟如下所述。

在步驟S701，對麥克風2的收音孔201於壓力容許時間進行充氣。在其他實施例中，也可對麥克風2的收音孔201進行抽氣來取代充氣。在步驟S703，判斷麥克風2的收音孔201內的氣體壓力是否達到目標壓力。當確認麥克風2的收音孔201內的氣體壓力達到目標壓力時，執行步驟S705。在步驟S705，停止對麥克風2的收音孔201進行充氣。當確認麥克風2的收音孔201內的氣體壓力未達到目標壓力時，執行步驟S707。在步驟S707，紀錄麥克風2為不良品。

在步驟S709，在停止對麥克風2的收音孔201進行充氣之後，紀錄麥克風2的收音孔201內的氣體壓力變化，以得到氣體壓力變化率。在步驟S711，根據查找表找出對應於收音孔201內的氣體壓力變化率的聲音隔離度，接著結束聲音隔離度測試方法。

圖7的聲音隔離度測試方法可透過圖2或圖4的聲音隔離度測試系統1來執行。詳言之，步驟S701及步驟S705係氣壓偵測儀13的控制器133命令檢測治具1的壓力產生器117對麥克風2的收音孔201進行充氣以及命令壓力產生器117停止對麥克風2的收音孔201進行充氣，步驟S703、步驟S709及步驟S711透過氣壓偵測儀13的控制器133來執行，而步驟S707係記憶體137來執行。

可以理解的，圖7的聲音隔離度測試方法亦可透過其他氣壓測試裝置來執行，並不限制於由圖2或圖4的聲音隔離度測試系統1來執行。

由於不同的目標壓力所能測試到的聲音隔離度區間也不同。若以充氣為例，目標壓力可設定為0.8 atm。若以抽氣為例，目標壓力可設定為0.1 atm。當目標壓力設定為0.8 atm時，所能測試到的聲音隔離度區間為10 dB~20 dB，其中10 dB與20 dB分別為下限臨界值以及上限臨界值。當目標壓力設定為1.2 atm時，所能測試到的聲音隔離度區間為21 dB~30 dB，其中21 dB與30 dB分別為下限臨界值以及上限臨界值。因此，當測試到的聲音隔離度等於下限臨界值時，表示麥克風2的聲音隔離度實際上可能低於下限臨界值，所以必須降低目標壓力而再次對麥克風2進行聲音隔離度之測試。反之，當測試到的聲音隔離度等於上限臨界值時，表示麥克風2的聲音隔離度實際上可能高於上限臨界值時，所以必須提高目標壓力而再次對麥克風2進行聲音隔離度之測試。有鑑於此，本揭露提供第三實施例的聲音隔離度測試方法。

圖8為本揭露第三實施例的聲音隔離度測試方法的流程圖。如圖8所示，在步驟S801，對麥克風2的收音孔201於壓力容許時間進行充氣。在其他實施例中，也可對麥克風2的收音孔201進行抽氣來取代充氣。在步驟S803，判斷麥克風2的收音孔201內的氣體壓力是否達到目標壓力。當確認麥克風2的收音孔201內的氣體壓力達到目標壓力時，執行步驟S805。在步驟S805，停止對麥克風2的收音孔201進行充氣。當確認麥克風2的收音孔201內的氣體壓力達到目標壓力時，執行步驟S807。在步驟S807，紀錄麥克風2為不良品。

在步驟809，在停止對麥克風2的收音孔201進行充氣之後，紀錄麥克風2的收音孔201內的氣體壓力變化，以得到氣體壓力變化率。在步驟S811，根據目標壓力、壓力容許時間、以及收音孔201內的氣體壓力變化率計算麥克風2的聲音隔離度。在步驟S813，判斷聲音隔離度是否等於聲音隔離度區間的下限臨界值。當確認聲音隔離度等於下限臨界值時，執行步驟S815。在步驟S815，降低目標壓力，接著返回步驟S801。

當確認聲音隔離度不等於下限臨界值時，執行步驟S817。在步驟S817，判斷聲音隔離度是否等於聲音隔離度區間的上限臨界值。當確認聲音隔離度等於上限臨界值時，執行步驟S819。在步驟S819，增加目標壓力，接著返回步驟S801。當確認聲音隔離度不等於上限臨界值時，則執行步驟S821。在步驟S821，結束聲音隔離度測試方法。

圖8的聲音隔離度測試方法可透過圖2或圖4的聲音隔離度測試系統1來執行。詳言之，步驟S801及步驟S805係氣壓偵測儀13的控制器133命令檢測治具1的壓力產生器117對麥克風2的收音孔201進行充氣以及命令壓力產生器117停止對麥克風2的收音孔201進行充氣，步驟S803、步驟S809及步驟S811~S819透過氣壓偵測儀13的控制器133來執行，而步驟S807係記憶體137來執行。

