声学设备以及使用该声学设备的方法_2

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器73结合。移动调整器73可以沿由支撑部71支撑的声学设备I的垂直方向xl,并且沿按压声学设备I抵靠耳模型50的方向zl调整臂部72的移动,其中方向xl平行于与y轴正交的X轴,方向zl平行于与I轴和X轴正交的z轴。
[0062]由此,在由支撑部71支撑的声学设备I中,通过关于轴yl旋转支撑部71或通过沿zl方向旋转臂部72调整振动体对耳模型50的按压力。在本实施方式中,在ON至1N的范围内调整按压力。当然,除了轴yl以外,支撑部71也配置为关于其他轴线自由地旋转。
[0063]在此,范围是ON至1N的原因在于,允许测量与当人将电子设备紧贴耳朵(例如通话)时假定的推力相比足够宽的范围。ON的情况可以例如不仅包括与耳模型50接触而不紧贴的情况,也包括保持声学设备I以距离耳模型50每Icm为间隔,并在每个间隔距离测量的情况。该方法还允许通过传声器62测量距离引起的空气传导音的衰减程度,从而使得测量系统更方便。
[0064]另外,通过沿xl方向调整臂部72,声学设备I相对于耳模型50的接触姿势可以调整为使得例如,振动体几乎覆盖整个耳模型50、或使得振动体覆盖耳模型50的一部分(如图1所示)。此外,配置可以适于通过使得臂部72沿与y轴平行的方向可调整,或通过使得臂部72关于与X轴或z轴平行的轴线可旋转,从而允许相对于耳模型50来调整多种接触位置。此外,振动体不限于像面板这样的大幅覆盖耳朵的物体,例如具有只将振动传递至耳模型50的一部分(诸如耳屏)的突起或角部的声学设备也可以作为测量对象。
[0065]接着,描述图1中的测量部200的结构。图3是示出测量部200的结构的功能框图。在本实施方式中,测量单元200测量通过作为测量对象的声学设备I的振动经耳模型50传递的振动量和声压,即,人体振动音和空气传导音所合成的体感声压,并且包括灵敏度调整器300、信号处理器400、PC (个人计算机)500以及打印机600。
[0066]振动检测元件56和传声器62的输出供给至灵敏度调整器300。灵敏度调整器300包括调整振动检测元件56的输出振幅的可变增益放大电路301和调整传声器62的输出振幅的可变增益放大电路302。将与各电路对应的模拟输入信号的振幅手动或自动地独立调整至需要的振幅。因此,修正振动检测元件56的灵敏度及传声器62的灵敏度中的误差。注意可变增益放大电路301、302被配置为允许在例如±20dB的范围内调整输入信号的振幅。
[0067]灵敏度调整器300的输出被输入至信号处理器400。信号处理器400包括A/D转换器410、频率特性调整器420、相位调整器430、输出合成器440、频率分析器450、存储器460以及信号处理控制器470。A/D转换器410包括将可变增益放大电路301的输出转换成数字信号的A/D转换电路(A/D)411、和将可变增益放大电路302的输出转换成数字信号的A/D转换电路(A/D)412。因此,与每个电路对应的模拟输入信号转换成数字信号。此外,A/D转换电路411、412例如是16位以上,换算成动态范围可以支持96dB以上。另外,也可以配置A/D转换电路411、412使得动态范围可以改变。
[0068]A/D转换器410的输出供给至频率特性调整器420。频率特性调整器420包括调整来自振动检测元件56的检测信号的频率特性,即调整A/D转换电路411的输出的均衡器(EQ)421和调整来自传声器62的检测信号的频率特性,即调整A/D转换电路412的输出的均衡器(EQ) 422。然后,将各输入信号的频率特性手动或自动地独立调整为接近人体的听觉的频率特性。此外,均衡器421、422可以例如配置有多波段图像均衡器、低通滤波器、高通滤波器等。此外,均衡器(EQ)和A/D转换电路的排列顺序也可以颠倒。
[0069]频率特性调整器420的输出供给至相位调整器430。相位调整器430包括调整来自振动检测元件56的检测信号的相位,即调整均衡器421的输出的可变延迟电路431。换言之,由于通过耳模型50的材质传递的音速和人体肌肉或骨传递的音速不完全相同,因此假设振动检测元件56的输出和传声器62的输出的相位关系将从人耳的相位偏移,在高频率下偏移更大。
[0070]这样,如果振动检测元件56的输出和传声器62的输出的相位关系偏差较大,则当使用后述的输出合成器440合成两输出时,振幅的峰值或下降可以出现在与实际不同的值处,并且合成的输出可以增加或减少。例如,如果由传声器62检测的声音的传递速度比由振动检测元件56检测的振动的传递速度慢0.2ms,则以2kHz正弦波振动进行的两者的合成输出如图4(a)所示。相反,在两者的传递速度没有偏差的情况下的合成输出如图4(b)所示,并且振幅的峰值或下降出现在非常规时刻。此外,在图4(a)、(b)中,粗线表示由振动检测元件56检测的振动检波形,细线表示由传声器62检测的声压检测波形,虚线表示合成输出的波形。
[0071]因此,在本实施方式中,根据测量对象,即声学设备I的测量频率范围,来自振动检测元件56的检测信号的相位通过可变延迟电路431在预定范围内调整,该检测信号的相位是均衡器421的输出。例如,在声学设备I的测量频率范围是10Hz至1kHz的情况下,通过可变延迟电路431在±10ms(相当于±100Hz)的范围内,至少以小于0.lms(相当于1kHz)的单位调整来自振动检测元件56的检测信号的相位。此外,同样,在人耳的情况下,在人体振动音和空气传导音之间产生相位偏差。因此,由可变延迟电路431进行的相位调整不是指将来自振动检测元件56和传声器62的检测信号的相位匹配,而是指将这些检测信号的相位与通过耳朵的实际听觉匹配。
