聽障骨傳導(dǎo)耳機(jī)產(chǎn)線測(cè)試系統(tǒng)研究

趙立燕

摘 要：聽障骨傳導(dǎo)耳機(jī)的測(cè)試通常在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，無法在生產(chǎn)線上進(jìn)行大批量測(cè)試，主要原因在于無法解決多套測(cè)試系統(tǒng)之間一致性的問題。針對(duì)此問題，文章研究了一套測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)把加速度傳感器作為校準(zhǔn)器件，利用加速度傳感器的出廠原始曲線基本一致這一特性，只要調(diào)節(jié)測(cè)試系統(tǒng)中得到的加速度曲線與出廠的曲線一致，就可認(rèn)為測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)果一致，從而解決多套測(cè)試系統(tǒng)之間的差異，便于測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)制，滿足生產(chǎn)線進(jìn)行批量測(cè)試需求。文章中設(shè)計(jì)的聽障骨傳導(dǎo)耳機(jī)測(cè)試系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)，頻率范圍可調(diào)，操作簡(jiǎn)單方便，有很高的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：加速度傳感器;聽障骨傳導(dǎo)耳機(jī);產(chǎn)線環(huán)境;控制系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TN643;TP334.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2021）04-018-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.04.009

目前，市場(chǎng)上骨傳導(dǎo)耳機(jī)的應(yīng)用越來越多，如無線藍(lán)牙耳機(jī)、水下通訊耳機(jī)、助聽器等，都有骨傳導(dǎo)耳機(jī)的應(yīng)用。但在產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)方面，因?yàn)闊o法解決測(cè)試系統(tǒng)之間一致性的問題，導(dǎo)致骨傳導(dǎo)耳機(jī)生產(chǎn)效率低下。企業(yè)在對(duì)骨傳導(dǎo)耳機(jī)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，生產(chǎn)線都是搭建一套測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，或者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室抽檢測(cè)試，（一般的產(chǎn)線聲學(xué)測(cè)試系統(tǒng)一致性要求：20Hz～10kHz頻段范圍，誤差在±0.5dB以內(nèi)）。而文章介紹的這套測(cè)試系統(tǒng)成功解決了測(cè)試系統(tǒng)一致性問題，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)線的批量測(cè)試[1]。

1 系統(tǒng)組成及工作原理

該系統(tǒng)主要由大理石臺(tái)面、振動(dòng)器、功放、聲卡、支持CCLD供電系統(tǒng)的調(diào)適放大器、測(cè)試工裝、加速度傳感器、線材等構(gòu)成。系統(tǒng)硬件方框圖如圖1所示。

大理石臺(tái)面用來保證調(diào)節(jié)振動(dòng)器的水平面和阻斷外界的干擾。測(cè)試骨傳導(dǎo)耳機(jī)時(shí)，外界的振動(dòng)干擾會(huì)影響到測(cè)試結(jié)果，所以大理石平臺(tái)的重量一般不小200kg。

工作過程：準(zhǔn)備檢查電路連接是否正常，測(cè)試工裝安裝到位，測(cè)試系統(tǒng)中各單元電路是否正常，大理石平臺(tái)水平校準(zhǔn)是否合格，如圖2所示。

電腦主機(jī)軟件安裝：主要有音頻分析軟件安裝是否正常，其他輔助測(cè)試軟件如掃槍軟件、聲卡驅(qū)動(dòng)軟件，測(cè)試軟件安裝，測(cè)試傳輸軟件等是否正常安裝。

加速度傳感器的輸入校準(zhǔn)：使用手持振動(dòng)源對(duì)加速度傳感器的輸入靈敏度進(jìn)行校準(zhǔn)，檢查加速度傳感器的輸入靈敏度是否與出廠規(guī)格書標(biāo)稱值一致，如圖3所示。

加速度傳感器的輸出校準(zhǔn)：先將被測(cè)試的產(chǎn)品放置在測(cè)試工裝上，作為配重就與實(shí)際生產(chǎn)測(cè)試環(huán)境一致。然后打開測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行第一次測(cè)試，測(cè)試軟件就會(huì)得到一條加速度傳感器測(cè)試曲線，這條曲線與加速度傳感器的出廠原始曲線有很大的差異，使用測(cè)試軟件對(duì)這條測(cè)試曲線取反，把取反后的曲線當(dāng)作功放端的輸入源;再次進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試軟件上得到加速度傳感器曲線就會(huì)與其出廠曲線一致。如果略有差異，可重復(fù)多次上述過程，直到得到符合要求的曲線。這樣，就完成了加速度傳感器的輸出校準(zhǔn)[2]。