可以理解的，圖8的聲音隔離度測試方法亦可透過其他氣壓測試裝置來執行，並不限制於由圖2或圖4的聲音隔離度測試系統1來執行。

本揭露的其中一有益效果在於，經由本揭露所提供的聲音隔離度測試系統及聲音隔離度測試方法，可擺脫傳統使用聲音量測的方式，達到快速取得聲音隔離度的結果，不但可以忽略環境噪音的因素，也無須控制測試品進行任何動作，可大幅縮短取得聲音隔離度的結果的時間。同時也無須事先架設大量的儀器以及嚴苛的環境要求，即可進行測試品的聲音隔離度的測試。

以上所公開的內容僅為本揭露的優選可行實施例，並非因此侷限本揭露的申請專利範圍，所以凡是運用本揭露說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本揭露的申請專利範圍內。

A:麥克風 A11:殼體 A12:音訊處理電路 A13:印刷電路板 A14:聲音隔離板 A15:收音孔 S1:第一路徑 S2:第二路徑 S3:第三路徑 1:聲音隔離度測試系統 11:檢測治具 111:底座 113:氣體管路 115:氣管罩 117:壓力產生器 119:控制閥 13:氣壓偵測儀 131:偵測電路 133:控制器 135:記憶體 137:顯示器 2:麥克風 201:收音孔 202:音訊處理電路 S501、S503、S505、S507、S509、S511、S701、S703、S705、S707、S709、S711、S801、S803、S805、S807、S809、S811、S813、S815、S817、S819、S821:步驟

圖1為麥克風的結構示意圖。

圖2為本揭露第一實施例的聲音隔離度測試系統的示意圖。

圖3為圖2的氣壓偵測儀的功能方塊圖。

圖4為本揭露第二實施例的聲音隔離度測試系統的示意圖。

圖5為本揭露第一實施例的聲音隔離度測試方法的流程圖。

圖6為收音孔內的氣體壓力與時間的關係圖。

圖7為本揭露第二實施例的聲音隔離度測試方法的流程圖。

圖8為本揭露第三實施例的聲音隔離度測試方法的流程圖。

S501、S503、S505、S507、S509、S511:步驟

Claims (9)

1. 一種聲音隔離度測試系統，用於測試一測試品，該測試品設有一收音孔，該聲音隔離度測試系統包括：一檢測治具，包含一氣管罩，而該氣管罩密封該收音孔；以及一氣壓偵測儀，電性連接於該檢測治具，其中該氣壓偵測儀判斷該收音孔內的一氣體壓力變化率，且該氣壓偵測儀根據一目標壓力、一壓力容許時間以及該氣體壓力變化率計算該測試品的一聲音隔離度。
2. 如請求項1所述之聲音隔離度測試系統，其中該檢測治具更包含一氣體管路及一壓力產生器，該氣體管路的兩端分別連接於該氣管罩及該壓力產生器。
3. 如請求項2所述之聲音隔離度測試系統，其中該檢測治具還包括一控制閥，該控制閥組接於該氣體管路，當該壓力產生器進行充氣或抽氣時，該控制閥處於一開啟狀態，當該壓力產生器停止充氣或抽氣時，該控制閥處於一關閉狀態。
4. 如請求項2所述之聲音隔離度測試系統，其中該氣壓偵測儀包含一偵測電路及一控制器，該偵測電路連接於該氣體管路且用於偵測該收音孔內的一氣體壓力，而該控制器電性連接於該偵測電路以及該壓力產生器。
5. 如請求項4所述之聲音隔離度測試系統，其中該氣壓偵測儀還包含一顯示器，該顯示器電性連接於該控制器，該顯示器顯示該收音孔內的該氣體壓力的變化。
6. 如請求項4所述之聲音隔離度測試系統，其中該氣壓偵測儀還包含有一記憶體，該控制器電性連接於該記憶體，該記憶體儲存該收音孔內的該氣體壓力的變化。
7. 一種聲音隔離度測試方法，用於測試一測試品，該測試品設 有一收音孔，該聲音隔離度測試方法包括：對該收音孔於一壓力容許時間進行充氣或抽氣；基於該收音孔內的一氣體壓力達到一目標壓力，停止對該收音孔充氣或抽氣；紀錄該收音孔內的一氣體壓力變化，以得到一氣體壓力變化率；以及根據該目標壓力、該壓力容許時間以及該氣體壓力變化率計算該測試品的一聲音隔離度。
8. 如請求項7所述之聲音隔離度測試方法，更包括當該聲音隔離度等於一聲音隔離度區間的一上限臨界值時，提高該目標壓力且再次測試該測試品的該聲音隔離度，當該聲音隔離度等於該聲音隔離度區間的一下限臨界值時，降低該目標壓力且再次測試該測試品的該聲音隔離度。
9. 如請求項7所述之聲音隔離度測試方法，其中當該收音孔內的該氣體壓力無法達到該目標壓力時，紀錄該測試品為一不良品。

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