多通道音频设备串扰系数测量的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种多通道音频设备的串扰系数的测量方法和装置，该方法包括：通过向被测设备的多个输入通道发送激励信号；对被测设备的各输出通道的输出信号进行采集得到采集信号，根据采集信号计算各通道的信号频谱；校正各通道的信号频谱，得到采集信号准确的参数；通过比较采集信号和激励信号的对应参数，计算通道间相应类型的串扰系数。采用以上方法计算通道间的串扰系数，根据判断该串扰系数是否在相关国家标准内能够判断该音频设备是否为合格产品。
【专利说明】多通道音频设备串扰系数测量的方法和装置
【技术领域】
[0001] 本发明音频分析领域，尤其是涉及一种多通道音频设备的串扰系数的测量方法和 装直。
【背景技术】
[0002] 串扰系数是判断音频设备是否合格的一个标准。在一定范围内的串扰是允许存在 的，串扰系数超过该范围的音频设备则为不合格产品。
[0003] 目前测量串扰系数的方法是使用音频分析仪，音频分析仪集成了音频信号发生装 置和功率放大装置等，通过信号采样和傅立叶变换得到频谱信息，通过频谱分析进行音频 分析并根据分析结果计算的串扰系数。然而，目前的音频分析仪主要用于双向通道的串扰， 对于多通道间串扰测量的技术还不成熟。
【发明内容】
[0004] 基于此，有必要提供一种音频设备的多通道串扰的测量方法和系统。
[0005] -种多通道音频设备的串扰系数的测量方法，包括以下步骤：
[0006] 向被测设备的多个输入通道发送激励信号；
[0007] 对被测设备的各输出通道的输出信号进行采集得到采集信号，根据采集信号计算 各通道的信号频谱；
[0008] 校正各通道的信号频谱，得到采集信号准确的参数；
[0009] 通过比较采集信号和激励信号的对应参数，计算通道间相应类型的串扰系数。
[0010] 在其中一种实施方式中，采集信号的参数，包括频率、相位和幅值。
[0011] 在其中一种实施方式中，向被测设备的多个输入通道发送激励信号的步骤具体包 括以下步骤：
[0012] 接受对激励信号类型的选择和通道的选择；
[0013] 根据选择，向被测设备的多个输入通道发送激励信号，多个输入通道的激励信号 构成一个激励信号集；
[0014] 记录发送的所有激励信号的参数以及激励信号对应的通道，激励信号的参数包括 信号的幅值、频率和初相。
[0015] 在其中一种实施方式中，激励信号的选择方法包括：任意两个输入的激励信号的 频率之差大于预定数目的频率分辨率，频率分辨率为对采集信号做快速傅立叶变换时的频 率分辨率。
[0016] 在其中一种实施方式中，对被测设备的各输出通道的输出信号进行采集得到采集 信号，根据采集信号计算各通道的信号频谱峰值的步骤具体包括以下步骤：
[0017] 对被测设备的各输出通道的输出信号进行采集得到采集信号；
[0018] 根据采集信号计算各通道的信号频谱峰值，并记录各峰值对应的频点。
[0019] 在其中一种实施方式中，根据采集信号计算各通道的信号频谱峰值，并记录各峰 值对应的频点的算法为：
[0020] 每个通道的采集信号做快速傅立叶变换，得到各通道的信号频谱；
[0021] 对的各通道的信号频谱取模值，找出频谱模值的所有峰值；
[0022] 预设一个峰值阈值，舍弃小于该峰值阈值的频谱模值的峰值，得到最终的频谱模 值的峰值，并记录各峰值对应的频点。
[0023] 在其中一种实施方式中，校正各通道的采集信号，得到采集信号准确的参数步骤， 具体包括：
[0024] 将采集信号分为等长的前后两段，分别作等点数的快速傅立叶变换，得到频谱；
[0025] 分别在两段频谱上，找到频率等于上述频谱峰值对应的频点，计算各频点的谱值 的相位；
[0026] 对每一个频点，将两段频谱上求得的相位作差；
[0027] 计算初步的频率校正量；
[0028] 调整初步的频率较正量；
