一种音频测试系统的制作方法

本发明属于音频测试领域，尤其涉及一种音频测试系统。

背景技术：

音频测试系统是一种用于测试扬声器、放大器、手机等模拟/数字音频设备的测试系统。现有技术提供的音频测试系统如图1所示，在进行音频测试时，音频分析仪产生测试信号，测试信号经功率放大单元放大后输出到被测电声转换器，拾音器拾取被测电声转换器发出的声音信号并将声音信号输入到音频分析仪，音频分析仪利用时域分析、频域分析、失真分析等分析方法，通过测量声音信号的音频参数(如：该声音信号的电压，频率，失真等参数)，进而评价被测电声转换器的性能。

但现有技术中，由于采用市电供电电路对功率放大单元供电，被测电声转换器被放置在测试室内，而功率放大单元被放置在测试室外，导致功率放大单元到被测电声转换器之间的传输线很长，相对于低阻抗的被测电声转换器，传输线的阻抗偏大，传输线的分压作用会影响测试结果，造成测试结果不准确。同时，由于市电存在较多的干扰信号，干扰信号会与测试信号一起经功率放大单元传输到被测电声转换器，同样会影响测试结果，造成测试结果不准确。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种音频测试系统，旨在解决现有技术提供的音频测试系统中，由于采用市电供电电路对功率放大单元供电，导致测试结果不准确的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种音频测试系统，其特征在于，所述音频测试系统包括：

输出测试信号的音频分析仪；

将所述音频分析仪输出的所述测试信号放大后，输出给被测电声转换器的第一功率放大单元，所述第一功率放大单元的输入端连接所述音频分析仪，所述第一功率放大单元的输出端连接所述被测电声转换器；

拾取所述被测电声转换器根据所述测试信号发出的声音信号，并将拾取的所述声音信号输入到所述音频分析仪的拾音器，所述拾音器连接所述音频分析仪；

向所述音频分析仪供电的供电电路，所述供电电路连接所述音频分析仪的电源输入端；

采用电池向所述第一功率放大单元供电的电池供电电路，所述电池供电电路的电源输出端连接所述第一功率放大单元的电源输入端。

本发明提供的音频测试系统中，功率放大单元采用电池供电电路，缩短了功率放大单元与被测电声转换器之间的传输线的长度，提高了测试准确度，同时，由于电池提供的电源信号不存在干扰信号后，从而消除了功率放大单元因电源干扰而造成的测量误差，进一步提高了测试准确度。

