實務上常用的聲學產品產測手法

0801技術文章(聲學產品 )

舉凡codec、DSP相關的聲音類產品設計,從產品開發階段起就必須針對聲音特性反覆地調整相關參數、測試;然而在調教過程中很容易受到外界以及測試設備本身的影響,因此就必須要在一個穩定且安靜的環境下進行,甚至還需要搭配一個無響室 (acoustic chamber) 來隔絕外界的干擾。

產品開發階段的聲學相關參數驗證方法 圖一、產品開發階段的聲學相關參數驗證方法
DXOMARK官方網站 圖二、DXOMARK官方網站

在產品研發階段所精心調整的聲音特性,在生產時當然就必須進行成品測試,以確保其音質的穩定性與一致性。然而如果生產時也使用這些儀器設備進行成品測試不免有點大材小用,更是一筆不小的開銷;因此在實務上就出現另一種作法,只需要市面上常見的麥克風與喇叭就能達到測試的目的。以下就針對這樣的測試設備與流程加以說明。

一、測試原理:

所有的聲音測試都是採一發一收的方式進行:

  1. 由發聲元件撥放音源。
  2. 由收音元件將音源收進來。
  3. 將收集到的訊號轉成數據,並透過軟件進行分析、歸納。
  4. 最後根據門檻值來判定此次測試結果PASS或是FAIL。

一、環境架設需求:

基於上述流程可以得知,測試的重點在於環境穩定性資料的收集,因此我們可以將測試環境稍加調整:

環境架設需求
麥克風測試示意圖

路徑:

  1. 由軟體透過外部喇叭撥放音源檔(例如16bits, 44.1KHz, mono)。
  2. 透過DUT麥克風收音。

將收到的音訊轉換成數據交由軟體歸納並判斷結果。

右邊(R)耳機測試示意圖
 

路徑:

  1. 由軟體透過DUT右耳撥放音源檔(例如24bits, 48KHz, mono)。
  2. 透過DUT麥克風收音。

將收到的音訊轉換成數據交由軟體歸納並判斷結果。

左邊(L)耳機測試示意圖
 路徑:
  1. 由軟體透過DUT左耳撥放音源檔(例如24bits, 48KHz, mono)。
  2. 透過DUT麥克風收音。
將收到的音訊轉換成數據交由軟體歸納並判斷結果。

一、測試流程:

  1.  產品開發後將樣品提供給客戶試聽,並按客戶試聽結果分類三類:
    a. Golden sample:與當初規格定義相符的樣品
    b. Upper limitation / lower limitation sample:雖與當初規格定義不符,但是可以接受的樣品
  2. 針對產品外觀調整測試環境中,DUT、喇叭、麥克風等擺放位置
  3. 測試環境調整後,分別測試golden sample與upper / lower sample並取得三組數據的均值
  4. 將數值與客戶討論、確認後,將三組均值作為golden / upper / lower line並修正軟件內相關參數
    * 如果想增加精確度可以放大測試樣本,這樣繪製出來的golden / upper / lower line會更有代表性
  5. 待一切前置作業完成後即可開始進行測試

此測試方法最大的好處是可調整性高,只需調整測試環境就能滿足其他聲音類產品的測試需求。甚至可以結合不同的測試項目一起測試(如電壓、電流等電氣信號測試),具有節省測試成本的優勢,並大幅縮短產品量產時程。

 

*茂綸代理的Dialog DA721x family (low power audio codec) 以及DA740x family (low power + ANC audio codecs),能讓您的聲學類產品兼具優異的聲學表現與省電的優勢,歡迎向我司業務或是來電洽詢。

參考文獻

1. Microphone SNR Sequence, Soundcheck, https://reurl.cc/qL2Zg3

2. Introducing DXOMARK’s anechoic chamber, DXOMARK, https://reurl.cc/mD2Zvj

You may also want to know