[0029] 在采集信号的频谱上，使用调整后的频率校正量校正此频点的频率、相位和幅 值；
[0030] 依次校正完所有频点的频率、相位和幅值，得到采集信号校正后的频谱。
[0031] 在其中一种实施方式中，通过比较采样信号和激励信号的对应参数，计算通道间 相应类型的串扰系数的方法，具体包括以下步骤：
[0032] 以其中一个通道为考查通道，在激励信号集中除去考查通道的输入通道的激励信 号，得到激励信号余集；
[0033] 依次比较是否有激励信号余集中的激励信号的频率与考查通道的采集信号校正 后频谱的峰值对应的频率相近；
[0034] 根据比较结果，计算串扰系数；
[0035] 依次将每一个通道作为考查通道，计算任意通道对其它任意通道的串扰系数。
[0036] 在其中一种实施方式中，根据比较结果计算串扰系数的步骤包括：若激励信号余 集中其中一个激励信号的频率与考查通道的采集信号校正后频谱的峰值对应的其中一个 频率相接近，则判定此激励信号所在通道对考查通道存在串扰，则将考查通道频谱上该接 近频率对应的谱值的幅值和该导致串扰的激励信号的幅值比较，得到幅频响应类型的串扰 系数；
[0037] 或者，将考查通道频谱上该接近频率对应的初相和该导致串扰的激励信号的初相 比较，得到相频响应类型的串扰系数；
[0038] 若激励信号余集中其中一个激励信号的频率和考查通道的采集信号校正后频谱 的峰值对应频率中任何一个都不接近，则判定此激励信号所在通道对考查通道的串扰系数 为〇。
[0039] -种多通道音频设备的串扰系数的测量装置，包括以下模块：
[0040] 信号发送模块，用于向被测设备的多个输入通道发送激励信号；
[0041] 采集计算模块，用于对被测设备的各输出通道的输出信号进行采集得到采集信 号，根据采集信号计算各通道的信号频谱；
[0042] 校正模块，用于校正各通道信号频谱，得到采集信号准确的参数；
[0043] 串扰系数计算模块，用于通过比较采集信号和激励信号的对应参数，计算通道间 相应类型的串扰系数。
[0044] 本发明通过向被测设备的多个输入通道发送激励信号，对输出通道的信号进行采 集，进行频谱变换，并校正频谱，得到采集信号的准确参数，通过比较采集信号和激励信号 的对应参数，计算各通道间相应类型的串扰系数。采用以上方法计算通道间的串扰系数，根 据判断该串扰系数是否在相关国家标准内能够判断该音频设备是否为合格产品。
【专利附图】
【附图说明】
[0045] 图1为本发明的音频设备的多通道串扰测量方法的流程图；
[0046] 图2为向被测设备的多个输入端发送激励信号的方法流程图；
[0047] 图3为计算各通道的频谱峰值的方法流程图；
[0048] 图4为采用相位差法校正频谱峰值信息的具体算法的方法流程图；
[0049] 图5为计算多通道串扰系数的方法流程图；
[0050] 图6为本发明的音频设备的多通道串扰测量装置的模块图。
【具体实施方式】
[0051] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0052] 下面结合附图对本发明作进一步说明，如图1所示，音频设备的多通道串扰测量 方法包括以下步骤：
[0053] S100:向被测设备的多个输入通道发送激励信号，所有的激励信号构成一个激励 信号集。本实施例中所采用的为单频正弦信号。如图2所示，向被测设备的多个输入端发 送激励信号的步骤具体以下子步骤包括：
[0054] S110 :接受对激励信号类型的选择和通道的选择。被测设备有信号输入端和输入 端，被测设备的输入端和与输入端对应的输出端构成通道，相应的，一个通道具有输入通道 和输出通道。当同时给多个输入通道发送激励信号时，任意两个信号的频率必须区别较大， 区别较大的衡量标准是：任意两个输入的激励信号的频率之差要大于预定数目的频率分辨 率，比如10个。这个频率分辨率就是对采集信号做快速傅立叶变换（FFT)时的频率分辨率。 单频正弦信号需要有一定的信噪比，比如大于10dB，或者规定其幅值不能小于某一规定值， 以便能在后续频谱分析中比较容易将信号和噪声区分开。