[0072]相位调整器430的输出供给至输出合成器440。输出合成器440合成由可变延迟电路431进行了相位调整后的、来自振动检测元件56的检测信号和通过相位调整器430后的、来自传声器62的检测信号。由此,使得由测量对象即声学设备I的振动传递的振动量和声压(即,人体振动音和空气传导音)所合成的体感声压与人体相似。
[0073]输出合成器440的合成输出被输入至频率分析器450。频率分析器450包括对来自输出合成器440的合成输出进行频率分析的FFT (高速傅里叶转换)451。由此,从FFT451可以得到相当于人体振动音(vib)和空气传导音(air)合成的体感声压(air+vib)的功率谱数据。
[0074]而且,在本实施方式中,频率分析器450设置有FFT452、453,该FFT452、453对在由输出合成器440合成前的信号,即,对经过相位调整器430后的、来自振动检测元件56的检测信号和来自传声器62的检测信号进行频率分析。由此,从FFT452获得相当于人体振动音(vib)的功率谱数据,并从FFT453获得相当于空气传导音(air)的功率谱数据。
[0075]在FFT451至453中,根据声学设备I的测量频率范围设定频率成分(功率谱)的分析点。例如,在声学设备I的测量频率范围是10Hz至1kHz的情况下,设定分析点使得当将测量频率范围的对数图中的间隔分为100至200等份时分析每个点的频率成分。
[0076]FFT451至453的输出存储在存储器460中。存储器460具有可以为FFT451至453中的每一个存储多个分析数据组(功率谱数据)的至少双缓冲的容量。而且,存储器460被配置为当后述PC500请求数据发送时总是允许发送最新数据。
[0077]信号处理控制器470经由诸如USB、RS_232C、SCS1、PC卡等用于接口的连接线510与PC500连接。而且,基于来自PC500的命令,信号处理控制器470控制信号处理器400的每个部分的操作。此外,信号处理器400可以配置为作为在诸如CPU(中央处理装置)等任何适当的处理器上执行的软件,或可以配置有DSP (数字信号处理器)。
[0078]PC500包括通过测量系统10评价声学设备I的应用。该评价应用拷贝自⑶-ROM或在网络等上下载。而且,PC500例如基于评价应用在显示器520上显示应用画面。另外,基于经由该应用画面输入的信息,PC500向信号处理器400发送指令。另外,PC500还接收来自信号处理器400的指令应答或数据,并基于接收到的数据执行预定的处理,并在应用画面上显示测量结果。另外,根据需要,PC500还将测量结果输出至打印机600以打印测量结果。
[0079]此外,在图3中,灵敏度调整器300和信号处理器400可以安装在例如声学设备佩戴部20的底座30上,并且PC500和打印机600与底座30分离设置,信号处理器400和PC500通过连接线510连接。
[0080]图5示出在显示器520上显示的应用画面的实施例。图5所示的应用画面521包括“校准”图标522、“测量开始”图标523、“测量停止”图标524、测量结果显示区域525、测量范围变更图标526、测量结果显示选择区域527、文件图标528、测量类型图标529以及帮助图标530。下面,简单描述每个功能。
[0081]“校准”图标522校正振动检测元件56和传声器62的灵敏度的误差。在该校正模式中,参考设备安装在保持部70上,并在参考位置接触耳模型50。然后,在使参考设备以预定振动模式(例如,纯音或多正弦)振动时,通过可变增益放大电路301、302调整振动检测元件56和传声器62的灵敏度,使得来自振动检测元件56的检测信号的功率谱数据和来自传声器62的检测信号的功率谱数据在它们各自的正常误差范围内。
[0082]“测量开始”图标523将测量开始指令发送至信号处理器400,并在测量结束前持续接收数据。“测量停止”图标524将测量结束指令发送至信号处理器400,并结束数据接收。基于接收到的数据,在测量结果显示区域525中显示与通过测量类型图标529选择的测量模式对应的测量结果。
[0083]图5示出功率谱测量模式中的vib(人体振动音)、air(气传导)、air+vib (体感声压)的功率谱的测量结果显示在测量结果显示区域525中的实施例。测量范围变更图标526以1dB为单位上下移位显示在测量结果显示区域525中的功率谱的测量范围宽度,并向信号处理器400发送测量范围变更指令。由此,响应于测量范围变更指令,信号处理器400变更A/D转换电路411、412的A/D转换范围。
[0084]测量结果显示选择区域527显示可以在测量结果显示区域525中显示的功率谱的种类及其选择框,并且显示用于功率谱的当前值(Now)、测量期间的最大值(Max)、测量期间的平均值(Average)中的每一个的显示区域及其选择框。功率谱或高频失真率也显示在对应的区域中,该对应的区域用于通过选择框选择的信息。文件图标528例如用于打印所显示的应用画面,或以诸如CSV或EXCEL等格式输出测量结果。测量类型图标529诸如功率谱测量模式、高频失真率测量模式等测量模式之间切换。此外,显示在测量结果显示选择区域527中的高频失真率在高频失真率测量模式中可以基于来自信号处理器400的测量数据由PC500计算。帮助图标530显示如何使用测量系统10的帮助。
[0085]本实施方式的测量系统10通过分析振动检测元件56和传声器62的合
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