专利名称：声音接口的测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种声音接口的测试装置，特别涉及一种声音接口信噪比 的测试装置。
背景技术：
现在个人计算机已经是一项不可或缺的配备，其功用也不再是单纯的文书 处理，同时也提供使用者上网、听音乐等娱乐。声音接口就成为了非常重要的 配备，因为声音接口负责了所有声音方面的功能。除了用于声音输出的功用， 例如音乐、影片拨放等，也被应用于声音输入，例如网络语音、声音录制等。
现有的声音接口的测试装置为将声音接口装置于个人计算机中，通过音
源线(Audio Line)或其它可传递声音的线材，将声音接口中的线路输入(Line In、 Microphone)孔与线路输出(Line Out)孔相连接。其中线路输出为放音 源，线路输入为录音源。进行测试时，利用程序将录放音的音量设置为固定值。 然后由放音源播放一系列频率的正弦波(频率从20Hz至20KHz)，录音源同 时进行录制正弦波。利用傅立叶转换(Fourier Transform)将录音源所录制的 正弦波转换为频域数据。计算信噪比(SNR , Signal to Noise Ratio)并将信噪 比与期望值做比较。若是信噪比低于期望值代表声音接口在音效处理上不是很 好，若是信噪比高于期望值代表声音接口在音效处理上有很好的表现。
声音接口是针对对使用者有用的音源进行处理，并抑制对使用者没有用的 噪声(Noise)。因此，可以利用信噪比的值当作是对声音接口抑制杂音能力 的一个判断标准。信噪比的计算公式如下
SNR= 10*lg(Ps/Pn)
其中，Ps为信号的功率，Pn为噪声功率。
然而，现有的声音接口的测试装置具有以下的问题。第一，如果录音源本 身就存在着较大的背景噪音(计算机内部不同组件的电磁干扰产生)或者质量 不良(录音源本身不同声道具有漏音或断线等问题)，对最终测试结果的正确性有所影响。第二，如果待测试频率的声道过多(例如5.1声道或7.1声道)， 在人为操作上需要频繁地更换声道线路，容易使得声音接口的接口端产生松 动，并产生不必要的噪声。
发明内容
鉴于以上的问题，本实用新型提供一种声音接口的测试装置。以改进现有 的声音接口的测试过程中，录音源本身就存在较大的背景噪音或者质量不良， 及因声道过多而必须人为频繁地更换声道线路，使得声音接口的接口端松动且 产生不必要的噪声，而影响到测试结果的正确性。
本实用新型所揭露的声音接口的测试装置，用以检测电子数据处理装置的 声音接口抑制杂音的能力。其中，声音接口包括音源输出端与音源输入端。
本实用新型所揭露的声音接口的测试装置包括有控制模块与声音模块。其 中，声音模块包括声道切换模块与发声单元。声音模块电性连接至音源输出端 与音源输入端。控制模块电性连接至声音接口与声音模块。该测试装置处于第 一检测状态时，控制模块控制发声单元与音源输入端电性连接。该测试装置处 于第二检测状态时，控制模块控制声道切换模块电性连接至音源输出端与音源 输入端。
发声单元用以产生lKHz的正弦波，以检测音源输入端是否满足测试需 求。声道切换模块具有多个声道，用以将音源输出端所播放的声音传至音源输 入端。若是音源输出端的输出声道数少于或相等于音源输入端的输入声道数 时，控制模块控制声道切换模块使音源输入端能够一次完成接收此声音。若是 音源输出端的输出声道数多于音源输入端的输入声道数时，由控制模块的控 制，使音源输入端逐次接收相对应的声道数，直到全部接收完音源输出端的输 出声道数。
本实用新型的功效在于，利用控制模块根据不同状态切换声音模块的设 定。于第一检测状态时，控制模块切换设定至声音模块的发声单元，以检测音 源输入端本身是否有背景噪音或者质量不良等噪声。于第二检测状态时，控制
模块切换设定至声音模块的声道切换模块，使音源输入端能够逐次地接收由音 源输出端所传送的音源声道，以避免外在因素影响到测试结果的正确性。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
图1为根据本实用新型的检测装置示意图2A为根据本实用新型的检测装置处于第一检测状态的示意图； 图2B为根据本实用新型的检测装置处于第二检测状态的示意图3A为根据本实用新型的声道切换模块运作的第一示意图；以及