附图说明

图1是现有技术提供的音频测试系统的原理框图；

图2是本发明实施例一提供的音频测试系统的原理框图；

图3是第一功率放大单元采用单放大电路且采用开关型功率放大器时的一种实现方式原理图；

图4是第一功率放大单元采用单放大电路且采用开关型功率放大器时的另一种实现方式原理图；

图5是第一功率放大单元采用单放大电路且采用开关型功率放大器时的再一种实现方式原理图；

图6是第一功率放大单元采用双放大电路时的一种实现方式原理图；

图7是第一功率放大单元采用双放大电路且采用ab类功率放大器时的电路图；

图8是第一功率放大单元采用双放大电路时的另一种实现方式原理图；

图9是第一功率放大单元采用桥接电路时的一种实现方式原理图；

图10是第一功率放大单元采用桥接电路且采用ab类功率放大器时的电路图；

图11是第一功率放大单元采用桥接电路且采用开关型功率放大器时的一种实现方式原理图；

图12是第一功率放大单元采用桥接电路且采用开关型功率放大器时的另一种实现方式原理图；

图13是第一功率放大单元采用桥接电路且采用开关型功率放大器时的再一种实现方式原理图；

图14是本发明实施例二提供的音频测试系统的原理框图；

图15是本发明实施例二中电池供电电路的电路图；

图16是本发明实施例三提供的音频测试系统的原理框图；

图17是本发明实施例三中，信号联合传输电路的一种电路图；

图18是本发明实施例三中，信号联合传输电路的另一种电路图；

图19是本发明实施例四提供的音频测试系统的原理框图；

图20是本发明实施例五提供的音频测试系统的原理框图；

图21是本发明实施例五中，拾音器的结构图；

图22是本发明实施例六提供的音频测试系统的原理框图；

图23是本发明实施例六中，第二功率放大单元的结构图；

图24是本发明实施例六中，第二功率放大单元的电路图。

具体实施方式

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。

针对现有技术存在的问题，本发明中，功率放大单元采用电池供电电路，以缩短功率放大单元与被测电声转换器之间的传输线的长度，提高测试准确度，并消除市电中干扰信号对测试结果的影响。以下将结合实施例进行详细说明：

实施例一

本发明实施例一提供了一种音频测试系统，如图2所示，包括：输出测试信号的音频分析仪1；将音频分析仪1输出的测试信号放大后，输出给被测电声转换器的第一功率放大单元2，第一功率放大单元2的输入端连接音频分析仪1，第一功率放大单元2的输出端连接被测电声转换器；拾取被测电声转换器根据测试信号发出的声音信号，并将拾取的声音信号输入到音频分析仪，由音频分析仪测量该声音信号的音频参数的拾音器3，拾音器3连接音频分析仪1；向音频分析仪1供电的供电电路4，供电电路4连接音频分析仪1的电源输入端；采用电池向第一功率放大单元2供电的电池供电电路5，电池供电电路5的电源输出端连接第一功率放大单元2的电源输入端。

其中，第一功率放大单元2既可采用单放大电路，也可采用双放大电路或多放大电路，且对于单放大电路或双/多放大电路中的任一放大电路，既可采用传统的b类功率放大器或ab类功率放大器，也可采用开关型功率放大器。优选地，采用开关型功率放大器，由于开关型功率放大器效率高，因此采用开关型放大电路，电池工作时间可提升3倍左右。另外，开关型功率放大器的输出阻抗小，从而降低了测试误差，提高了测试准确度。

如图3示出了第一功率放大单元2采用单放大电路且采用开关型功率放大器时的一种实现方式原理，此时，第一功率放大单元2具体是采用d类功率放大器，音频分析仪1输出的测试信号是模拟信号，第一功率放大单元2可包括：第一脉宽调制电路201，用于将音频分析仪1输出的测试信号调制成脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation，pwm)信号并输出；第一开关型功率放大电路202，用于将第一脉宽调制电路201输出的pwm信号进行放大处理后输出；第一滤波电路203，用于对第一开关型功率放大电路202输出的信号进行滤波后，驱动被测电声转换器发声。

如图4示出了第一功率放大单元2采用单放大电路且采用开关型功率放大器时的另一种实现方式原理，此时，第一功率放大单元2具体是采用模/数转换器与数字功率放大器结合的方式，音频分析仪1输出的测试信号是模拟信号，第一功率放大单元2可包括：第一模/数转换电路204，用于对音频分析仪1输出的测试信号进行模/数转换，得到数字信号并输出；第二脉宽调制电路205，用于将第一模/数转换电路204输出的数字信号转换成pwm信号并输出；第二开关型功率放大电路206，用于将第二脉宽调制电路205输出的pwm信号进行放大处理后输出；第二滤波电路207，用于对第二开关型功率放大电路206输出的信号进行滤波后，驱动被测电声转换器发声。

如图5示出了第一功率放大单元2采用单放大电路且采用开关型功率放大器时的再一种实现方式原理，此时，第一功率放大单元2具体是采用数字功率放大器，音频分析仪1输出的测试信号是数字信号，第一功率放大单元2可包括：第一数字信号接收电路208，用于接收音频分析仪1输出的测试信号；第三脉宽调制电路209，用于将第一数字信号接收电路208接收到的测试信号转换成pwm信号并输出；第三开关型功率放大电路210，用于将第三脉宽调制电路209输出的pwm信号进行放大处理后输出；第三滤波电路211，用于对第三开关型功率放大电路210输出的信号进行滤波后，驱动被测电声转换器发声。

