专利名称：音频性能测试方法和装置的制作方法
技术领域：
本申请涉及音频测试领域，具体地，涉及一种对音频性能，特别是电源加载瞬态响
应对音频性能的影响，进行测试的方法和装置。
背景技术：
目前，音频系统广泛用于各种应用，例如，各种电话装置。通常，使用音频失真测量 设备来对音频系统的性能进行评估。在进行评估时，通常通过测量诸如总谐波失真(THD)、 动态范围、串扰之类的声学参数，来判断音频质量或性能。当然，目前存在多种技术或设备 来对音频系统进行评估。例如，在测量THD时，可以使用20-20kHz范围的谐波装置通过声 室来估计THD大小。然而，如此测得的THD是系统级或子系统级的THD。通常，音频系统至 少包括电源电路、换能器、滤波器、放大器、A/D或D/A转换器等。其中每一部件均或多或少 对THD有影响。在设计音频系统时，或者在根据采购或制造要求而替换其中某些部件时，必 须估计每一部件导致的失真，并计算和测试总THD大小。 实际上，换能器电路(语音输入)电源的瞬态响应特性是影响THD的一个关键因 素。当换能器由语音从最低激发至最高时，这将导致对电源的电流需求改变。差分音频信 号的振幅受到电源线上瞬态变化的间接影响。 在现有技术中，通常通过示波器或频谱分析仪来测量加载瞬态响应。在这种测量 中，向实际应用电路并联编程电子加载装置，该编程电子加载装置用作额外的步进改变负 载，从而示波器或频谱分析仪记录由此产生的瞬态响应。然而，这种编程电子加载装置具 有如下两方面的缺点一方面，步进改变是分立的，而实际音频信号是连续的，因此不能反 映音频电路中实际的负载改变；另一方面，转换速率(slewrate)在点到点之间是非常陡峭 的，而实际音频信号是平滑改变的。尤其是对于极为敏感的音频前端信号，通过这种传统加 载方式很难得到电源所带来的THD。 因此，在设计音频系统或者使用步进加载方式对电源设备评定质量时，难以做出
正确的选择。 一方面，在设计时可能选择了高性能、高成本的方案，但是实际上成本更低、性
能较低的设计就可以满足要求。另一方面，对于要替换当前设备的新设备，对其评定质量时
可能能够通过测试，但是在进行进一步的声学测试时，性能可能达不到要求。 因此，需要提供一种音频性能测试方法和装置，能够准确测量音频性能，尤其是电
源瞬态响应对音频性能的影响。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明。因此，本发明的目的在于提供一种音频性能测试方 法和装置，其能够准确地测量电源的加载瞬态响应，并从而估计其对音频失真如THD的影 响。 根据本发明的一个方面，提供了一种对音频系统进行测试的方法，该音频系统包 括电源、由该电源供电且根据语音产生音频信号的音频信号产生装置、以及耦合到音频信
3号产生装置且对音频信号进行处理的音频处理电路，该方法包括提供以连续、渐变波形变
化的负载代替音频信号产生装置耦合到音频处理电路，来对该系统进行测试。 根据本发明的另一方面，提供了一种对音频系统进行测试的测试装置，该音频系
统包括电源、由该电源供电且根据语音产生音频信号的音频信号产生装置、以及耦合到音
频信号产生装置且对音频信号进行处理的音频处理电路，该测试装置包括加载装置，提供
以连续、渐变波形变化的负载，以代替音频信号产生装置耦合到音频处理电路，从而来对该
系统进行测试。
优选地，所述连续、渐变波形包括正弦波。 在本发明的方案中，利用连续、渐变加载方式代替了常规的分立、步进加载方式， 即，利用类自然音频波加载方式替代了非自然陡峭加载方式，因此可以反映音频信号产生 装置(例如，换能器)的实际加载状况。从而可以更为准确地估计在实际加载变化情况下 的音频输出变化，并可以容易地确定不同供应商的电源设备的性能差别。 另外，通过本发明的方案，可以准确估计电源瞬态噪声，这种噪声将导致音频失真 (尤其是对于音频信号的低频部分)。通过本发明的方案，根据电源动态加载特性来判断其 对音频保真度的影响。因此，不再需要在音室中进行声学测试，从而节省了声学装置和测试时间。 本发明在实践中有着广泛的应用。例如，本发明可以用于在制造过程中进行测试。 在新部件要取代旧部件时，可以检测出电源设备的加载性能差异，从而可以快速选出合格 的部件用于生产。另外，在做出新设计时，本发明可用于评估新产品中的新部件，并且在评 估失真性能时可用于判断和估计失真原因。
