一种用于数字麦克风阵列的测试方法及装置与流程

本发明涉及数字麦克风阵列测试技术领域，更具体地，本发明涉及一种用于数字麦克风阵列的测试方法及装置。

背景技术：

现在很多高端的通话蓝牙耳机、音箱、智能机器人或者是手机，通常都会使用多数字麦克风阵列，以降低背景噪声，提高通话质量。为了拾音的灵活与准确，数字麦克风阵列会放置在一个单独的电路板上，然后通过连接线与主电路相连。这种数字麦克风阵列电路，通常会通过声学参数的处理来检测判断是否异常，但是因为数字麦克风阵列中麦克风之间的距离非常近，需要通过不同位置麦克风采集语音信号的幅值和相位的细微区别来辨别各麦克风是否正常，这种测试方式算法复杂，且测试设备的成本非常高，有些数字麦克风阵列因为测试成本高，会选择直接在组装好的整机阶段进行测试，但是如果此时检测到数字麦克风阵异常，将会造成整机的报废。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种能够解决上述问题之一的新的技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于数字麦克风阵列的测试方法，所述数字麦克风阵列包括至少一对共用时钟线和数据线的麦克风，所述测试方法包括：

堵住所述一对麦克风中的任一麦克风的拾音孔；

向所述时钟线输出时钟信号；

接收所述一对麦克风采集音源得到数字语音信号，其中，所述数字语音信号经所述数据线输出；

根据所述时钟信号对所述数字语音信号进行处理得到两路模拟语音信号，分别作为第一麦克风信号和第二麦克风信号；

计算所述第一麦克风信号和所述第二麦克风信号之间的电压差；

根据所述电压差判断所述数字麦克风阵列是否正常。

可选的是，所述计算所述第一麦克风信号和所述第二麦克风信号之间的电压差包括：

计算所述第一麦克风信号的有效值作为第一有效值，计算所述第二麦克风信号的有效值作为第二有效值；

计算所述第一有效值和所述第二有效值的差，作为所述电压差。

可选的是，所述根据所述电压差判断所述数字麦克风阵列是否正常包括：

判断所述电压差是否为零，如是，则判定所述数字麦克风阵列异常；如否，则判定所述数字麦克风阵列正常。

可选的是，所述根据所述时钟信号对所述数字语音信号进行处理得到两路模拟语音信号，分别作为第一麦克风信号和第二麦克风信号包括：

根据所述时钟信号将所述数字语音信号区分为第一数字语音信号和第二数字语音信号；

对所述第一数字语音信号进行解码处理得到所述第一麦克风信号，对所述第二数字语音信号进行解码处理得到所述第二麦克风信号。

可选的是，所述根据所述电压差判断所述数字麦克风阵列是否正常之后还包括：

如果所述数字麦克风阵列异常，则发出警报以提示测试人员。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于数字麦克风阵列的测试装置，所述数字麦克风阵列包括至少一对共用时钟线和数据线的麦克风，所述测试装置包括：

堵拾音孔模块，用于堵住所述一对麦克风中的任一麦克风的拾音孔；

时钟信号输出模块，用于向所述时钟线输出时钟信号；

信号接收模块，用于接收所述一对麦克风采集音源得到数字语音信号，其中，所述数字语音信号经所述数据线输出；

处理模块，用于根据所述时钟信号对所述数字语音信号进行处理得到两路模拟语音信号，分别作为第一麦克风信号和第二麦克风信号；

计算模块，用于计算所述第一麦克风信号和所述第二麦克风信号之间的电压差；

判断模块，用于根据所述电压差判断所述数字麦克风阵列是否正常。

可选的是，所述计算模块包括：

有效值计算单元，用于计算所述第一麦克风信号的有效值作为第一有效值，计算所述第二麦克风信号的有效值作为第二有效值；

电压差计算单元，用于计算所述第一有效值和所述第二有效值的差，作为所述电压差。

可选的是，所述判断模块还用于判断所述电压差是否为零，如是，则判定所述数字麦克风阵列异常；如否，则判定所述数字麦克风阵列正常。

可选的是，所述处理模块包括：

区分单元，用于根据所述时钟信号将所述数字语音信号区分为第一数字语音信号和第二数字语音信号；

解码单元，用于对所述第一数字语音信号进行解码处理得到所述第一麦克风信号，对所述第二数字语音信号进行解码处理得到所述第二麦克风信号。

可选的是，所述测试装置还包括：

报警模块，用于在所述判断模块的判断结果为否的情况下，发出警报以提示测试人员。

本发明的发明人发现，在现有技术中，存在麦克风阵列测试成本较高的问题。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