图3B为根据本实用新型的声道切换模块运作的第二示意图。
其中，附图标记
110个人计算机
120声音界面
121音源输出端
1211第一输出声道
1212第二输出声道
122音源输入端
1221第一输入声道
210控制模块
220声音模块
221声道切换模块
2211第一路径
2212第二路径
222发声单元
310第一测试单元
320第二测试单元
具体实施方式
以下在实施方式中详细叙述本实用新型的详细特征以及优点，其内容足以 使任何本领域技术人员了解本实用新型的技术内容并据以实施，且根据本说明 书所揭露的内容、权利要求范围及附图，任何本领域技术人员可轻易地理解本 实用新型相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本实用新型的观点，但非以任何观点限制本实用新型的范畴。
根据本实用新型所揭露的声音接口的测试装置，可应用于电子数据处理装
置中的声音接口测试。此电子数据处理装置可为个人计算机(Personal Computer)、移动电话(Mobile Phone)、个人数字助理(Personal Digital Assistant, PDA)、智能型移动电话(PDAphone、 Smart phone) 、 口袋型计 算机(Pocket PC)或掌上型计算机(Hand-held PC)等具有发声及录音功能 的操作系统。声音接口可为声卡(Sound Card)，其可以为ISA接口、 PCI接 口或USB接口的任一。
请参阅图1，其为本实用新型揭露的声音接口的测试装置的较佳实施例示
意图。本实用新型揭露的声音接口的测试装置包括个人计算机iio、声音接口
120、控制模块210，以及声音模块220。其中，声音接口 120包括音源输出端 121及音源输入端122。声音模块220包括声道切换模块221及发声单元222。 发声单元222包括晶体震荡器(未图标)。
声音接口 120安装于个人计算机110之中。控制模块210电性连接至声音 接口 120与声音模块220。声音模块220电性连接至音源输出端121与音源输 入端122。
声音接口 120用来处理个人计算机110有关声音的装置。音源输出端121 用来播放一系列的正弦波(频率从20Hz至20KHz)作为测试音频。发声单元 222用来播放lKHz的正弦波。音源输入端122用来录制由音源输出端121所 播放的测试音频或发声单元222所播放的lKHz的正弦波，且录制时间为一个 采样周期。声道切换模块221用来传递由音源输出端121所播放的测试音频至 音源输入端122。
控制模块210用来切换声音模块220的设定。当测试装置处于第一检测状 态时，控制模块210切断声道切换模块221与音源输出端121及音源输入端 122的电性连接，并控制发声单元222与音源输入端122电性连接。当测试装 置处于第二检测状态时，控制模块210切断发声单元222与音源输入端122 的电性连接，并控制声道切换模块221电性连接至音源输出端121与音源输入 端122。当音源输入端122的输入声道数少于音源输出端121的输出声道数时， 由控制模块210的控制，使声道切换模块221的声道与音源输出端121的输出 声道连接，接着依序传至音源输入端122的输入声道。致使音源输入端122逐次接收相对应的声道数，直到全部接收完音源输出端121的输出声道数。
在本实施例中的发声单元222不限定播放lKHz的正弦波，其可以为其它 频率波形的信号，其产生方式可由晶体震荡器加配套电路或其它程序产生。音 源输出端121播放的测试音频不限定为一系列的正弦波(频率从20Hz至 20KHz)，其可以为其它频率波形的信号或一段已录制的音乐。录音时间不限 定为一个采样周期，其可以为其它时间周期。
其中，正弦波的产生，可以由程序利用正余弦转换产生。亦可借助第三方 工具录一段正弦波，然后再由发声单元222或音源输出端122拨放。若是由程 序产生正弦波，可以参考如下的公式
x[n] = x[n一l]氺cos(dt) _ y[n一l]氺sin(dt)
y[n] 二 x[n一l]氺sin(dt) + y[n一l]氺cos (dt)