通过以下结合附图对本发明实施例的详细描述，本发明的上述以及其他目的、特 征和优点将更为清晰，在附图中 图1示意性示出了音频系统一部分的简化电路图； 图2示出了电源加载响应的常规测试方式示意图； 图3示出了根据现有技术对音频系统性能进行测试的示意图； 图4示出了根据本发明实施例对音频系统性能进行测试的示意图； 图5示出了根据本发明实施例的示例加载装置的示意电路图；以及 图6示出了根据本发明另一实施例的示例加载装置的示意电路图。
附图中，相同的标记表示相同的部件。
具体实施例方式
以下，将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。应当指出，这些附图仅仅是示 意性的，而且以下的描述也只是为了提供对本发明的理解，而并非要限制本发明的范围。
图1示意性示出了音频系统一部分(具体地，音频前端电路)的简化电路图。如 图1所示，该音频系统包括电源10。该电源IO应当适于在音频之类的低噪声应用中使用， 因而例如可以是低压降(LD0)电源。该电源10从例如电池之类的供电装置接收输入电压 Vin，并产生对系统中的音频部分供电的基准电压Vref。
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在该系统的音频部分中，包括根据输入语音产生音频信号的音频信号产生装置 40。例如，这种音频信号产生装置40可以是电-机械-声(EMA)换能器。该音频信号产生 装置40耦合到电源10输出的基准电压Vref ，由该电源对其供电。另外，该音频信号产生装 置40耦合到后续的音频处理电路(未示出)，例如，通过隔直滤波器50耦合到音频处理电 路。从而，音频处理电路对所产生的音频信号进行适当的处理。例如，这种处理包括但不限 于编解码处理。 为了对音频系统的性能进行测试，更具体地，为了测试电源对负载变化的瞬态响 应而带来的系统性能变化，需要向系统施加变化的负载。在常规技术中，这种变动负载的施 加通过所谓的编程电子加载装置20来实现，如图2所示。该编程电子加载装置20可以被 编程为不同的加载状况，并具有不同的转换速率。例如，该编程电子加载装置20被编程为 以100 ii s为间隔，电流以0. 1A/ ii s的转换速率从5mA步进改变至20mA。当将该编程加载 装置施加到电源上时，在电源输出上将出现增大的瞬态噪声。这是电源性能(从而音频性 能)的关键参数。 图3示出了根据现有技术对音频系统性能进行测试的示意图。如图3所示，在测 试时，换能器40例如由电阻器替换，编程电子加载装置20与音频处理电路作为并联负载连 接到电源10。此时，监测如下两个测量点电源10的输出、音频信号输出。将发现，在电源 输出上将出现一些增加的纹波，而在音频信号输出处将出现大约电源输出三分之一的纹波 噪声。可以看出，电源输出纹波将影响换能器信号的保真度，并使音频信号失真进入系统的 音频信号处理部分。 在这种测量方法中，由编程电子加载装置20来实现变动负载，因此动态加载变化 是分立的，或者在点到点之间是陡峭变化的。然而，实际的音频信号产生装置(EMA换能 器)40是以自然且正弦状波形进行变化的。因而，常规的动态加载测试不能反映实际的加 载状况。根据这种测试，电源输出变化非常粗略地反映出换能器的实际加载特性，因此所得 到的失真并非是音频信号输出上的真实失真。根据这样的信息，毫无疑问将得到错误的失 真数据，从而造成或者对电源要求过高，或者增加额外滤波，因而导致成本增加。
图4示出了根据本发明实施例对音频系统性能进行测试的示意图，具体地，用于 测试电源的动态加载响应。为了模拟音频信号产生装置(EMA换能器)40的实际负载变化， 提供了一种加载装置40A，其能够提供以连续、渐变波形变化的负载。在测试时，用该加载装 置40A替换音频信号产生装置40，耦合到音频处理电路。 这种连续、渐变波形例如是以正弦波形，或者是其他连续波形，或其组合。平滑变 化的正弦波非常接近于音频信号产生装置(换能器)40的自然信号。在正弦波的波谷处， 电源10具有最高电流需求；而在正弦波的波峰处，电源10具有最低电流需求。这能够反映 音频信号产生装置40的实际加载状况，因此可以更加准确地测量电源输出处的纹波噪声。 