壓差麥克風測試系統及測試方法

專利名稱：壓差麥克風測試系統及測試方法
壓差麥克風測試系統及測試方法
技術領域：
本發明涉及一種壓差麥克風測試系統及測試方法，尤其涉及一種用于測試壓差麥 克風的行波管測試系統及其測試方法。
背景技術：
近年來移動通信技術已經得到快速發展。消費者越來越多地使用移動通信設備， 對移動通訊設備的要求已不僅滿足于能夠通話，而且要能夠提供高質量的通話效果。尤其 是移動多媒體技術的發展，移動電話的通話質量更顯重要。壓差麥克風作為移動電話的換 能器之一，其性能的好壞直接影響通話質量。因此在壓差麥克風使用前對其性能進行測試 是非常重要的。壓差麥克風測試原理是使壓差麥克風的振膜兩面受聲，從而使壓差麥克風對壓強 差產生響應。相關的壓差麥克風測試系統是在消聲室內的自由場內對壓差麥克風進行測試 的，而且必須保證測試時設有一定的測試距離，測試距離大于lm。然而這種測試系統不適用 于產線上的大批量測試。因此，有必要提供一種新的壓差麥克風測試系統解決上述問題。
發明內容本發明需解決的技術問題是提供一種能適用于產線上大批量測試且測試精度高 的壓差麥克風測試系統。根據上述的技術問題，設計了一種壓差麥克風測試系統，其目的是這樣實現的一 種壓差麥克風測試系統，包括聲源和與所述聲源相隔一定距離的監測麥克風和待測壓差麥 克風。其中，所述壓差麥克風測試系統還包括內壁光滑的行波管，所述行波管一端與所述聲 源對接、另一端設有吸聲尖劈，所述吸聲尖劈內設有吸音材料。所述監測麥克風和待測壓差 麥克風插入于行波管內，所述聲源發出的聲壓通過行波管到達所述監測麥克風和所述待測 壓差麥克風。優選的，所述行波管設有管壁，所述管壁上設有若干貫穿所述管壁的測試孔，所述 監測麥克風和所述待測壓差麥克風由所述測試孔插入于所述行波管內。優選的，所述行波管用有機玻璃材料制成，其截面呈正方形。優選的，所述監測麥克風與所述吸聲尖劈距離一個吸聲尖劈的長度。優選的，所述聲源為全頻帶揚聲器，所述監測麥克風為壓強型的標準1/2寸麥克 風。優選的，所述壓差麥克風測試系統還設有耦合腔，所述行波管通過接通所述耦合 腔與所述聲源對接，所述耦合腔與所述聲源對接的一端其截面形狀和所述聲源形狀一致、 與所述行波管接通的一端其截面形狀和所述行波管的形狀一致。優選的，所述測試孔包括若干用于測試待測壓差麥克風的第一測試孔和與所述第 一測試孔不在同一平面的第二測試孔，所述監測麥克風由所述第二測試孔插入于所述行波
4管內。優選的，所述第一測試孔為圓臺狀，其設有3個且等距離相隔。本發明還提供了一種基于上述壓差麥克風測試系統的測試方法，其特征在于該 方法包括如下步驟提供一聲源，所述聲源為全頻帶揚聲器；提供一監測麥克風，其與所述聲源相隔一定距離；提供一行波管，其一端與所述聲源相連、另一端設有吸音尖劈，所述吸音尖劈內設 有吸音材料，所述行波管上設有若干第一測試孔和與所述第一測試孔不在同一平面的第二 測試孔，所述第一測試孔包括第一測試孔甲、第一測試孔乙和第一測試孔丙；提供若干待測壓差麥克風；提供音頻分析儀，其分別連接于所述聲源、監測麥克風和待測壓差麥克風；將所述監測麥克風和所述待測壓差麥克風分別由第二測試孔和第一測試孔甲插 入于行所述波管內，將未插入待測麥克風的所述第一測試孔乙和所述第一測試孔丙密封， 再將所述聲源發出的聲壓通過所述行波管到所述監測麥克風和所述待測壓差麥克風，通過 音頻分析儀分析測試結果；同理，將所述待測壓差麥克風換到第一測試孔乙或第一測試孔丙進行測試，分析 比較測試結果，以待測壓差麥克風的測試值最接近所需理論值的位置確定為最優的測試位置。優選的，所述待測壓差麥克風進行工裝，使其上部設置為柱形桿，中部為與所述第 一測試孔相配合的圓臺狀塞子，下部為一細桿固定所述待測壓差麥克風。與相關技術相比，本發明的壓差麥克風測試系統能用于產線上的大批量測試且測
試精度尚。

圖1為本發明壓差麥克風測試系統的立體結構圖。圖2為圖1中沿A-A線部分剖示圖。圖3為本發明壓差麥克風測試系統使用時的結構圖，其已與音頻分析儀連接。圖4為本發明的待測壓差麥克風的工裝結構圖。