其中，dt为波形弧度(频率相关)。
请继续参阅图2A，其为本实用新型处于第一检测状态的运作示意图。首 先，利用控制模块210切断声道切换模块221与音源输入端122的电性连接， 并控制发声单元222电性连接至音源输入端122。发声单元222产生lKHz的 正弦波并传送至音源输入端122。音源输入端122接收lKHz的正弦波时，同 时录制此lKHz的正弦波。接着，利用第一测试单元310将录制的lKHz的正弦 波进行信噪比分析，以判断音源输入端的音频处理效果。第一测试单元310 可为程序，亦可为固件。第一测试单元310将此lKHz的正弦波转换为频域数 据，转换方法为傅立叶转换。得到此正弦波的频域数据后，即对此频域数据的 lKHz处进行信噪比的计算。计算出的信噪比若低于60dB (在此实施例设定值 为60dB，使用者可以依对音质的要求而设定为其它值)，代表音源输入端122 本身就存在着较大的背景噪音(不同组件的电磁干扰产生)或者质量不良(具 有漏音或断线等问题)等噪声，对第二检测状态的正确性会有所影响。若信噪 比高于60dB，代表音源输入端122够满足要求，不会影响到接下来的第二检 测状态的正确性。
请继续参阅图2B，其为本实用新型处于第二检测状态的运作示意图。首 先，利用控制模块210切断发声单元222与音源输入端122电性连接，并控制 声道切换模块221电性连接至音源输入端122。音源输出端121产生20Hz正 弦波的测试音频并通过声道切换模块221传送至音源输入端122。音源输入端122接收20Hz正弦波的测试音频时，同时录制此测试音频，录音时间为1个 采样周期。接着，利用第二测试单元320将录制的20Hz的正弦波进行信噪比 分析，以判断音源输出端的音频处理效果。第二测试单元320可为程序，亦可 为韧体。第二测试单元320将此20Hz正弦波的测试音频转换为频域数据，转 换方法为傅立叶转换。得到此20Hz正弦波的测试音频的频域数据后，即对此 频率的频域数据进行信噪比的计算。计算出的信噪比若低于60dB，代表声音 输出端121对此20Hz的频率处理效果不够好。若是高于60dB，代表声音输出 端121对20Hz的频率处理效果能够满足需求。重复播放至一系列的正弦波皆 检测完毕，即可得到声音输出端121抑制不同频率的杂音能力。
请继续参阅图3A及图3B，其为音源输出端121传递双声道(第一输出声 道1211及第二输出声道1212)的测试音频，而音源输入端122只具有单声道 (第一输入声道1221)时，本实用新型的声道切换模块221 (具有多个声道， 只标示出第一路径2211、第二路径2212)的运作实施例示意图。第一输出声 道1211及第二输出声道1212同时传递测试音频至声道切换模块221时，控制 模块210 (未图标)先控制声道切换模块221的第一路径2211与第一输入声 道1221电性连接(如图3A所示)。当第一输入声道1221录制完第一输出声 道1211的测试音频后，控制模块210 (未图标)切断第一路径2211与第一输 入声道1221的电性连接，并控制第二路径2212与第一输入声道1221电性连 接(如图3B所示)，以进行第二输出声道1212所播放的测试音频录制。
在本实施例中的音源输出端121不限定为双声道，亦可为单声道或多声 道。音源输入端122不限定为单声道，亦可为多声道。
举例来说，当音源输出端121为多声道(为方便说明，此以第一输出声道、 第二输出声道、第三输出声道和第四输出声道为例)，而音源输入端122为双 声道(为方便说明，以下分别称为第一输入声道和第二输入声道)时，声道切 换模块221先将音源输出端121的第一输出声道和第二输出声道分别与音源输 入端122的第一输入声道和第二输入声道电性连接，使音源输入端122录制来 自第一输出声道和第二输出声道的音频。当音源输入端122录制完来自第一输 出声道和第二输出声道的音频后，断开此两声道与音源输入端122的双声道的 电性连接。再利用声道切换模块221将音源输出端121的第三输出声道和第四 输出声道分别与音源输入端122的第一输入声道和第二输入声道电性连接，使音源输入端122录制自第三输出声道和第四输出声道的音频。于录制完成后， 再断开此两声道与音源输入端122的双声道的电性连接。当音源输出端121 为四声道以上时，则依据上述运作模式直至声音输入端122依序录制完音源输 出端121的所有声道数。
