一種麥克風測試裝置和測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及麥克風測試技術領域，具體涉及一種麥克風測試裝置和測試方法。
【背景技術】
[0002]隨著麥克風陣列產品的廣泛應用，每個陣元的頻率響應、失真和陣元間的相位差越來越受到關注。我們可以通過計算麥克風陣列中陣元間的相位差來得聲源的方位信息，但是我們需要首先保證陣列產品中各個陣元間的原始相位差是已知的，這就需要準確可靠的測量方案來完成對麥克風陣列產品中陣元頻率響應、失真，特別是陣元間相位差的測試。
[0003]現有的麥克風陣列產品的測試方法多為自由場測試，要得到比較真實的自由場環境，需要使用較大的消音室，建造消音室的成本高，并且維護成本較高。在生產線上通常使用小型化的消音箱作為性能和價格的折中，但小型化的消音箱對低頻聲音沒有吸音效果，無法準確檢測待測產品的低頻性能，影響到產品的聲學性能，并且仍然會占用較多的生產空間不利于自動化生產線排布。
[0004]由此可知，現有技術中沒有準確可靠的完成對麥克風陣列產品中陣元頻率響應、失真，特別是陣元間相位差進行測試的方案。
【發明內容】
[0005]本發明提供了一種麥克風測試裝置和測試方法，以解決現有技術中沒有準確可靠的完成對麥克風陣列產品中陣元頻率響應、失真，特別是陣元間相位差的測試的問題。
[0006]根據本發明的一個方面，提供了一種麥克風測試裝置，該裝置包括:聲源器件以及至少一級耦合器；
[0007]至少一級耦合器，用于耦合聲源器件和待測試麥克風陣列，形成聲源耦合腔;通過耦合器將所述待測試麥克風陣列中的麥克風陣元進行分組，使得每一組內的麥克風陣元的位置都關于聲源軸線對稱；
[0008]所述聲源器件發出的聲信號，經過所述聲源耦合腔傳遞至待測試麥克風。
[0009]可選地，所述耦合器的級數為一級時，該耦合器的一端面與待測試麥克風陣列密封耦合，該一端面的對向端面與所述聲源器件密封耦合，形成聲源耦合腔，使得所述聲源器件發出的聲信號以及待測試麥克風陣列耦合在該聲源耦合腔內。
[0010]可選地，所述耦合器的級數為兩級時，
[0011 ]第一級親合器的一端面與所述聲源器件密封親合，第一級親合器的一端面的對向端面與第二級耦合器的一端面耦合，形成第一級聲源耦合腔；
[0012]第二級耦合器的一端面的對向端面與待測試麥克風陣列密封耦合形成第二級聲源耦合腔；
[0013]其中，待測試麥克風陣列中的麥克風陣元放置在所述第二級聲源耦合腔內關于聲源軸線對稱的位置；
[0014]所述聲源器件發出的聲信號，先經過所述第一級聲源耦合腔，再經過所述第二級聲源耦合腔傳遞至待測試麥克風陣列中的麥克風陣元。
[0015]可選地，與所述聲源器件密封耦合的耦合器的形狀與所述聲源器件的外殼的形狀相適配。
[0016]該裝置進一步包括:壓力裝置；
[0017]壓力裝置，與待測試麥克風陣列接觸，并用于向待測試麥克風陣列施加壓力，以增強待測試麥克風陣列與耦合器的耦合。
[0018]根據本發明的另一個方面，提供了一種麥克風測試方法，該測試方法包括:
[0019]利用至少一級耦合器耦合待測試麥克風陣列和聲源器件，形成聲源耦合腔，其中，通過耦合器將所述待測試麥克風陣列中的麥克風陣元進行分組，使得每一組內的麥克風陣元都關于聲源軸線對稱；
[0020]通過測試軟件控制所述聲源器件發出聲信號，使得該聲信號經過所述聲源耦合腔傳遞至待測試麥克風陣列；
[0021]采集并分析待測試麥克風陣列中各陣元接收到的聲信號，得到測試結果。
[0022]可選地，所述利用至少一級耦合器耦合待測試麥克風陣列和聲源器件包括:
[0023]將耦合器的一端面與待測試麥克風陣列密封耦合，將一端面的對向端面與所述聲源器件密封耦合，形成聲源耦合腔，使得所述聲源器件發出的聲信號以及待測試麥克風陣列耦合在該聲源耦合腔內。
[0024]可選地，利用至少一級耦合器耦合待測試麥克風陣列和聲源器件還包括:
[0025]所述利用至少一級耦合器耦合待測試麥克風陣列和聲源器件還包括:
[0026]利用第一級耦合器和第二級耦合器;并將所述第一級耦合器的一端面與所述聲源器件密封親合，第一級親合器的一端面的對向端面與第二級親合器的一端面親合，形成第一級聲源親合腔；
[0027]將第二級耦合器的一端面的對向端面與待測試麥克風陣列密封耦合形成第二級聲源耦合腔；
[0028]其中，將待測試麥克風陣列中的麥克風陣元放置在所述第二級聲源耦合腔內關于聲源軸線對稱的位置；
[0029]控制所述聲源器件發出的聲信號，先經過所述第一級聲源耦合腔，再經過所述第二級聲源耦合腔傳遞至待測試麥克風陣列中的麥克風陣元。
[0030]可選地，該方法包括:
[0031]根據聲源器件的形狀設計耦合器的形狀，使得耦合器形狀與所述聲源器件的形狀相適配。
[0032]可選地，該方法進一步包括:利用壓力裝置與待測試麥克風陣列接觸，并向所述待測試麥克風陣列施加壓力，以增強待測試麥克風陣列與耦合器的耦合。
