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压强麦克风测试装置及其测试方法

  • 申请号:CN201010538674.9 申请公布号: CN101984680B
  • 申请日: 2010-11-10 申请公布日: 2014-07-09
  • 申请(专利权)人: 专利代理机构:
  • 分类号:H04R29/00

专利介绍

本发明提供了一种压强麦克风测试装置,其中,所述压强麦克风测试装置包括耦合腔,置于所述耦合腔内的声源和所述声源相隔一定距离的待测压强麦克风,所述耦合腔包括前腔和与所述前腔固定相连的后腔,所述声源固定设置在所述后腔内,所述前腔设有上壁,所述上壁设有贯穿所述上壁的测试孔。本发明还另提供一种压强麦克风的测试方法。本发明的压强麦克风测试装置及其测试方法能用于产线上的大批量测试且能准确测试压强麦克风在高声压下的总谐波失真。
1.一种压强麦克风的测试方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:提供一声源,所述声源为标准全频带扬声器;提供一耦合腔,所述耦合腔设有前腔和与前腔固定相连的后腔,所述前腔设有测试孔;提供一待测压强麦克风;提供一信号源;提供一音频分析仪;提供一标准麦克风;校准所述声源在所述耦合腔内的形成的声场,其步骤如下:A、将所述声源置于所述后腔内,将所述信号源加至所述声源,将所述标准麦克风置于所述测试孔,所述音频分析仪接至所述声源和所述标准麦克风,通过音频分析仪得出所述标准麦克风反馈出的所述声源的频响曲线;B、将所述频响曲线取倒数得到EQ均衡曲线;C、将所述信号源出发的测试信号乘以所述EQ均衡曲线后作为新测试信号反馈给声源;将所述标准麦克风换成所述的待测压强麦克风,所述待测压强麦克风与所述音频分析仪连接且置于所述测试孔,通过所述音频分析仪分析测试结果。【技术领域】本发明涉及一种麦克风测试装置及其测试方法,尤其涉及一种压强麦克风测试装置及其测试方法。【背景技术】近年来移动通信技术已经得到快速发展。消费者越来越多地使用移动通信设备,对移动通讯设备的要求已不仅满足于能够通话,而且要能够提供高质量的通话效果。压强麦克风作为通信设备的换能器之一,其性能的好坏直接影响通话质量。因此在压强麦克风使用前对其性能进行测试是非常重要的。相关技术的压强麦克风测试装置需在消声室内测量,不适用于产线上大批量测试。而且在消声室中测量时难以获得低失真的高声压声场,即声场级大于120dB的声场。若增大声源的输出电压,超出声源额定电压时则失真随之增大,声源的总谐波失真也相应增大,这样就无法准确测试压强麦克风在高声压下的总谐波失真。因此,有必要提供一种新的压强麦克风测试装置解决上述问题。【发明内容】本发明需解决的技术问题是提供一种能适用于产线上大批量测试且能准确测试压强麦克风在高声压下的总谐波失真的压强麦克风测试装置。根据上述的技术问题,设计了一种压强麦克风测试装置,其目的是这样实现的:一种压强麦克风测试装置,其中,所述压强麦克风测试装置包括耦合腔,置于所述耦合腔内的声源和所述声源相隔一定距离的待测压强麦克风,所述耦合腔包括前腔和与所述前腔固定相连的后腔。所述声源固定设置在所述后腔内,所述后腔内填置有吸声材料,所述后腔上设有贯穿所述后腔的引线孔,所述前腔设有上壁,所述上壁设有贯穿所述上壁的测试孔,所述测试孔设有孔壁,所述孔壁设有向所述测试孔轴线突出的限位台阶,所述后腔的直径大于所述前腔的直径。优选的,所述声源抵接所述前腔。优选的,所述声源为标准全频带扬声器。优选的,所述测试孔呈圆柱形。优选的,所述前腔与所述后腔之间设有密封垫圈。