趙立燕

摘 要：聽障骨傳導(dǎo)耳機的測試通常在實驗室測試，無法在生產(chǎn)線上進行大批量測試，主要原因在于無法解決多套測試系統(tǒng)之間一致性的問題。針對此問題，文章研究了一套測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)把加速度傳感器作為校準(zhǔn)器件，利用加速度傳感器的出廠原始曲線基本一致這一特性，只要調(diào)節(jié)測試系統(tǒng)中得到的加速度曲線與出廠的曲線一致，就可認(rèn)為測試系統(tǒng)的結(jié)果一致，從而解決多套測試系統(tǒng)之間的差異，便于測試系統(tǒng)進行復(fù)制，滿足生產(chǎn)線進行批量測試需求。文章中設(shè)計的聽障骨傳導(dǎo)耳機測試系統(tǒng)適應(yīng)性強，頻率范圍可調(diào)，操作簡單方便，有很高的市場應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：加速度傳感器;聽障骨傳導(dǎo)耳機;產(chǎn)線環(huán)境;控制系統(tǒng)

中圖分類號：TN643;TP334.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）04-018-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.04.009

目前，市場上骨傳導(dǎo)耳機的應(yīng)用越來越多，如無線藍(lán)牙耳機、水下通訊耳機、助聽器等，都有骨傳導(dǎo)耳機的應(yīng)用。但在產(chǎn)品質(zhì)量檢測方面，因為無法解決測試系統(tǒng)之間一致性的問題，導(dǎo)致骨傳導(dǎo)耳機生產(chǎn)效率低下。企業(yè)在對骨傳導(dǎo)耳機進行檢測時，生產(chǎn)線都是搭建一套測試系統(tǒng)進行測試，或者進行實驗室抽檢測試，（一般的產(chǎn)線聲學(xué)測試系統(tǒng)一致性要求：20Hz～10kHz頻段范圍，誤差在±0.5dB以內(nèi)）。而文章介紹的這套測試系統(tǒng)成功解決了測試系統(tǒng)一致性問題，實現(xiàn)了產(chǎn)線的批量測試[1]。

1 系統(tǒng)組成及工作原理

該系統(tǒng)主要由大理石臺面、振動器、功放、聲卡、支持CCLD供電系統(tǒng)的調(diào)適放大器、測試工裝、加速度傳感器、線材等構(gòu)成。系統(tǒng)硬件方框圖如圖1所示。

大理石臺面用來保證調(diào)節(jié)振動器的水平面和阻斷外界的干擾。測試骨傳導(dǎo)耳機時，外界的振動干擾會影響到測試結(jié)果，所以大理石平臺的重量一般不小200kg。

工作過程：準(zhǔn)備檢查電路連接是否正常，測試工裝安裝到位，測試系統(tǒng)中各單元電路是否正常，大理石平臺水平校準(zhǔn)是否合格，如圖2所示。

電腦主機軟件安裝：主要有音頻分析軟件安裝是否正常，其他輔助測試軟件如掃槍軟件、聲卡驅(qū)動軟件，測試軟件安裝，測試傳輸軟件等是否正常安裝。

加速度傳感器的輸入校準(zhǔn)：使用手持振動源對加速度傳感器的輸入靈敏度進行校準(zhǔn)，檢查加速度傳感器的輸入靈敏度是否與出廠規(guī)格書標(biāo)稱值一致，如圖3所示。

加速度傳感器的輸出校準(zhǔn)：先將被測試的產(chǎn)品放置在測試工裝上，作為配重就與實際生產(chǎn)測試環(huán)境一致。然后打開測試系統(tǒng)進行第一次測試，測試軟件就會得到一條加速度傳感器測試曲線，這條曲線與加速度傳感器的出廠原始曲線有很大的差異，使用測試軟件對這條測試曲線取反，把取反后的曲線當(dāng)作功放端的輸入源;再次進行測試，測試軟件上得到加速度傳感器曲線就會與其出廠曲線一致。如果略有差異，可重復(fù)多次上述過程，直到得到符合要求的曲線。這樣，就完成了加速度傳感器的輸出校準(zhǔn)[2]。