当第一功率放大单元2采用双放大电路或多放大电路时，在一种实现方式下，第一功率放大单元2可包括：相互并联连接的两个或多个功率放大子电路，用于分别将音频分析仪1输出的测试信号放大后，输出给被测电声转换器。

如图6以第一功率放大单元2采用双放大电路为例，示出了第一功率放大单元2的一种实现方式原理。此时，第一功率放大单元2可包括：相互并联连接的第一功率放大子电路212和第二功率放大子电路213，用于分别将音频分析仪1输出的测试信号放大后，输出给被测电声转换器。

其中，第一功率放大子电路212和/或第二功率放大子电路213既可采用传统的b类功率放大器或ab类功率放大器，也可采用开关型功率放大器，例如，如图3、图4或图5所示的开关型功率放大器。

当第一功率放大子电路212和第二功率放大子电路213均采用传统的ab类功率放大器时，如图7所示，第一功率放大子电路212可包括：第一集成运放a1、第一电阻r1和第二电阻r2。其中，第一集成运放a1的同相输入端+连接音频分析仪1，第一集成运放a1的反相输入端-通过第一电阻r1连接等电位端、并通过第二电阻r2连接第一集成运放a1的输出端，第一集成运放a1的输出端还连接被测电声转换器。第二功率放大子电路213可包括：第二集成运放a2、第三电阻r3和第四电阻r4。其中，第二集成运放a2的同相输入端+连接第一集成运放a1的同相输入端+，第二集成运放a2的反相输入端-通过第三电阻r3连接等电位端、并通过第四电阻r4连接第二集成运放a2的输出端，第二集成运放a2的输出端还连接第一集成运放a1的输出端。

当第一功率放大单元2采用双放大电路或多放大电路时，在另一种实现方式下，第一功率放大单元2在前一种实现方式的基础上，还可进一步包括：串联在功率放大子电路与第一功率放大单元2的输出端之间的电阻。

如图8以第一功率放大单元2采用双放大电路为例，示出了第一功率放大单元2的另一种实现方式原理。此时，相对于图6，第一功率放大单元2还可进一步包括：串联在第一功率放大子电路212与第一功率放大单元2的输出端之间的第五电阻r5，以及串联在第二功率放大子电路213与第一功率放大单元2的输出端之间的第六电阻r6。

相对于图6，图8所示的第一功率放大单元增加了作为缓冲电阻的小阻值的第五电阻r5和第六电阻r6，第五电阻r5和第六电阻r6例如可分别选用0.1欧姆，用以缓冲第一功率放大子电路212和第二功率放大子电路213之间的电路差异。

对于具有高阻抗的被测电声转换器，当测试功率一定时，需要更高的电压才能满足测试需要，为此，第一功率放大单元可采用桥接电路，该桥接电路向被测电声转换器分别输出正相测试信号和反相测试信号，以得到双倍的输出电压。另外，对于测试用的第一功率放大单元，要求其低频频率响应到20hz以下甚至10hz以下，以满足不同被测电声转换器的测试需要，但采用单电源供电的非桥接电路的第一功率放大单元需要输出电容来隔直流，输出电容会影响低频的响应，而采用桥接电路的第一功率放大单元则不需要输出电容，可满足不同被测电声转换器的测试需要。

如图9示出了第一功率放大单元2采用桥接电路时的一种实现方式原理，此时，第一功率放大单元采用传统的b类功率放大器或ab类功率放大器，第一功率放大单元2可包括：正相放大电路214，用于将音频分析仪1输出的测试信号放大后，输出正相测试信号给被测电声转换器；反相放大电路215，用于将音频分析仪1输出的测试信号放大后，输出反相测试信号给被测电声转换器。