本发明还提供了一种基于上述压强麦克风测试装置的测试方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:提供一声源,所述声源为标准全频带扬声器;提供一耦合腔,所述耦合腔设有前腔和与前腔固定相连的后腔,所述前腔设有测试孔;提供一待测压强麦克风;提供一信号源;提供一音频分析仪;提供一标准麦克风;校准所述声源在所述耦合腔内的形成的声场,其步骤如下:A、将所述声源置于所述后腔内,将所述信号源加至所述声源,将所述标准麦克风置于所述测试孔,所述音频分析仪接至所述声源和所述标准麦克风,通过音频分析仪得出所述标准麦克风反馈出的所述声源的频响曲线;B、将所述频响曲线取倒数得到EQ均衡曲线;C、将所述信号源出发的测试信号乘以所述EQ均衡曲线后作为新测试信号反馈给声源;将所述标准麦克风换成所述的待测压强麦克风,所述待测压强麦克风与所述音频分析仪连接且置于所述测试孔,通过所述音频分析仪分析测试结果。与相关技术相比,本发明的压强麦克风测试装置及其测试方法能用于产线上的大批量测试且能测试压强麦克风在高声压下的总谐波失真。【附图说明】图1为本发明压强麦克风测试装置的立体结构图。图2为本发明压强麦克风的耦合腔的部分分解图。图3为本发明压强麦克风的前腔的立体结构图。图4为图1沿A-A线剖示图。图5为本发明压强麦克风测试装置校准使用时的立体结构图。【具体实施方式】下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。如图1-2所示,一种压强麦克风测试装置1,其中,该装置包括耦合腔4,置于耦合腔4内的声源5和与声源5相隔一定距离的待测压强麦克风(未图示)。耦合腔4包括前腔2和与前腔2固定相连的后腔3,前腔2与后腔3固定相连可以用焊接方式,胶水粘接方式等,本实施方式中采用镙丝将前腔2与后腔3固定相连,前腔2与后腔3间还设有一层密封圈6,密封圈6使前腔2与后腔3固定相连时密封效果更好。后腔3的直径大于前腔2的直径,声源5固定设置在后腔3内,其固定方式可以用焊接方式,胶水粘接方式等。更优的,声源5抵接前腔2。后腔内填置有吸声材料,如吸声棉等。前腔2设有上壁22,上壁22设有贯穿上壁22的测试孔21,待测压强麦克风即放置于测试孔21,声源5发出的声压通过前腔2到达待测压强麦克风。具体的,本实施方式以测试频带范围100Hz-20KHz为例进行说明,其实这只是压强麦克风正常的工作频带范围,超出此频带范围也是可行的。声源5在耦合腔4的前腔2中形成声场,但其声场的声压在前腔2中径向分布不均匀,中心声压高,边缘声压低,若缩小耦合腔4的直径,则能减小这种差异。因此,耦合腔的直径越小越好,但需满足其尺寸大于声源5的尺寸和待测压强麦克风的尺寸,以便能将声源设置在耦合腔4内以及开设的测试孔21能放置待测压强麦克风。为了测试所需的条件,前腔2中声波设计为平面波,从而可近似为将待测压强麦克风置于无限远自由场中,这样可以满足测试所需的条件。而前腔2中除了平面波外,也有可能存在驻波。驻波会使声场存在波峰波谷,导致声场不均匀,从而影响测试精度。驻波产生的条件为ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="140"/>其中,ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="170"/>为前腔2长度,λ为声波波长,c0为声速,f为声波频率。为防止驻波产生,设计满足最高测试频率时,前腔2长度小于声波波长的1/4,即,ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="187"/>测试频带范围100Hz-20KHz时,由声波的频响曲线可得前腔的实际理想工作频率范围是100Hz-12kHz,此范围之外的频响曲线产生振荡。综合考虑,本实施方式取最高测试频率为15KHz进行前腔2长度设计。其实,选取的最高测试频率不同,其设计出的前腔2长度也不同,但原理都一样。声源5选用频响曲线平直,失真小的标准全频带扬声器,因为在不同的频带中标准全频带扬声器都可以较容易的提供满足所需频率的声场。