[0055] S120 :根据选择，向被测设备的多个输入通道发送激励信号。
[0056] S130 :记录发送的所有激励信号的参数以及所述激励信号对应的通道。激励信号 的参数包括：正弦信号的幅值、频率和初相。
[0057] S200:对被测设备的各输出通道的输出信号进行采集得到采集信号，根据采集信 号计算各通道的信号频谱峰值。激励信号经被测设备处理，在被测设备输出端采集的信号 称为采集信号。如图3所示，该步骤包括以下子步骤：
[0058] S210 :对被测设备的各输出通道的输出信号进行采集得到采集信号。对于每个输 出通道的信号采集都是等点数采集，点数根据需要取定，点数可取2的整数次幂。
[0059] S220 :根据采集信号计算各通道的信号频谱峰值，并记录各峰值对应的频点。具体 算法为：首先，每个通道的采集信号做一定点数的快速傅立叶变换（FFT)，如采集信号自身 点数的快速傅立叶变换，得到各通道的信号频谱。其次，对各通道的信号频谱取模值，找出 频谱模值的所有峰值，在频谱模值中找峰值的方法，可以是使用任何判定局部最值的方法， 如区域最值搜索法。由于比较小的峰值可能是噪声峰，因此，最后设定一个峰值阈值，舍弃 小于该峰值阈值的频谱模值的峰值，得到最终频谱模值的峰值，并记录各峰值对应的频点。 这些频点在频谱上对应的谱值即为频谱峰值。
[0060] S300 :校正各通道的信号频谱，得到采集信号准确的参数。采集信号的参数校正 包括频率、相位和幅值。校正方法采用相位差校正法，也可以采用其它校正方法。如图4所 示，采用相位差法校正各通道的信号频谱，得到采集信号准确的参数的具体算法包括以下 步骤：
[0061] S310:将采集信号分为等长的前后两段，分别作等点数的快速傅立叶变换，得到频 谱；在本实施例中，还可以在对两段采集信号作等点数的快速傅立叶变换前，还可以分别对 两段采集信号加相同的等点数窗函数，不加的情况下，默认都加等点数的矩形窗。
[0062] S320 :分别在两段频谱上，找到频率等于上述频谱峰值对应的频点，计算频点的谱 值的相位；
[0063] S330 :对每个频点，将两段频谱上求得的相位作差；
[0064] S340 :计算初步的频率校正量：将上述步骤求得的相位差值除以2pi，得到初步的 频率校正量；
[0065] S350 :调整频率较正量，若得到的频率较正量大于0. 5或小于-0. 5,则需要调整频 率校正量从而得到最终的频率校正量。具体调整方法为：若频率校正量小于-0. 5,则其值 加1 ;若频率校正量大于〇. 5,则值减1，若频率校正量在-0. 5到0. 5之间，则值不变；
[0066] S360 :在采集信号的频谱上，使用调整后的频率校正量校正此频点的频率、相位和 幅值。
[0067] 频率校正的公式为
【权利要求】
1. 一种多通道音频设备的串扰系数的测量方法，其特征在于，包括以下步骤： 向被测设备的多个输入通道发送激励信号； 对被测设备的各输出通道的输出信号进行采集得到采集信号，根据所述采集信号计算 各通道的信号频谱； 校正各通道的信号频谱，得到采集信号准确的参数； 通过比较采集信号和激励信号的对应参数，计算通道间相应类型的串扰系数。
2. 如权利要求1所述的多通道音频设备的串扰系数的测量方法，其特征在于，所述采 集信号的参数，包括频率、相位和幅值。
3. 如权利要求2所述的多通道音频设备的串扰系数的测量方法，其特征在于，所述向 被测设备的多个输入通道发送激励信号的步骤具体包括以下步骤： 接受对激励信号类型的选择和通道的选择； 根据选择，向被测设备的多个输入通道发送激励信号，所述多个输入通道的激励信号 构成一个激励信号集； 记录发送的所有激励信号的参数以及所述激励信号对应的通道，所述激励信号的参数 包括信号的幅值、频率和初相。