測(cè)試系統(tǒng)重復(fù)性測(cè)試：為了驗(yàn)證測(cè)試系統(tǒng)的可靠性與一致性，選用3PCS實(shí)驗(yàn)提供的產(chǎn)品“金樣”在測(cè)試系統(tǒng)上進(jìn)行循環(huán)三次的重復(fù)性測(cè)試，測(cè)試結(jié)果符合產(chǎn)線要求后，就可證明重復(fù)性沒有問題。一般要求頻響曲線100Hz到3kHz誤差在±1dB，如圖4所示。

多套測(cè)試系統(tǒng)的一致性：在實(shí)際生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)線為了提高產(chǎn)能需要多套測(cè)試系統(tǒng)，所以要解決多套測(cè)試的一致性。首先，要按照加速度傳感器的輸入標(biāo)準(zhǔn)與輸出校準(zhǔn)對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。其次，要使用實(shí)驗(yàn)室提供的產(chǎn)品“金樣”對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)的驗(yàn)證[3]。

2 系統(tǒng)性能指標(biāo)

該測(cè)試系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)如下：

測(cè)試頻段：10kHz～20kHz;

帶負(fù)載能力：<2000g;

測(cè)試精度：+0.5dB全頻段（10kHz～12kHz），1dB（13kHz～20kHz）。

3 硬件設(shè)計(jì)

振動(dòng)臺(tái)：振動(dòng)臺(tái)采用B&K公司的4809振動(dòng)臺(tái)，此振動(dòng)臺(tái)的優(yōu)勢(shì)是帶負(fù)載能力大，頻率范圍寬工作頻率為10Hz～20kHz。

加速度傳感器：加速度傳感器采用B&K公司的4533B加速度傳感器，此傳感器的工作頻度寬從0.2Hz～12.8kHz，采用CCLD電源供電。

聲卡：聲卡選用fireface UCX的聲卡，原因是UCX聲卡在處理模擬信號(hào)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)問題。

適調(diào)放大器：選用BK公司的1704，此適調(diào)放大器能為CCLD傳感器提供CLD（恒流線驅(qū)動(dòng)）電源。其還有內(nèi)置的可再充電電池，可能同時(shí)處理兩路信號(hào)，滿足測(cè)試系統(tǒng)需求。

功率放大器：選用瑞森公司的PA3000，此功放設(shè)有普通av插口，卡儂插口，輸出功率在0～40dB可調(diào)節(jié)，滿足B&K公司4809振動(dòng)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)要求[4]。

4 軟件設(shè)計(jì)

此測(cè)試系統(tǒng)的軟件流程圖如圖5所示。

5 骨傳導(dǎo)耳機(jī)產(chǎn)線測(cè)試系統(tǒng)特點(diǎn)

此系統(tǒng)可以跟據(jù)客戶需要通過軟件調(diào)試測(cè)試頻率范圍。

測(cè)試精確高，各機(jī)臺(tái)之間在全頻段范圍誤差為±0～5dB。

測(cè)試系統(tǒng)工作穩(wěn)定性高，產(chǎn)線實(shí)際測(cè)試1萬次，復(fù)測(cè)率為1%以內(nèi)[5]。

6 結(jié)語

聽障骨傳導(dǎo)耳機(jī)產(chǎn)線測(cè)試系統(tǒng)能滿足產(chǎn)線環(huán)境下對(duì)骨傳導(dǎo)耳機(jī)的測(cè)試要求，其振動(dòng)控制核心為加速度傳感器，控制部分是以計(jì)算機(jī)為核心的音頻測(cè)試軟件。通過加速度傳感器的測(cè)試值與測(cè)試中測(cè)試設(shè)備的測(cè)試值之間的差值比較，判定測(cè)試設(shè)備是否達(dá)到產(chǎn)線測(cè)試要求。該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，振動(dòng)頻率控制精度高，穩(wěn)定性好，完全滿足產(chǎn)線環(huán)境下進(jìn)行骨傳導(dǎo)耳機(jī)測(cè)試的要求。

參考文獻(xiàn)

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