而且,为了提高测试精度,声源5的总谐波失真应小于0.5%,全频带扬声器也可以较容易的满足此要求。当然,声源5也可以用其它扬声器或传声器等。测试孔21呈圆柱形。当然,测试孔21也可以是其它形状。根据待测压强麦克风的形状,把测试孔21的形状设计与其一致即可,且测试孔21的尺寸设计需略大于待测压强麦克风的尺寸,这种设计能使待测压强麦克风更容易置于测试孔21内。如图3-4所示,测试孔21设有孔壁24,孔壁24设有向所述测试孔21轴线突出的限位台阶23。限位台阶23用来限位待测压强麦克风,使其测试时不会掉进耦合腔4内。再参照图1-2,后腔3上设有贯穿后腔3的引线孔32,引线孔32用来引出与声源5电连接的导线,从而可以从外部给声源5加信号。后腔内填置有吸声材料,如吸声棉等。如图2、3和5所示,本发明还提供了一种基于本发明提供的压强麦克风测试装置1的测试方法,该方法包括如下步骤:提供一声源5,声源5为标准全频带扬声器;提供一耦合腔4,耦合腔4设有前腔2和与前腔2固定相连的后腔3,前腔2与后腔3间还设有一层密封圈6,密封圈6使前腔2与后腔3固定相连时密封效果更好,前腔2设有测试孔21,测试孔21设有限位台阶23;提供一待测压强麦克风;提供一信号源8,信号源能提供功率1mW,频率范围100-20kHz的1/12oct扫频信号。本实施方式中的扫频信号指在频率范围内按照1/12oct间隔得到一系列频率点,从低频到高频依次发这些对应频率点的单频,其中,oct为倍频程。当然也可选用1/3oct,1/6oct等其他间隔。提供一音频分析仪7;提供一标准麦克风9;校准声源5在耦合腔4的前腔2内形成的声场。因为前腔2内的自由场存在衰减,声压级增大时,需增大声源5电压,此时声源5的总谐波失真也相应增大,不能满足测试要求。校准步骤如下:A、将声源5置于后腔3内,将信号源8加至声源5,将标准麦克风9置于测试孔21,音频分析仪接7至声源5和标准麦克风9,使声源5发出的声压通过耦合腔4的前腔2到达所述标准麦克风9。通过所述音频分析仪7得出标准麦克风9反馈出的声源5的频响曲线;B、将所述频响曲线取倒数,从而得到声源5发出的声压在前腔2内形成的声场的EQ均衡曲线(Equalizer均衡曲线,简称EQ曲线);C、将信号源8出发的扫频信号乘以EQ均衡曲线后作为新测试信号反馈给声源5,此时声源5发出的声压在前腔2内形成的声场即为满足测试所需的声场。具体的,声压级ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="434"/>单位dB,式中Pe为声源5发出的声压的有效值,Pref=2×10-5为参考声压,单位:Pa。1Pa声压对应94dB声压级。常规的消声室中,声压为1Pa,此时声源5发出的声压其声压级为94dB,若要得到120dB的声压,必须增大到20倍电压。经实验测试,声源5的功率为1mW时能得到94dB的声压级。声源5使用的标准全频带扬声器的额定功率是1-2W,因此声源5只需很小的功率就能在耦合腔4的前腔2内得到高声压的声场。经上述声场校准后,耦合腔4中获得频响范围是100-20kHz,声压级94dB的声场,且声场的抖动小于±0.2dB。在校准后的基础上再把声源5的电压增加到20倍,此时就获得了声压级为120dB的声场,且声场的总谐波失真小于1%,满足测试条件。即使声场的声压增大至140dB,其总谐波失真值仍小于1%。将标准麦克风9换成所述的待测压强麦克风,所述待测压强麦克风与音频分析仪7连接且置于测试孔21,通过所述音频分析仪7分析测试结果。与相关技术相比,本发明的压强麦克风测试装置因其体积小、使用方便、不用在消声室中使用且能容易获得高声压级声场,故能用于产线上的大批量测试且能准确测试压强麦克风在高声压下的总谐波失真。以上所述的仅是本发明的实施方式,在此应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出改进,但这些均属于本发明的保护范围。