本发明的一个有益效果在于，通过本发明的测试方法，无需通过高成本、且复杂的声信号处理,而是通过测试电信号，来判断数字麦克风阵列是否正常，通过该测试方法能够有效降低数字麦克风阵列的测试成本，提高数字麦克风阵列的出厂合格率，避免了在数字麦克风阵列组装在整机上进行测试时，数字麦克风阵列异常将导致整机报废的问题。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是现有的数字麦克风阵列的一种实施结构的电路原理图；

图2是根据本发明一种用于数字麦克风阵列的测试方法的一种实施方式的流程图；

图3是根据本发明一种用于数字麦克风阵列的测试方法的另一种实施方法的流程图；

图4是根据本发明一种用于数字麦克风阵列测试装置的一种实施结构的方框原理图；

图5是根据本发明一种用于数字麦克风阵列测试装置的另一种实施结构的方框原理图。

附图标记说明：

MIC1、MIC2、MIC3、MIC4-麦克风；GND-接地端；

VCC-电源端；DATA1、DATA2-数据线；

CLOCK1、CLOCK2-时钟线；

VDD1、VDD2、VDD3、VDD4-麦克风的电源引脚；

GND1、GND2、GND3、GND4-麦克风的接地引脚；

L/R1、L/R2、L/R3、L/R4-麦克风的左右声道选择引脚；

CLK1、CLK2、CLK3、CLK4-麦克风的时钟引脚；

D1、D2、D3、D4-麦克风的数据引脚。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

现有的麦克风阵列通常是由数字麦克风组成的，即数字麦克风阵列。数字麦克风阵列包括至少一对共用时钟线和数据线的麦克风，两对麦克风组成的麦克风阵列的电路结构通常如图1所示，麦克风MIC1、MIC2为一对，麦克风MIC1的左右声道选择引脚L/R1与电源端VCC连接，麦克风MIC2的左右声道选择引脚L/R2与接地端GND连接，麦克风MIC1的时钟引脚CLK1和麦克风MIC2的时钟引脚CLK2均连接至时钟线CLOCK1，麦克风MIC1的数据引脚D1和麦克风MIC2的数据引脚D2均连接至数据线DATA1，这样，即为麦克风MIC1和麦克风MIC2共用时钟线CLOCK1和数据线DATA1。同样的，麦克风MIC3和麦克风MIC4为一对共用时钟线CLOCK2和数据线DATA2的麦克风，麦克风MIC3和麦克风MIC4的连接方式与麦克风MIC1、MIC2的连接方式相同。

为了解决现有技术中存在的通过检测不同麦克风采集语音信号的幅值和相位的细微区别来辨别各麦克风是否正常，这种测试方式具有算法复杂且测试设备的成本非常高的问题，提供了一种用于数字麦克风阵列的测试方法。

本发明的测试方法以对麦克风MIC1和麦克风MIC2构成的一对麦克风进行测试为例进行说明。

图2为根据本发明一种用于数字麦克风阵列的测试方法的一种实施方式的流程图。

根据图2所示，该测试方法包括：

步骤S210，堵住一对麦克风中的任一麦克风的拾音孔。

具体的，例如可以堵住麦克风MIC2的拾音孔，那么，麦克风MIC2就不能采集音源播放的测试语音。

步骤S220，向麦克风阵列的时钟线输出时钟信号。

时钟信号是时序逻辑的基础，用于决定逻辑单元中的状态何时更新，是有固定周期并与运行无关的信号量。时钟信号有固定的时钟频率，时钟频率是时钟周期的倒数。在电子和尤其是信号的同步数字电路，时钟信号是信号的一种特殊信号振荡之间的高和低的状态，信号的利用像一个节拍器协调行动的数字电路，数字时钟信号基本上是方波电压。它有只有两个电平，一是低电平，另一个是高电平。最常见的时钟信号的占空比为50％，也就是说，高电平和低电平的持续时间是一样的，通常是一个固定的常数频率方波的形式。