測試系統(tǒng)重復(fù)性測試：為了驗證測試系統(tǒng)的可靠性與一致性，選用3PCS實驗提供的產(chǎn)品“金樣”在測試系統(tǒng)上進行循環(huán)三次的重復(fù)性測試，測試結(jié)果符合產(chǎn)線要求后，就可證明重復(fù)性沒有問題。一般要求頻響曲線100Hz到3kHz誤差在±1dB，如圖4所示。

多套測試系統(tǒng)的一致性：在實際生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)線為了提高產(chǎn)能需要多套測試系統(tǒng)，所以要解決多套測試的一致性。首先，要按照加速度傳感器的輸入標(biāo)準(zhǔn)與輸出校準(zhǔn)對測試系統(tǒng)進行校準(zhǔn)。其次，要使用實驗室提供的產(chǎn)品“金樣”對測試系統(tǒng)進行測試數(shù)據(jù)的驗證[3]。

2 系統(tǒng)性能指標(biāo)

該測試系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)如下：

測試頻段：10kHz～20kHz;

帶負(fù)載能力：<2000g;

測試精度：+0.5dB全頻段（10kHz～12kHz），1dB（13kHz～20kHz）。

3 硬件設(shè)計

振動臺：振動臺采用B&K公司的4809振動臺，此振動臺的優(yōu)勢是帶負(fù)載能力大，頻率范圍寬工作頻率為10Hz～20kHz。

加速度傳感器：加速度傳感器采用B&K公司的4533B加速度傳感器，此傳感器的工作頻度寬從0.2Hz～12.8kHz，采用CCLD電源供電。

聲卡：聲卡選用fireface UCX的聲卡，原因是UCX聲卡在處理模擬信號時不會出現(xiàn)點問題。

適調(diào)放大器：選用BK公司的1704，此適調(diào)放大器能為CCLD傳感器提供CLD（恒流線驅(qū)動）電源。其還有內(nèi)置的可再充電電池，可能同時處理兩路信號，滿足測試系統(tǒng)需求。

功率放大器：選用瑞森公司的PA3000，此功放設(shè)有普通av插口，卡儂插口，輸出功率在0～40dB可調(diào)節(jié)，滿足B&K公司4809振動臺的驅(qū)動要求[4]。

4 軟件設(shè)計

此測試系統(tǒng)的軟件流程圖如圖5所示。

5 骨傳導(dǎo)耳機產(chǎn)線測試系統(tǒng)特點

此系統(tǒng)可以跟據(jù)客戶需要通過軟件調(diào)試測試頻率范圍。

測試精確高，各機臺之間在全頻段范圍誤差為±0～5dB。

測試系統(tǒng)工作穩(wěn)定性高，產(chǎn)線實際測試1萬次，復(fù)測率為1%以內(nèi)[5]。

6 結(jié)語

聽障骨傳導(dǎo)耳機產(chǎn)線測試系統(tǒng)能滿足產(chǎn)線環(huán)境下對骨傳導(dǎo)耳機的測試要求，其振動控制核心為加速度傳感器，控制部分是以計算機為核心的音頻測試軟件。通過加速度傳感器的測試值與測試中測試設(shè)備的測試值之間的差值比較，判定測試設(shè)備是否達到產(chǎn)線測試要求。該系統(tǒng)操作簡單，振動頻率控制精度高，穩(wěn)定性好，完全滿足產(chǎn)線環(huán)境下進行骨傳導(dǎo)耳機測試的要求。

參考文獻

[1] 季寧.骨傳導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用[J].電子制作，2015（14）：23-25.

[2] 郝燁，孟祥峰，任海萍.骨導(dǎo)式助聽器主要性能指標(biāo)及檢驗方法探究[J].中國醫(yī)療設(shè)備，2019，34（10）：36-38.

[3] 艾海明，郭紅陽，王杰.骨導(dǎo)振子標(biāo)準(zhǔn)制定的研究[J].中國聽力語言康復(fù)科學(xué)，2017（4）：266-268.

[4] 刁振軍.電聲器件測試儀類儀器的校準(zhǔn)方法研究[J].無線互聯(lián)科技，2018，3（6）：54-56.

[5] 周靜雷，孟海軍，張源源.電聲測量系統(tǒng)中的品質(zhì)管理方法分析與研究[J].電聲技術(shù)，2012，36（3）：13-16.