具体地，如图10所示，反相放大电路215可包括：第三集成运放a3、第七电阻r7和第八电阻r8，第三集成运放a3的同相输入端+连接等电位端，第三集成运放a3的反相输入端-通过第七电阻r7连接音频分析仪1、并通过第八电阻r8连接第三集成运放a3的输出端，第三集成运放a3的输出端连接被测电声转换器。正相放大电路214可包括：第四集成运放a4、第九电阻r9和第十电阻r10，第四集成运放a4的同相输入端+连接第七电阻r7的与音频分析仪1连接的一端，第四集成运放a4的反相输入端-通过第九电阻r9连接等电位端、并通过第十电阻r10连接第四集成运放a4的输出端，第四集成运放a4的输出端连接被测电声转换器。

如图11示出了第一功率放大单元2采用桥接电路且采用开关型功率放大器时的一种实现方式原理，此时，第一功率放大单元2具体是采用d类功率放大器，音频分析仪1输出的测试信号是模拟信号，第一功率放大单元2可包括：第四脉宽调制电路216，用于将音频分析仪1输出的测试信号调制成正相pwm信号和反相pwm信号并输出；第四开关型功率放大电路217，用于将第四脉宽调制电路216输出的正相pwm信号进行放大处理后输出；第五开关型功率放大电路218，用于将第四脉宽调制电路216输出的反相pwm信号进行放大处理后输出；第四滤波电路219，用于对第四开关型功率放大电路217输出的信号进行滤波后，驱动被测电声转换器发声；第五滤波电路220，用于对第五开关型功率放大电路218输出的信号进行滤波后，驱动被测电声转换器发声。

如图12示出了第一功率放大单元2采用桥接电路且采用开关型功率放大器时的另一种实现方式原理，此时，第一功率放大单元2具体是采用模/数转换器与数字功率放大器结合的方式，音频分析仪1输出的测试信号是模拟信号，第一功率放大单元2可包括：第二模/数转换电路221，用于对音频分析仪1输出的测试信号进行模/数转换，得到数字信号并输出；第五脉宽调制电路222，用于将第二模/数转换电路221输出的数字信号转换成正相pwm信号和反相pwm信号并输出；第六开关型功率放大电路223，用于将第五脉宽调制电路222输出的正相pwm信号进行放大处理后输出；第七开关型功率放大电路224，用于将第五脉宽调制电路222输出的反相pwm信号进行放大处理后输出；第六滤波电路225，用于对第六开关型功率放大电路223输出的信号进行滤波后，驱动被测电声转换器发声；第七滤波电路226，用于对第七开关型功率放大电路224输出的信号进行滤波后，驱动被测电声转换器发声。

如图13示出了第一功率放大单元2采用桥接电路且采用开关型功率放大器时的再一种实现方式原理，此时，第一功率放大单元2具体是采用数字功率放大器，音频分析仪1输出的测试信号是数字信号，第一功率放大单元2可包括：第二数字信号接收电路227，用于接收音频分析仪1输出的测试信号；第六脉宽调制电路228，用于将第二数字信号接收电路227接收到的测试信号转换成正相pwm信号和反相pwm信号并输出；第八开关型功率放大电路229，用于将第六脉宽调制电路228输出的正相pwm信号进行放大处理后输出；第九开关型功率放大电路230，用于将第六脉宽调制电路228输出的反相pwm信号进行放大处理后输出；第八滤波电路231，用于对第八开关型功率放大电路229输出的信号进行滤波后，驱动被测电声转换器发声；第九滤波电路232，用于对第九开关型功率放大电路230输出的信号进行滤波后，驱动被测电声转换器发声。

实施例二

本发明实施例二提供了一种音频测试系统，如图14所示。与实施例一不同，在实施例二中，电池供电电路5采用可充电电池，同时，为了确保第一功率放大单元2能够长期持续工作，音频分析仪1还用于向电池供电电路5提供充电电源信号。