具體實施方式下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步說明。如圖1-3所示，一種壓差麥克風測試系統1，包括聲源5和與聲源5相隔一定距離 的監測麥克風6和待測壓差麥克風7。其中，壓差麥克風測試系統1還包括內壁光滑的行波 管3，行波管3 —端與聲源5對接、另一端設有圓錐形吸聲尖劈2。吸聲尖劈2的長度由聲 波的低頻截止頻率決定。吸聲尖劈2內設有吸音材料。監測麥克風6和待測壓差麥克風7 插入于行波管3內，聲源5發出的聲壓通過行波管3到達所述監測麥克風6和待測壓差麥 克風7。本實施方式中，行波管3設有管壁33，管壁33上設有若干貫穿管壁33的測試孔 (未標號)，監測麥克風6和待測壓差麥克風7由測試孔插入于行波管3內。具體的，測試孔包括若干用于測試待測壓差麥克風7的第一測試孔31和與第一測試孔31不在同一平面 的第二測試孔32，待測壓差麥克風7由第一測試孔31插入于行波管3內，監測麥克風6由 第二測試孔32插入于行波管3內。優選的，第一測試孔31設有3個且等距離相隔，其形狀 為圓臺狀，這種設置會有較好的測試比較效果。當然，第一測試孔還可以設為其它數量，其 之間的距離也不一定要等距。在本發明中，所謂圓臺狀是指在圓錐體的基礎上去掉尖端，使 其上表面的面積小于下表面的面積。行波管3的內壁光滑是為了防止管壁33的粘滯阻尼對聲波造成衰減，從而減少測 試誤差。為了使得行波管3的制作加工方便，行波管3采用有機玻璃材料制成截面為正方 形的有機玻璃管。當然，行波管也可以用其它材料制成，其截面也可以是長方形、圓形或其 它形狀，這都是可行的。具體的，本實施方式以測試頻帶范圍200Ηζ-5000Ηζ為例進行說明，其實這只是壓 差麥克風正常的工作頻帶范圍，超出此頻帶范圍也是可行的。行波管3的管壁33設有一定 厚度，其目的是可以更好的保證行波管3的隔聲效果，防止外界噪聲干擾。綜合考慮隔聲效 果和加工成本等因素，行波管3的厚度設為1cm，其它厚度也是可以的。為了測試所需的條件，行波管3中聲波設計為平面波，從而可近似為將待測麥克 風置于無限遠自由場中，這樣可以滿足測試所需的條件。而行波管3中除了平面波外，也有 可能有高次模式波。對應一對下標值(m，n)存在一個簡正模式，稱為第(m，n)次簡正模式。 僅當f > fffl 時高次波才存在，其中，f為聲波頻率，fmn稱為第(m，η)模式的簡正頻率 f -cO
mn 2 , M
2
,(m, η=1, 2,…)(1 )其中，C0是聲速，lx、Iy分別為行波管3截面的長和寬。為保證行波管3中只有平 面波，沒有高次模式波，聲波頻率必須小于管子的截止頻率，即0 = f00 < f < min (f10 f01)( 2 )
xy其中，^為平面波頻率，f為聲波頻率，Ixy為行波管內徑。因為截面為正方形行 波管，則Ix = Iy = Ixy,因此當滿足公式⑵時，只有fM頻率波存在，即平面波。聲波的高頻臨界值主要決定行波管的粗細，值越高管子越細，管壁衰減增大，同時 加工難度增大。當fh = 5kHz, Ix = Iy = Ixy時，結合公式(1)和(2)可得Ixy < 0. 0343m, 即需滿足行波管3的內徑小于3. 43cm。其實，若高頻臨界值不同，所得出的Ixy值也是不同 的，但原理一樣。因此，根據測試頻率范圍計算，本實施方式把行波管3的內徑設為3cm。實際上滿 足行波管的內徑小于3. 43cm都是可行的。當行波管3的內徑設為3cm時，滿足聲波頻率小 于行波管3的截止頻率，這樣可以保證行波管3中只有平面波，沒有高次諧波，進而增加了 測試的準確度。聲源5選用頻響曲線平直，失真小的全頻帶揚聲器。因為全頻帶揚聲器能夠較容 易的提供聲壓級波動小于0.2dB，失真小于的聲場，這樣的聲場中測試精度更高。而且 在不同的頻帶中全頻帶揚聲器也可以較容易的提供滿足所需頻率的聲場。當然，聲源5也 可以用其它揚聲器或傳聲器等。所述監測麥克風6為壓強型的標準1/2寸麥克風，用于監測聲源5的聲壓級和總諧波失真率，校準聲源5的聲場。其實，使用標準麥克風作為監測麥 克風6是為了更好的提高測試精度，其尺寸是根據本實施方式具體實例設置，在其它實施 方式中原理相同，其尺寸并非一定為1/2寸。聲波的低頻臨界值主要決定吸聲尖劈2的長度。當低頻fl = 200Hz時，吸聲尖劈