因此，在本发明的一个具体实施例中，该时钟信号可以为占空比为50％的方波信号。

进一步地，步骤S210和步骤S220的顺序可以调换。

步骤S230，接收一对麦克风采集音源得到的数字语音信号。

其中，该数字语音信号是经数据线输出的；音源例如可以是音箱播放的频率单一且为固定值的正弦波信号，这样能够简化该测试方法，便于后续计算。

由于麦克风MIC1的左右声道选择引脚L/R1与电源端VCC连接，麦克风MIC2的左右声道选择引脚L/R2与接地端GND连接，因此，麦克风MIC1在时钟信号的上升沿触发，时钟信号为高电平期间，麦克风MIC1的数据引脚D1输出有效数据，时钟信号为低电平期间，麦克风MIC1的数据引脚D1为高阻态；麦克风MIC2在时钟信号的下降沿触发，时钟信号为低电平期间，麦克风MIC2的数据引脚D2输出有效数据，时钟信号为高电平期间，麦克风MIC2的数据引脚D2为高阻态。

高阻态是电路的一种输出状态，它既不是高电平也不是低电平，如果高阻态再输入下一级电路的话，对下级电路无任何影响，和没接一样，电路分析时高阻态可做开路理解。

在麦克风MIC1和麦克风MIC2均正常的情况下，在时钟信号为高电平时，数据线DATA1上传输的是麦克风MIC1输出的有效数据；在时钟信号为低电平时，数据线DATA1上传输的是麦克风MIC2输出的有效数据。

进一步地，由于麦克风MIC2的拾音孔被堵住，无法采集音源，因此第一数字语音信号和第二数字语音信号应该是不同的，例如第二数字语音信号可以是持续的低电平信号，而第一数字语音信号则可以为能够经数模转换为正弦波的数字信号。

步骤S240，根据时钟信号对该数字语音信号进行处理得到两路模拟语音信号，分别作为第一麦克风信号和第二麦克风信号。

具体的，如图3所示，该步骤S240可以包括：

步骤S241，根据时钟信号将数字语音信号区分为第一数字语音信号和第二数字语音信号。

具体的，将时钟信号为高电平时的数字语音信号作为第一数字语音信号，将时钟信号为低电平时的数字语音信号作为第二数字语音信号。

在麦克风MIC1和麦克风MIC2均正常的情况下，由于在时钟信号为高电平时，第一数字语音信号为麦克风MIC1输出的有效数据；在时钟信号为低电平时，第二数字语音信号为麦克风MIC2输出的有效数据，因此，第一数字语音信号和第二数字语音信号不同。

在麦克风MIC1正常、麦克风MIC2异常的情况下，时钟信号为高电平期间，第一数字语音信号为麦克风MIC1输出的有效数据；在时钟信号为低电平期间，第二数字语音信号应该为麦克风MIC2输出的有效数据，但是因为麦克风MIC2异常，数据引脚D2输出高阻态，在时钟信号为低电平时，第二数字信号并不是由麦克风MIC2输出的有效数据，而仍是麦克风MIC1输出的有效数据，使得第一数字语音信号和第二数字语音信号相同。

在麦克风MIC1异常、麦克风MIC2正常的情况下，时钟信号为低电平期间，第二数字语音信号为麦克风MIC2输出的有效数据；在时钟信号为高电平期间，第一数字语音信号应该为麦克风MIC1输出的有效数据，但是因为麦克风MIC1异常，数据引脚D1输出高阻态，在时钟信号为高电平时，第一数字信号并不是由麦克风MIC1输出的有效数据，而仍是麦克风MIC2输出的有效数据，使得第一数字语音信号和第二数字语音信号相同。

在麦克风MIC1和麦克风MIC2均异常时，第一数字语音信号不是由麦克风MIC1输出的有效数据，第二数字语音信号也不是由麦克风MIC2输出的有效数据，且第一数字语音信号与第二数字语音信号完全相同。

步骤S242，对第一数字语音信号进行解码处理得到第一麦克风信号，对第二数字语音信号进行解码处理得到第二麦克风信号。

具体的，解码处理包括数模转换处理，即对第一数字语音信号进行模数转换得到模拟的第一麦克风信号，对第二数字语音信号进行模数转换得到模拟的第二麦克风信号。

步骤S250，计算第一麦克风信号和第二麦克风信号之间的电压差。

进一步地，该步骤S250可以包括：

步骤S251，计算第一麦克风信号的有效值作为第一有效值，计算第二麦克风信号的有效值作为第二有效值。

音源为频率单一且固定的正弦波信号，在麦克风MIC1和麦克风MIC2均正常的情况下，第一麦克风信号也是频率单一且固定的正弦波信号，正弦波信号的第一有效值等于最大值除以且第一有效值不为0，因此，能够快速计算出第一有效值的大小；第二麦克风信号最大值和有效值可以均为0。