4. 如权利要求3所述的多通道音频设备的串扰系数的测量方法，其特征在于，所述激 励信号的选择方法包括：任意两个输入的激励信号的频率之差大于预定数目的频率分辨 率，所述频率分辨率为采集信号做快速傅立叶变换时的频率分辨率。
5. 如权利要求1或4的多通道音频设备的串扰系数的测量方法，其特征在于，所述对被 测设备的各输出通道的输出信号进行采集得到采集信号，根据采集信号计算各通道的信号 频谱峰值的步骤具体包括以下步骤： 对被测设备的各输出通道的输出信号进行采集得到采集信号； 根据所述采集信号计算各通道的信号频谱峰值，并记录各峰值对应的频点。
6. 如权利要求5所述的多通道音频设备的串扰系数的测量方法，其特征在于，根据所 述采集信号计算各通道的信号频谱峰值，并记录各峰值对应的频点的算法为： 每个通道的采集信号做快速傅立叶变换，得到各通道的信号频谱； 对所述的各通道的信号频谱取模值，找出频谱模值的所有峰值； 预设一个峰值阈值，舍弃小于该峰值阈值的频谱模值的峰值，得到最终的频谱模值的 峰值，并记录各峰值对应的频点。
7. 如权利要求1所述的多通道音频设备的串扰系数的测量方法，其特征在于，所述校 正各通道的信号频谱，得到采集信号准确的参数步骤，具体包括： 将所述采集信号分为等长的前后两段，分别作等点数的快速傅立叶变换，得到频谱； 分别在两段频谱上，找到频率等于所述频谱峰值对应的频点，计算所述频点的谱值的 相位； 对每一个所述频点，将两段频谱上求得的相位作差； 计算初步的频率校正量； 调整所述初步的频率较正量； 在采集信号频谱上，使用所述调整后的频率校正量校正所述频点的频率、相位和幅 值； 依次校正完所有频点的频率、相位和幅值，得到采集信号校正后的频谱。
8. 如权利要求1或7所述的多通道音频设备的串扰系数的测量方法，其特征在于，所述 通过比较采样信号和激励信号的对应参数，计算通道间相应类型的串扰系数的方法，具体 包括以下步骤： 以其中一个通道为考查通道，在激励信号集中除去所述考查通道的输入通道的激励信 号，得到激励信号余集； 依次比较是否有激励信号余集中的激励信号的频率与考查通道的采集信号校正后的 频谱的峰值对应的频率相近； 根据比较结果，计算串扰系数； 依次将每一个通道作为考查通道，计算任意通道对其它任意通道的串扰系数。
9. 如权利要求8所述的一种多通道音频设备的串扰系数的测量方法，其特征在于： 所述根据比较结果计算串扰系数的步骤包括：若激励信号余集中其中一个激励信号的 频率与考查通道的采集信号校正后频谱的峰值对应的其中一个频率相接近，则判定所述激 励信号所在通道对所述考查通道存在串扰，则将所述考查通道频谱上所述接近频率对应的 谱值的幅值和所述导致串扰的输入通道的激励信号的幅值比较，得到幅频响应类型的串扰 系数； 或者，将所述考查通道频谱上所述接近频率对应的初相和所述导致串扰的输入通道的 激励信号的初相比较，得到相频响应类型的串扰系数； 若激励信号余集中其中一个激励信号的频率和考查通道的采集信号校正后频谱的峰 值对应频率中任何一个都不接近，则判定此激励信号的通道对考查通道的串扰系数为0。
10. -种多通道音频设备的串扰系数的测量装置，其特征在于，包括以下模块： 信号发送模块，用于向被测设备的多个输入通道发送激励信号； 采集计算模块，用于对被测设备的各输出通道的输出信号进行采集得到采集信号，根 据所述采集信号计算各通道的信号频谱； 校正模块，用于校正各通道信号频谱，得到采集信号准确的参数； 串扰系数计算模块，用于通过比较采集信号和激励信号的对应参数，计算通道间相应 类型的串扰系数。
【文档编号】G01R31/00GK104267287SQ201410515713
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】张虎, 张军 申请人:深圳市爱普泰科电子有限公司