一种麦克风测试装置和测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及麦克风测试技术领域，具体涉及一种麦克风测试装置和测试方法。
【背景技术】
[0002]随着麦克风阵列产品的广泛应用，每个阵元的频率响应、失真和阵元间的相位差越来越受到关注。我们可以通过计算麦克风阵列中阵元间的相位差来得声源的方位信息，但是我们需要首先保证阵列产品中各个阵元间的原始相位差是已知的，这就需要准确可靠的测量方案来完成对麦克风阵列产品中阵元频率响应、失真，特别是阵元间相位差的测试。
[0003]现有的麦克风阵列产品的测试方法多为自由场测试，要得到比较真实的自由场环境，需要使用较大的消音室，建造消音室的成本高，并且维护成本较高。在生产线上通常使用小型化的消音箱作为性能和价格的折中，但小型化的消音箱对低频声音没有吸音效果，无法准确检测待测产品的低频性能，影响到产品的声学性能，并且仍然会占用较多的生产空间不利于自动化生产线排布。
[0004]由此可知，现有技术中没有准确可靠的完成对麦克风阵列产品中阵元频率响应、失真，特别是阵元间相位差进行测试的方案。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种麦克风测试装置和测试方法，以解决现有技术中没有准确可靠的完成对麦克风阵列产品中阵元频率响应、失真，特别是阵元间相位差的测试的问题。
[0006]根据本发明的一个方面，提供了一种麦克风测试装置，该装置包括:声源器件以及至少一级耦合器；
[0007]至少一级耦合器，用于耦合声源器件和待测试麦克风阵列，形成声源耦合腔;通过耦合器将所述待测试麦克风阵列中的麦克风阵元进行分组，使得每一组内的麦克风阵元的位置都关于声源轴线对称；
[0008]所述声源器件发出的声信号，经过所述声源耦合腔传递至待测试麦克风。
[0009]可选地，所述耦合器的级数为一级时，该耦合器的一端面与待测试麦克风阵列密封耦合，该一端面的对向端面与所述声源器件密封耦合，形成声源耦合腔，使得所述声源器件发出的声信号以及待测试麦克风阵列耦合在该声源耦合腔内。
[0010]可选地，所述耦合器的级数为两级时，
[0011 ]第一级親合器的一端面与所述声源器件密封親合，第一级親合器的一端面的对向端面与第二级耦合器的一端面耦合，形成第一级声源耦合腔；
[0012]第二级耦合器的一端面的对向端面与待测试麦克风阵列密封耦合形成第二级声源耦合腔；
[0013]其中，待测试麦克风阵列中的麦克风阵元放置在所述第二级声源耦合腔内关于声源轴线对称的位置；
[0014]所述声源器件发出的声信号，先经过所述第一级声源耦合腔，再经过所述第二级声源耦合腔传递至待测试麦克风阵列中的麦克风阵元。
[0015]可选地，与所述声源器件密封耦合的耦合器的形状与所述声源器件的外壳的形状相适配。
[0016]该装置进一步包括:压力装置；
[0017]压力装置，与待测试麦克风阵列接触，并用于向待测试麦克风阵列施加压力，以增强待测试麦克风阵列与耦合器的耦合。
[0018]根据本发明的另一个方面，提供了一种麦克风测试方法，该测试方法包括:
[0019]利用至少一级耦合器耦合待测试麦克风阵列和声源器件，形成声源耦合腔，其中，通过耦合器将所述待测试麦克风阵列中的麦克风阵元进行分组，使得每一组内的麦克风阵元都关于声源轴线对称；
[0020]通过测试软件控制所述声源器件发出声信号，使得该声信号经过所述声源耦合腔传递至待测试麦克风阵列；
[0021]采集并分析待测试麦克风阵列中各阵元接收到的声信号，得到测试结果。
[0022]可选地，所述利用至少一级耦合器耦合待测试麦克风阵列和声源器件包括:
[0023]将耦合器的一端面与待测试麦克风阵列密封耦合，将一端面的对向端面与所述声源器件密封耦合，形成声源耦合腔，使得所述声源器件发出的声信号以及待测试麦克风阵列耦合在该声源耦合腔内。
[0024]可选地，利用至少一级耦合器耦合待测试麦克风阵列和声源器件还包括:
[0025]所述利用至少一级耦合器耦合待测试麦克风阵列和声源器件还包括:
[0026]利用第一级耦合器和第二级耦合器;并将所述第一级耦合器的一端面与所述声源器件密封親合，第一级親合器的一端面的对向端面与第二级親合器的一端面親合，形成第一级声源親合腔；
[0027]将第二级耦合器的一端面的对向端面与待测试麦克风阵列密封耦合形成第二级声源耦合腔；
[0028]其中，将待测试麦克风阵列中的麦克风阵元放置在所述第二级声源耦合腔内关于声源轴线对称的位置；
[0029]控制所述声源器件发出的声信号，先经过所述第一级声源耦合腔，再经过所述第二级声源耦合腔传递至待测试麦克风阵列中的麦克风阵元。
[0030]可选地，该方法包括:
[0031]根据声源器件的形状设计耦合器的形状，使得耦合器形状与所述声源器件的形状相适配。
[0032]可选地，该方法进一步包括:利用压力装置与待测试麦克风阵列接触，并向所述待测试麦克风阵列施加压力，以增强待测试麦克风阵列与耦合器的耦合。