具体地，如图15所示，此时的电池供电电路5可包括：充电电池bt、充电芯片u1、发光二极管d1、第十一电阻r11、第十七电阻r17。其中，充电芯片u1的电源引脚作为电池供电电路5的电源输入端连接音频分析仪1的电源输出端，发光二极管d1的阳极连接充电芯片u1的电源引脚，发光二极管d1的阴极通过第十七电阻r17连接充电芯片u1的状态指示引脚，充电芯片u1的充电电流调整引脚通过第十一电阻r11连接等电位端，充电电池bt的阳极作为电池供电电路5的电源输出端连接充电芯片u1的充电输出引脚以及第一功率放大单元2的电源输入端，充电电池bt的阴极连接等电位端。

实施例三

本发明实施例三提供了一种音频测试系统，如图16所示。与实施例二不同，在实施例三中，音频测试系统还可包括：信号联合传输电路6，用于采用同一信号线传输测试信号和充电电源信号。此时，音频分析仪1是通过信号联合传输电路6连接第一功率放大单元2和电池供电电路5的。

在一种情况下，如图17所示，信号联合传输电路6可包括：第一电容c1、第二电容c2、以及连接在第一电容c1的第二端和第二电容c2的第一端之间的信号线。第一电容c1的第一端连接音频分析仪1的第一信号输出端，第二电容c2的第二端连接第一功率放大单元2，音频分析仪1的电源输出端连接第一电容c1的第二端，电池供电电路5的电源输入端连接第二电容c2的第一端。这样，当音频分析仪1需要传输测试信号时，关闭充电电源信号的输出，测试信号经第一电容c1传输到信号线上，测试信号之后经第二电容c2隔直后输出到第一功率放大单元2；当音频分析仪1需要传输充电电源信号时，关闭测试信号的输出，充电电源信号直接经信号线传输到电池供电电路5。

在另一种情况下，如图18所示，信号联合传输电路6还可进一步包括：连接在信号线上的切换开关k，切换开关k的一个静触头连接第一电容c1的第二端，切换开关k的另一个静触头连接音频分析仪1的电源输出端，切换开关k的动触头连接在信号线上。这样，便可通过切换开关k的动作来切换信号线传输测试信号或充电电源信号。

实施例四

本发明实施例四提供了一种音频测试系统，如图19所示。此时，音频测试系统还可包括：连接音频分析仪1的第一无线发射器8，用于通过第一无线网络发送测试信号；连接第一功率放大单元2的第一无线接收器7，用于从第一无线网络接收测试信号并将接收到的测试信号发送给第一功率放大单元2。

相对于有线连接方式，该种无线连接方式可提高测试系统的便利性。例如，第一功率放大单元2、第一无线接收器7与电池供电电路5做成一体后，可很方便的满足被测电声转换器在任意位置的测试要求。并且，在应用电池供电电路5后，音频分析仪1与第一功率放大单元2之间的距离较远，远距离的有线传输方式下，测试信号容易被干扰，从而影响测试结果，因此，在采用无线连接方式后，可避免测试信号被干扰，从而降低测试误差，提高测试准确度。

实施例五

本发明实施例五提供了一种音频测试系统，如图20所示。此时，音频测试系统还可包括：连接拾音器3的第二无线发射器9，用于通过第二无线网络发送拾音器3拾取的声音信号；连接音频分析仪1的第二无线接收器10，用于从第二无线网络接收声音信号并将接收到的声音信号发送给音频分析仪1。

相对于有线连接方式，该种无线连接方式可提高测试系统的便利性。例如，拾音器3、第二无线发射器9与电池供电电路5做成一体后，可很方便的满足被测电声转换器在任意位置的测试要求。并且，由于拾音器3与音频分析仪1之间距离较远，远距离的有线传输方式下，声音信号容易被干扰，从而影响测试结果，因此，在采用无线连接方式后，可避免声音信号被干扰，从而降低测试误差，提高测试准确度。当然，实际中，可以将实施例四与实施例五结合，以简化系统。