优选地，该正弦波的振幅和频率可调。在实际应用中，通常使用lkHz正弦波来模拟电源的 动态加载响应以及纹波噪声。 图5示出了根据本发明实施例的示例加载装置的示意电路图。如图所示，该加载 装置40AA包括函数发生器401和运算放大器402。该函数发生器401产生呈现上述连续、 渐变波形的信号，例如正弦波信号。在此，函数发生器401的输出连接到运算放大器402的 非反相输入端，而运算放大器402的反相输入端连接到其输出(负反馈连接)，从而该运算函数发生器401输出阻抗的影响。对于本领域的技术人 员而言，可以想到多种这样的缓冲器结构。 图6示出了根据本发明另一实施例的示例加载装置的示意电路图。如图所示，该 加载装置40AB包括存储有标准语音数据的存储器403、编解码器401B、和差分放大器402B。 编解码器401B包括数据处理、放大和滤波功能，对来自存储器403的标准语音数据进行处 理，以产生反映实际动态负载的差分语音信号。来自编解码器401B的差分语音信号通过差 分放大器402B输入到后续电路。这种加载装置在一些特定应用中尤其有用。例如，通常在 同一产品中同时具有受音和发音特征。因此，在这种实施方式下，可以利用该产品本身的音 频系统来形成上述的波形发生器。 以上描述的这些加载装置仅仅是一些例子。本领域技术人员可以想到多种这样的 加载装置，用来产生连续、渐变负载，如正弦波变化负载。通过这种以连续、渐变波形变化的 负载模拟音频信号产生装置(换能器)的实际加载状况，可以准确测量音频性能，特别是电 源动态加载响应。例如，本发明可以用于对TDM电话和IP电话中的新LDO部件进行测试， 并可用于8082系列电话的设计。 以上描述的实施例仅仅是为了说明的目的，而不是要限制本发明。对于本领域技 术人员而言，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可以对此做出各种修改和变化。本发 明的范围仅由所附权利要求限定。
权利要求
一种对音频系统进行测试的方法，该音频系统包括电源、由该电源供电且根据语音产生音频信号的音频信号产生装置、以及耦合到音频信号产生装置且对音频信号进行处理的音频处理电路，该方法包括提供以连续、渐变波形变化的负载代替音频信号产生装置耦合到音频处理电路，来对该系统进行测试。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述连续、渐变波形包括正弦波。
3. —种对音频系统进行测试的测试装置，该音频系统包括电源、由该电源供电且根据语音产生音频信号的音频信号产生装置、以及耦合到音频信号产生装置且对音频信号进行 处理的音频处理电路，该测试装置包括加载装置，提供以连续、渐变波形变化的负载，以代替音频信号产生装置耦合到音频处 理电路，从而来对该系统进行测试。
4. 根据权利要求3所述的测试装置，其中，所述加载装置包括 函数发生器，用于产生呈现所述连续、渐变波形的信号；以及 缓冲器，将函数发生器产生的信号输出到音频处理电路。
5. 根据权利要求4所述的测试装置，其中，所述缓冲器包括负反馈连接的运算放大器。
6. 根据权利要求3所述的测试装置，其中，所述加载装置包括 存储装置，用于存储标准语音数据；编解码器，对来自存储装置的标准语音数据进行处理，产生输出差分音频信号；以及 差分放大器，将来自编解码器的差分音频信号输出到音频处理电路。
7. 根据权利要求3 6中任一项所述的测试装置，其中，所述连续、渐变波形包括正弦波。
8. 根据权利要求3所述的测试装置，其中，所述音频系统应用于电话装置。
全文摘要
本发明公开了一种音频性能测试方法和装置。具体地，本发明用于对音频系统进行测试。该音频系统包括电源、由该电源供电且根据语音产生音频信号的音频信号产生装置、以及耦合到音频信号产生装置且对音频信号进行处理的音频处理电路。根据本发明的方法包括提供以连续、渐变波形变化的负载代替音频信号产生装置耦合到音频处理电路，来对该系统进行测试。利用本发明，能够准确测量音频性能，尤其是电源瞬态响应对音频性能的影响。
文档编号H04M1/24GK101789985SQ200910045888
公开日2010年7月28日 申请日期2009年1月22日 优先权日2009年1月22日
发明者郑伯诺 申请人:上海贝尔股份有限公司