在麦克风MIC1正常、麦克风MIC2异常的情况下，第一麦克风信号和第二麦克风信号均为频率单一且固定的正弦波信号，第一有效值和第二有效值相等且不为0。在麦克风MIC1异常、麦克风MIC2正常的情况下，第一有效值和第二有效值均为0。在麦克风MIC1和麦克风MIC2均异常的情况下，第一有效值和第二有效值相等。

步骤S252，计算第一有效值和第二有效值的差，作为电压差。

具体的，由于只有在麦克风MIC1和麦克风MIC均正常的情况下，第一有效值和第二有效值才不相等，在麦克风MIC1和/或麦克风MIC2异常的情况下，第一有效值和第二有效值均相等，因此，根据第一有效值和第二有效值的差就可以判断麦克风阵列是否正常。

进一步地，也可以是直接计算第一麦克风信号和第二麦克风信号之间的差作为电压差，还可以是计算第一麦克风信号最大值和第二麦克风信号最大值的之间的差作为电压差。

步骤S260，根据该电压差判断数字麦克风阵列是否正常。

具体的，可以是判断电压差是否为零，如是，则判定数字麦克风阵列异常；如否，则判定数字麦克风阵列正常。

进一步地，根据图3所示，该测试方法在执行完步骤S260之后还包括：

步骤S310，如果数字麦克风阵列异常，则发出警报以提示测试人员。

这样，能够及时提醒测试人员数字麦克风阵列的测试情况，避免测试人员误将异常的数字麦克风阵列归于正常数字麦克风阵列的分类中，提高数字麦克风阵列的出厂合格率。

通过本发明的测试方法，无需通过高成本、且复杂的声信号处理,而是通过测试电信号，来判断数字麦克风阵列是否正常，通过该测试方法能够有效降低数字麦克风阵列的测试成本，提高数字麦克风阵列的出厂合格率，避免了在数字麦克风阵列组装在整机上进行测试时，数字麦克风阵列异常将导致整机报废的问题。

在数字麦克风阵列包括多对麦克风的情况下，其测试方法与上述一致，即分别对每一对麦克风进行上述测试，且每对麦克风的测试可以同时进行，以判断每对麦克风是否正常，当任一麦克风异常时，则判定该数字麦克风阵列异常。

与上述测试方法相对应的，本发明还提供了一种用于数字麦克风阵列的测试装置。

图4为根据本发明一种用于数字麦克风阵列的测试装置的一种实施结构的方框原理图。

根据图4所示，该测试装置400包括堵拾音孔模块410、时钟信号输出模块420、信号接收模块430、处理模块440、计算模块450和判断模块460。

上述堵拾音孔模块410用于堵住一对麦克风中的任一麦克风的拾音孔；

上述时钟信号输出模块420用于向时钟线输出时钟信号；

上述信号接收模块430用于接收一对麦克风采集音源得到数字语音信号，其中，数字语音信号经数据线输出；

上述处理模块440用于根据时钟信号对数字语音信号进行处理得到两路模拟语音信号，分别作为第一麦克风信号和第二麦克风信号；

上述计算模块450用于计算第一麦克风信号和第二麦克风信号之间的电压差；

上述判断模块460用于根据电压差判断数字麦克风阵列是否正常。

图5为根据本发明一种用于数字麦克风阵列的测试装置的另一种实施结构的方框原理图。

根据图5所示，计算模块450包括有效值计算单元451和电压差计算单元452，该有效值计算单元451用于计算第一麦克风信号的有效值作为第一有效值，计算第二麦克风信号的有效值作为第二有效值；该电压差计算单元452用于计算第一有效值和第二有效值的差，作为电压差。

具体的，判断模块460还用于判断电压差是否为零，如是，则判定数字麦克风阵列异常；如否，则判定数字麦克风阵列正常。

进一步地，处理模块440包括区分单元441和解码单元442，该区分单元441用于根据时钟信号将数字语音信号区分为第一数字语音信号和第二数字语音信号；该解码单元442用于对第一数字语音信号进行解码处理得到第一麦克风信号，对第二数字语音信号进行解码处理得到第二麦克风信号。

在此基础上，该测试装置400还包括报警模块510，用于在判断模块460的判断结果为否的情况下，发出警报以提示测试人员。

上述各实施例主要重点描述与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。