2的長度1 = 1 , λ是聲波波長，λ = g。故可得出Ia = 0. 43m。為了減少臨界值處的測試 a 4f
誤差，本實施方式中設置的吸聲尖劈2長度為50cm。當然，并非其長度一定設為50cm。吸聲尖劈2不能達到100%吸收聲波，其前端必定存在對聲波的反射，反射波會與 聲源5的聲波相互干涉從而使聲場不均勻、進而使得監測麥克風6對聲場的反饋不準確。因 此，監測麥克風6與吸聲尖劈2距離一個吸聲尖劈2的長度，這樣可以減反射波對聲場的影 響。由于待測壓差麥克風7存在近場效應，其靈敏度隨距離變化而變化，從而引起測 試誤差。應當盡量減小近場效應引起的測試誤差，需將聲源與待測麥克風相隔距離設為遠
場范圍，遠場條件為k · r >> 1，其中k是波數，k=^~，r是待測壓差麥克風7距離聲源5
lO
的軸向距離，根據這個遠場條件計算得到r >> 0. 27m。本實施方式中設置r為40cm，這也 只是在滿足條件后隨機設置的距離。具體的，第一測試孔乙31b與待測壓差麥克風7距離 40cm。另外，本實施方式在第一測試孔乙31b的兩邊還分別開設有第一測試孔甲31a和 第一測試孔丙31c。這樣在同樣條件下可以對測試結果做出比較，進一步減小測試誤差。當 然還可以設置更多第一測試孔31。優選的，第一測試孔甲31a、第一測試孔乙31b和第一測 試孔丙31c之間等距間隔，相距20cm。由于吸聲尖劈2、第一測試孔31等部件的設置，具體的，行波管3的設置長度不小 于140cm。當然，吸聲尖劈2、第一測試孔31等部件設置不同，其行波管的長度也是變化的，
但原理都是一樣。壓差麥克風測試系統1還設有耦合腔4，行波管3通過接通耦合腔4與聲源5對 接，耦合腔4與聲源5對接的一端其截面形狀和聲源5的形狀一致、與所述行波管3接通的 一端其截面形狀和所述行波管3的形狀一致。比如，本實施方式中聲源5選用長方形的全 頻帶揚聲器，行波管3為截面呈正方形，則耦合腔4與聲源5對接的一端其截面為長方形、 與行波管3接通的一端其截面為正方形。耦合腔4的截面連續變化，由長方形逐漸過渡成 正方形，這樣可以減小聲波傳播過程中的壁面反射，使聲能透射系數達到最大，提高測試準 確度。如圖2-3所標，本發明還提供了一種基于上述壓差麥克風測試系統1的測試方法， 其特征在于該方法包括如下步驟提供一聲源5，聲源5為全頻帶揚聲器；提供一監測麥克風6，其與聲源5相隔一定距離；提供一行波管3，其一端與聲源5相連、另一端設有吸音尖劈2，吸音尖劈2內設有 吸音材料，行波管3上設有若干第一測試孔31和與第一測試孔31不在同一平面的第二測 試孔32。第一測試孔31包括第一測試孔甲31a、第一測試孔乙31b、第一測試孔丙31c。
提供若干待測壓差麥克風7 ；提供音頻分析儀8，其分別連接于聲源5、監測麥克風6和待測壓差麥克風7 ；將監測麥克風6和工裝好的待測壓差麥克風7分別由第二測試孔32和第一測試 孔甲31a插入于行波管3內，將未插入待測麥克風7的第一測試孔乙31b和第一測試孔丙 31c密封。再將聲源5發出的聲壓通過行波管3到監測麥克風6和待測壓差麥克風7，通過 音頻分析儀8分析測試結果。同理，將待測壓差麥克風7換到第一測試孔乙31b或第一測 試孔丙31c進行測試，分析比較測試結果，以待測壓差麥克風7的測試值最接近所需理論值 的位置確定為最優的測試位置。為了測試更方便，測試精度更高，如圖4所示，將待測壓差麥克風7進行工裝，使工 裝上部設置直徑為1/2寸的柱形桿71，當然，其尺寸和形狀都可以根據需要設置不同。中部 為與第一測試孔31相配合的圓臺狀塞子72，這種結構的塞子密封效果更好。下部為一細桿 73固定待測壓差麥克風7。具體的，將工裝好的待測壓差麥克風7插入于行波管3中，使其 位于行波管3內中心位置并且使待測壓差麥克風7的振膜(未圖示)與行波管3的軸線垂 直，這樣可以保證聲波是以0度入射角作用到待測麥克風7的振膜上，減小測試失真度。與相關技術相比，本發明的壓差麥克風測試系統因其體積小使用方便，且不用在 消聲室中使用，能用于產線上的大批量測試且測試精度高。以上所述的僅是本發明的實施方式，在此應當指出，對于本領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出改進，但這些均屬于本發明的保護范圍。