本实用新型的功效在于，利用控制模块根据不同状态切换声音模块的设 定。于第一检测状态时，利用声音模块的发声单元以检测音源输入端本身是否 有背景噪音或者质量不良等噪声。于第二检测状态时，利用声音模块的声道切 换模块，使音源输出端产生的音源声道能够逐次且自动地传送至音源输入端的 声道，以避免外在因素影响到测试结果的正确性。
当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其 实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改 变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保 护范围。
权利要求1、一种声音接口的测试装置，用以检测一声音接口，该声音接口包括一音源输出端及一音源输入端，其特征在于，该测试装置包括一声音模块，连接至该音源输出端与该音源输入端；以及一控制模块，用以根据一第一检测状态和一第二检测状态中的一控制该声音模块对该音源输出端与该音源输入端的连结设定，其中该第一检测状态是用以检测该音源输入端的噪声，该第二检测状态是用以检测该音源输出端的信噪比。
2、 根据权利要求l所述的声音接口的测试装置，其特征在于，该声音模 块包括一发声单元；以及一声道切换模块，连接至该控制模块，用以于该控制模块的控制下，于该 第一检测状态时，将该发声单元与该音源输入端电性连接，且于该第二检测状 态时，将该声道切换模块与该音源输入端电性连接。
3、 根据权利要求2所述的声音接口的测试装置，其特征在于，该发声单 元用以提供具有一既定频率波形的一信号，且于该第一检测状态时，将该信号 输出至该音源输入端。
4、 根据权利要求3所述的声音接口的测试装置，其特征在于，该发声单元包括一晶体震荡器。
5、 根据权利要求3所述的声音接口的测试装置，其特征在于，该既定频 率波形为1千赫兹的正弦波。
6、 根据权利要求l所述的声音接口的测试装置，其特征在于，该音源输 出端具有至少一输出声道，该音源输入端具有至少一输入声道，且于该第二检测状态时，该控制模块控制该声道切换模块将该输入声道一对一与该输出声道 电性连接，致使每一该输入声道能够通过该声道切换模块接收所连接的该输出 声道所传递的一测试音频。
7、 根据权利要求6所述的声音接口的测试装置，其特征在于，当该输出 声道的数量多于该输入声道时，该控制模块控制该声道切换模块依序批次切换 将该输入声道与该输出声道的电性连结，致使所有该输出声道传递该测试音频给该输入声道中之一。
8、 根据权利要求l所述的声音接口的测试装置，其特征在于，该音源输 出端具有至少一输出声道，该音源输入端具有至少一输入声道，且于该第二检 测状态时，该控制模块控制该声道切换模块依序将每一该输出声道单独与该输 入声道中之一 电性连接，致使每一该输出声道所输出的一测试音频经由该声道 切换模块由该输入声道中之一接收。
9、 根据权利要求l所述的声音接口的测试装置，其特征在于，还包括 一第一测试单元，用以于该第一检测状态时，计算该音源输入端所接收到的一既定频率的一信号的信噪比以判断该音源输入端的音频处理效果；以及一第二测试单元，用以于该第二检测状态时，计算该音源输入端所接收到 来自该音源输出端的至少一测试音频的信噪比以判断该音源输出端的音频处 理效果。
专利摘要一种声音接口的测试装置，用以检测声音接口抑制杂音的能力。声音接口包括音源输出端与音源输入端。测试装置包括控制模块与声音模块，且声音模块包括声道切换模块与发声单元。发声单元先提供正弦波来检测音源输入端的质量，若是信噪比低于期望值，代表音源输入端本身即有问题，会影响到声音接口测试结果的正确性。若是信噪比高于期望值，再提供一系列频率的正弦波来检测声音接口抑制杂音的能力。
文档编号G06F11/22GK201233594SQ20082012669
公开日2009年5月6日 申请日期2008年7月17日 优先权日2008年7月17日
发明者周宏亮, 王顶卓, 陈玄同 申请人:英业达股份有限公司