进一步地，如图21所示，拾音器3可包括：拾音电路31，用于拾取被测电声转换器发出的声音信号；拾音放大电路32，用于对拾音电路31拾取的声音信号进行放大处理后输出给第二无线发射器9；信号检测控制电路33，用于当拾音电路31拾取到声音信号时，控制第二无线发射器9打开，并当拾音电路31在预定时间内未拾取到声音信号时，控制第二无线发射器9关闭，以节约电能。

实施例六

本发明实施例六提供了一种音频测试系统，如图22所示。此时，音频分析仪1可以用于输出阻抗测试信号，音频测试系统还可包括：第二功率放大单元11，用于对阻抗测试信号进行放大后，驱动被测喇叭模块，并对被测喇叭模块的工作电压进行取样及放大后，输出反馈信号给音频分析仪1，由音频分析仪1将反馈信号换算成阻抗，以完成对被测喇叭模块的频率阻抗测试。

进一步地，音频分析仪1还可用于在20hz到20khz之间的不同频率下，分别输出阻抗测试信号，第二功率放大单元11此时还用于对阻抗测试信号进行放大后，驱动被测喇叭模块，并对被测喇叭模块的工作电压进行取样及放大后，输出反馈信号给音频分析仪1，由音频分析仪1将反馈信号换算成阻抗，得到频率阻抗曲线，以完成对被测喇叭模块的频率阻抗曲线测试。

当音频分析仪1只具有一个信号输出端时，可以在断开音频分析仪1与第一功率放大单元2的连接后，将第二功率放大单元11连接在第一信号输出端，当音频分析仪1具有两个信号输出端时，可以将第二功率放大单元11连接在不同于第一信号输出端的第二信号输出端。

进一步地，如图23所示，第二功率放大单元11可包括：功率放大电路111，用于对音频分析仪1输出的阻抗测试信号进行放大后，驱动被测喇叭模块；取样电路112，用于对被测喇叭模块的工作电压进行取样；取样放大电路113，用于对取样电路112取样得到的电压信号进行放大后，输出反馈信号给音频分析仪1。

具体地，如图24所示，功率放大电路111可包括：第五集成运放a5、第十二电阻r12和第十三电阻r13。第五集成运放a5的同相输入端+连接音频分析仪1的第一信号输出端或第二信号输出端，第五集成运放a5的反相输入端-通过第十二电阻r12连接等电位端，并通过第十三电阻r13连接第五集成运放a5的输出端，第五集成运放a5的输出端连接被测喇叭模块的一端。

取样电路112可包括第十六电阻r16，第十六电阻r16的第一端连接被测喇叭模块的另一端，第十六电阻r16的第二端连接等电位端。

取样放大电路113可包括：第六集成运放a6、第十四电阻r14和第十五电阻r15，第六集成运放a6的同相输入端+连接第十六电阻r16的第一端，第六集成运放a6的反相输入端-通过第十五电阻r15连接等电位端，并通过第十四电阻r14连接第六集成运放a6的输出端，第六集成运放a6的输出端连接音频分析仪1的信号输入端。

综上所述，本发明提供的音频测试系统中，功率放大单元采用电池供电电路，缩短了功率放大单元与被测电声转换器之间的传输线的长度，提高了测试准确度，同时，由于电池提供的电源信号不存在干扰信号后，从而消除了功率放大单元因电源干扰而造成的测量误差，进一步提高了测试准确度。再有，第一功率放大单元2可选用开关型功率放大器，利用其高效率，提升了电池工作时间，并降低了测试误差，提高了测试准确度。再有，电池供电电路5采用可充电电池，并由音频分析仪1向其提供充电电源信号，确保了第一功率放大单元2能够长期持续工作。再有，信号联合传输电路6可实现对测试信号和充电电源信号的联合传输，从而简化了系统布线。再有，利用第一无线发射器8和第一无线接收器7实现测试信号的无线传输，提高了测试系统的便利性。再有，利用第二无线发射器9和第二无线接收器10实现声音信号的无线传输，提高了测试系统的便利性。最后，通过增加第二功率放大单元11，实现对被测电声转换器的阻抗测试和频率阻抗曲线测试，丰富了系统功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。