權利要求
一種壓差麥克風測試系統，包括聲源和與所述聲源相隔一定距離的監測麥克風和待測壓差麥克風，其特征在于所述壓差麥克風測試系統還包括內壁光滑的行波管，所述行波管一端與所述聲源對接、另一端設有吸聲尖劈，所述吸聲尖劈內設有吸音材料，所述監測麥克風和待測壓差麥克風插入于行波管內，所述聲源發出的聲壓通過行波管到達所述監測麥克風和所述待測壓差麥克風。
2.根據權利要求1所述的壓差麥克風測試系統，其特征在于所述行波管設有管壁，所 述管壁上設有若干貫穿所述管壁的測試孔，所述監測麥克風和所述待測壓差麥克風由所述 測試孔插入于所述行波管內。
3.根據權利要求2所述的壓差麥克風測試系統，其特征在于所述行波管用有機玻璃 材料制成，其截面呈正方形。
4.根據權利要求3所述的壓差麥克風測試系統，其特征在于所述監測麥克風與所述 吸聲尖劈距離一個吸聲尖劈的長度。
5.根據權利要求4所述的壓差麥克風測試系統，其特征在于所述聲源為全頻帶揚聲 器，所述監測麥克風為壓強型的標準1/2寸麥克風。
6.根據權利要求5所述的壓差麥克風測試系統，其特征在于所述壓差麥克風測試系 統還設有耦合腔，所述行波管通過接通所述耦合腔與所述聲源對接，所述耦合腔與所述聲 源對接的一端其截面形狀和所述聲源形狀一致、與所述行波管接通的一端其截面形狀和所 述行波管的形狀一致。
7.根據權利要求6所述的壓差麥克風測試系統，其特征在于所述測試孔包括若干用 于測試待測壓差麥克風的第一測試孔和與所述第一測試孔不在同一平面的第二測試孔，所 述監測麥克風由所述第二測試孔插入于所述行波管內。
8.根據權利要求7所述的壓差麥克風測試系統，其特征在于所述第一測試孔為圓臺 狀，其設有3個且等距離相隔。
9.一種壓差麥克風的測試方法，其特征在于該方法包括如下步驟提供一聲源，所述聲源為全頻帶揚聲器；提供一監測麥克風，其與所述聲源相隔一定距離；提供一行波管，其一端與所述聲源相連、另一端設有吸音尖劈，所述吸音尖劈內設有吸 音材料，所述行波管上設有若干第一測試孔和與所述第一測試孔不在同一平面的第二測試 孔，所述第一測試孔包括第一測試孔甲、第一測試孔乙和第一測試孔丙；提供若干待測壓差麥克風；提供音頻分析儀，其分別連接于所述聲源、監測麥克風和待測壓差麥克風；將所述監測麥克風和所述待測壓差麥克風分別由第二測試孔和第一測試孔甲插入于 行所述波管內，將未插入待測麥克風的所述第一測試孔乙和所述第一測試孔丙密封，再將 所述聲源發出的聲壓通過所述行波管到所述監測麥克風和所述待測壓差麥克風，通過音頻 分析儀分析測試結果；同理，將所述待測壓差麥克風換到第一測試孔乙或第一測試孔丙進行測試，分析比較 測試結果，以待測壓差麥克風的測試值最接近所需理論值的位置確定為最優的測試位置。
10.根據權利要求9所述的壓差麥克風的測試方法，其特征在于所述待測壓差麥克風 進行工裝，使其上部設置為柱形桿，中部為與所述第一測試孔相配合的圓臺狀塞子，下部為一細桿固定所述待測壓差麥克風 。
全文摘要
本發明提供了一種壓差麥克風測試系統，包括聲源和與所述聲源相隔一定距離的監測麥克風和待測壓差麥克風。其中，所述壓差麥克風測試系統還包括內壁光滑的行波管，所述行波管一端與所述聲源對接、另一端設有吸聲尖劈，所述吸聲尖劈內設有吸音材料，所述監測麥克風和待測壓差麥克風插入于行波管內，所述聲源發出的聲壓通過行波管到達所述監測麥克風和所述待測壓差麥克風。本發明的壓差麥克風測試系統能用于產線上的大批量測試且測試精度高。
文檔編號H04R29/00GK101986723SQ20101052819
公開日2011年3月16日 申請日期2010年11月1日 優先權日2010年11月1日
發明者徐斌 申請人:瑞聲聲學科技(深圳)有限公司;瑞聲聲學科技(常州)有限公司