[0033]本發明的有益效果是:本發明提供了一種麥克風測試裝置，該麥克風測試裝置包括至少一級耦合器，該耦合器將聲源和待測試麥克風耦合在獨立的剛性聲腔內，形成壓力場測試環境。利用壓力腔內聲壓各向同性的特點，檢測待測麥克風陣元的頻率響應和失真；通過將待測試麥克風放置在壓力腔內關于聲源對稱的位置，控制聲源到每個待測麥克風陣元的聲學路徑一致，保證測試得到的麥克風陣元間相位差能夠真實的反映陣元之間的差異，實現準確測試麥克風陣元的頻響、失真和陣元之間的相位差。并且，本發明的這種麥克風測試裝置占用空間小、有利于自動化生產線排布，操作簡單、測試效率高。本發明還提供了一種利用該麥克風測試裝置的測試方法，該測試方法由于利用本實施例的麥克風測試裝置，因而也具有重復性好，提高測試效率高，節約生產成本的效果。
【附圖說明】
[0034]圖1是本發明一個實施例的麥克風測試裝置的結構示意圖；
[0035]圖2a是本發明另一個實施例的麥克風測試裝置組裝前的結構示意圖；
[0036]圖2b是本發明另一個實施例的麥克風測試裝置組裝后的結構示意圖；
[0037]圖3a是本發明又一個實施例的麥克風測試裝置的組裝前的結構示意圖；
[0038]圖3b是本發明又一個實施例的麥克風測試裝置的組裝后的結構示意圖；
[0039]圖4是本發明一個實施例的麥克風測試方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0040]本發明的核心思想是:利用壓力場測試頻率響應穩定性好、信噪比高的特點，設計一種能夠進行壓力場測試的耦合器，用來耦合待測試麥克風和聲源器件形成聲源耦合腔。并且通過設計待測試麥克風在壓力腔內關于聲源軸線對稱，可以控制聲源到每個待測麥克風陣元的聲學路徑一致，保證測試得到的麥克風陣元間相位差能夠真實的反映陣元之間的差異，從而準確地測試麥克風陣元的頻響、失真和陣元之間的相位差。
[0041 ] 實施例一
[0042]圖1是本發明一個實施例的麥克風測試裝置的結構示意圖，參見圖1，該麥克風測試裝置包括:聲源器件11以及至少一級耦合器10;
[0043]至少一級耦合器10，用于耦合聲源器件11和待測試麥克風12，形成聲源耦合腔13;其中，待測試麥克風12放置在聲源耦合腔13內關于聲源軸線(即圖1中虛線所示)對稱的位置；
[0044]聲源器件11發出的聲信號，經過聲源耦合腔13傳遞至待測試麥克風12。
[0045]如圖1所示，耦合器10的級數為一級，該耦合器10的一端面與待測試麥克風12密封耦合，該一端面的對向端面與聲源器件11密封耦合，形成聲源耦合腔13，使得聲源器件11發出的聲信號以及待測試麥克風12耦合在該聲源耦合腔13內。
[0046]這里的聲源器件11包括:聲源外殼和電聲轉換器110;圖1中聲源器件11還包括功率放大器111，功率放大器111可以安裝在聲源外殼內，也可以是外置的。
[0047]實際測試時，聲源器件11可以使用現有技術的廣泛應用的仿真嘴產品，并且選擇一個高性能的揚聲器(loudspeaker)作為電聲轉換器件110，在極小功率的應用場景中也可以使用受話器(receiver)作為電聲轉換器件110。實際應用中可以根據需要進行選擇，對此不作限制。
[0048]圖1所示的測試裝置的工作過程為:使用圖1測試裝置進行麥克風測試，測試軟件饋給聲源器件測試電信號，聲源器件發出聲信號，在聲源耦合腔里面形成一個穩定的各向同性的壓力場聲信號，聲信號傳遞到待測的各個待測試麥克風處，各個待測試麥克風采集到聲音信號后，傳遞給測試電腦，得到錄音文件，分析錄音文件可以得到各個麥克風陣元的頻響、失真和陣元之間相位差信息。
[0049]需要說明的是，本實施例的這種麥克風測試裝置既可以用來測試麥克風陣列也可以用來測試麥克風單體，對此并不做限制。只要待測試麥克風放置在關于聲源軸線對稱的位置。例如，測試麥克風單體時，將該麥克風單體放置在聲源軸線正對的位置。
[0050]實施例二
[0051]圖2a是本發明另一個實施例的麥克風測試裝置組裝前的結構示意圖，圖2b是本發明另一個實施例的麥克風測試裝置組裝后的結構示意圖，以下結合圖2a和圖2b對本發明一個實施例的這種麥克風測試裝置進行具體說明。
[0052]參見圖2a和圖2b，示出了一級耦合器20，聲源器件22以及包含四個麥克風陣元(見圖2b示出的MIC1&2，MIC3&4)的待測試麥克風陣列21。麥克風陣列21中的四個麥克風陣元(MIC1&2，MIC3&4)和聲源軸線(參見圖2b中的虛線)之間不全部對稱。通過耦合器20將待測試麥克風陣列21中的麥克風陣元進行分組，使得每一組內的麥克風陣元的位置都滿足關于聲源軸線對稱的條件。
[0053]本實施例中，通過耦合器20把麥克風陣元分組，每一組的麥克風陣元都位于關于聲源軸線對稱的位置。這樣實際測試過程中，可以調整耦合器20和聲源器件22的結合。具體的，如圖2b所示，先測試第一組陣元(MIC1&2)，然后再向右移動聲源器件22測試第二組陣元(MIC3&4)，對每一組分別進行測試，從而得到每一組內各個麥克風陣元的頻響、失真和陣元間相位差?目息。
[0054]參見圖2b，