[0033]本发明的有益效果是:本发明提供了一种麦克风测试装置，该麦克风测试装置包括至少一级耦合器，该耦合器将声源和待测试麦克风耦合在独立的刚性声腔内，形成压力场测试环境。利用压力腔内声压各向同性的特点，检测待测麦克风阵元的频率响应和失真；通过将待测试麦克风放置在压力腔内关于声源对称的位置，控制声源到每个待测麦克风阵元的声学路径一致，保证测试得到的麦克风阵元间相位差能够真实的反映阵元之间的差异，实现准确测试麦克风阵元的频响、失真和阵元之间的相位差。并且，本发明的这种麦克风测试装置占用空间小、有利于自动化生产线排布，操作简单、测试效率高。本发明还提供了一种利用该麦克风测试装置的测试方法，该测试方法由于利用本实施例的麦克风测试装置，因而也具有重复性好，提高测试效率高，节约生产成本的效果。
【附图说明】
[0034]图1是本发明一个实施例的麦克风测试装置的结构示意图；
[0035]图2a是本发明另一个实施例的麦克风测试装置组装前的结构示意图；
[0036]图2b是本发明另一个实施例的麦克风测试装置组装后的结构示意图；
[0037]图3a是本发明又一个实施例的麦克风测试装置的组装前的结构示意图；
[0038]图3b是本发明又一个实施例的麦克风测试装置的组装后的结构示意图；
[0039]图4是本发明一个实施例的麦克风测试方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0040]本发明的核心思想是:利用压力场测试频率响应稳定性好、信噪比高的特点，设计一种能够进行压力场测试的耦合器，用来耦合待测试麦克风和声源器件形成声源耦合腔。并且通过设计待测试麦克风在压力腔内关于声源轴线对称，可以控制声源到每个待测麦克风阵元的声学路径一致，保证测试得到的麦克风阵元间相位差能够真实的反映阵元之间的差异，从而准确地测试麦克风阵元的频响、失真和阵元之间的相位差。
[0041 ] 实施例一
[0042]图1是本发明一个实施例的麦克风测试装置的结构示意图，参见图1，该麦克风测试装置包括:声源器件11以及至少一级耦合器10;
[0043]至少一级耦合器10，用于耦合声源器件11和待测试麦克风12，形成声源耦合腔13;其中，待测试麦克风12放置在声源耦合腔13内关于声源轴线(即图1中虚线所示)对称的位置；
[0044]声源器件11发出的声信号，经过声源耦合腔13传递至待测试麦克风12。
[0045]如图1所示，耦合器10的级数为一级，该耦合器10的一端面与待测试麦克风12密封耦合，该一端面的对向端面与声源器件11密封耦合，形成声源耦合腔13，使得声源器件11发出的声信号以及待测试麦克风12耦合在该声源耦合腔13内。
[0046]这里的声源器件11包括:声源外壳和电声转换器110;图1中声源器件11还包括功率放大器111，功率放大器111可以安装在声源外壳内，也可以是外置的。
[0047]实际测试时，声源器件11可以使用现有技术的广泛应用的仿真嘴产品，并且选择一个高性能的扬声器(loudspeaker)作为电声转换器件110，在极小功率的应用场景中也可以使用受话器(receiver)作为电声转换器件110。实际应用中可以根据需要进行选择，对此不作限制。
[0048]图1所示的测试装置的工作过程为:使用图1测试装置进行麦克风测试，测试软件馈给声源器件测试电信号，声源器件发出声信号，在声源耦合腔里面形成一个稳定的各向同性的压力场声信号，声信号传递到待测的各个待测试麦克风处，各个待测试麦克风采集到声音信号后，传递给测试电脑，得到录音文件，分析录音文件可以得到各个麦克风阵元的频响、失真和阵元之间相位差信息。
[0049]需要说明的是，本实施例的这种麦克风测试装置既可以用来测试麦克风阵列也可以用来测试麦克风单体，对此并不做限制。只要待测试麦克风放置在关于声源轴线对称的位置。例如，测试麦克风单体时，将该麦克风单体放置在声源轴线正对的位置。
[0050]实施例二
[0051]图2a是本发明另一个实施例的麦克风测试装置组装前的结构示意图，图2b是本发明另一个实施例的麦克风测试装置组装后的结构示意图，以下结合图2a和图2b对本发明一个实施例的这种麦克风测试装置进行具体说明。
[0052]参见图2a和图2b，示出了一级耦合器20，声源器件22以及包含四个麦克风阵元(见图2b示出的MIC1&2，MIC3&4)的待测试麦克风阵列21。麦克风阵列21中的四个麦克风阵元(MIC1&2，MIC3&4)和声源轴线(参见图2b中的虚线)之间不全部对称。通过耦合器20将待测试麦克风阵列21中的麦克风阵元进行分组，使得每一组内的麦克风阵元的位置都满足关于声源轴线对称的条件。
[0053]本实施例中，通过耦合器20把麦克风阵元分组，每一组的麦克风阵元都位于关于声源轴线对称的位置。这样实际测试过程中，可以调整耦合器20和声源器件22的结合。具体的，如图2b所示，先测试第一组阵元(MIC1&2)，然后再向右移动声源器件22测试第二组阵元(MIC3&4)，对每一组分别进行测试，从而得到每一组内各个麦克风阵元的频响、失真和阵元间相位差?目息。
[0054]参见图2b，