用模拟同步信号快速检测发声体参数的方法及检测系统

摘要

本发明提出一种用模拟同步信号快速检测发声体参数的方法及检测系统，涉及发声体的连接检测、不确定时延情况下的响应信号提取和频响曲线、阻抗曲线、扬声器极性和测量距离等参数的检测。本发明的方法可自动检测夹具与被测发声体的连接状况，通过在采集信号中搜索同步信号对应的时刻，可计算出测试信号的响应起始位置，无时延准确地提取出响应信号，经过相对简单的运算可得到频响曲线、阻抗曲线、扬声器极性和测量距离等。本发明的检测系统包括由计算机、测量功放、电流传感器、传声器、消音箱或仿真耳、声卡和夹具，计算机内设有分析软件，声卡可内置或外置。本发明检测发声体参数快速准确，十分适合发声体参数的检测，特别适合在生产线使用。

主权项

一种用模拟同步信号快速检测发声体参数的方法，其特征在于该种方法至少包括以下步骤：步骤1、用户通过设置模块(10)输入测试参数，测试参数至少包括测试电压幅度U、对数扫频信号长度TT；步骤2、对数扫频信号生成模块(11)根据步骤1中输入的测试参数生成对数扫频信号；步骤3、夹具检测信号生成模块(14)根据步骤1中输入的测试参数生成夹具检测信号，发送到声卡录音放音模块(12)；步骤4、进行发声体连接检测，其检测过程为：声卡录音放音模块(12)将收到的夹具检测信号循环地发送到环形缓冲区模块(15)，之后控制声卡(2)开始播放夹具检测信号并录音；声卡(2)录放音过程中，当夹具(5)与被测发声体(6)接触，被测发声体(6)发出的声音由传声器(7)转换为电信号输入声卡通道I，流过被测发声体(6)的电流由电流传感器(4)检测后输入声卡通道II；声卡通道I和通道II的信号经声卡A/D转换得到原始采集信号，存入环形缓冲区模块(15)中；声卡录音放音模块(12)实时对环形缓冲区模块(15)中存储的电流信号的结果进行如下判断：若检出电流信号的峰值IP大于短路门限ICL，则停止测试并给出故障提示；检出电流信号的峰值IP连续3次大于检出电流门限IDL，且每次测得峰值与上一个峰值之差ΔIP均小于接触差异门限ISL，进行步骤5；否则重复步骤4，继续检测夹具(5)是否可靠接触；步骤5、进行频响和阻抗曲线测量，其测量过程为：声卡录音放音模块(12)在对数扫频信号前加入一个周期的夹具检测信号作为同步信号，而后将带同步信号的对数扫频信号发送到环形缓冲区模块(15)，令声卡(2)开始播放和录音；播放和录音过程中，带同步信号的对数扫频信号被声卡(2)的D/A转换器转换为模拟信号，输出至被测发声体(6)；发声体(6)发出的声音由传声器(7)转换为电信号输入声卡通道I，流过被测发声体(6)的电流由电流传感器(4)检测后输入声卡通道II；声卡通道I和通道II的信号经声卡A/D转换得到原始采集信号，存入环形缓冲区模块(15)中；播放结束后，声卡录音放音模块(12)停止声卡录音；步骤6、声卡录音放音模块(12)将环形缓冲区模块(15)中的原始采集信号按通道分为电流信号和声压信号，送入数据分析及显示模块(13)；步骤7、数据分析及显示模块(13)根据电流信号和声压信号得到响应信号起始时间、发声体极性，计算出测量距离，具体为：响应信号起始时间寻找第一个大于电流门限IDL的值，并找到局部的峰值对应的时间tP，tP即为同步信号激励下被测发声体(6)的电流响应峰值时间，因此tP‑π/2w为同步信号电流响应的起始时间，此时间加上一个夹具测试信号周期即为响应信号起始时间tS，用下式所示：tS＝tP‑π/2w+TC发声体极性根据声压信号判定扬声器的极性，ts‑TC至ts时刻内声压信号最大值记为 SM，对应时刻记为tM若SM与参考发声体测得SM的符号相同，则他们的极性一致，若符号不同则极性相反；w为脉冲的角频率；测量距离根据tM和tP可以计算出传声器与被测发声体(6)间的距离，即测量距离x，若声速为c，有x＝c(tM‑tP)；步骤8、数据分析及显示模块(13)丢弃电流信号和声压信号在tS时刻前采集到的信号，得到无时延的电流响应信号和声压响应信号；步骤9、在数据分析及显示模块(13)中对电流响应信号和声压响应信号进行傅里叶变换，计算出阻抗曲线和频响曲线，从计算机显示器显示出测量结果；阻抗曲线的运算为：对数扫频信号的傅里叶变换除以电流响应信号的傅里叶变换的模值为阻抗曲线；频响曲线的运算为：声压响应信号的傅里叶变换号除以对数扫频信号的傅里叶变换的模值为频响曲线。