萬(wàn)典華 WAN Dian-hua；萬(wàn)伏初 WAN Fu-chu

（廣東萬(wàn)喜至工業(yè)設(shè)計(jì)有限公司，廣州 510000）

0 引言

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子產(chǎn)品的功能不斷增強(qiáng)，但也伴隨著電磁兼容性（EMC）的挑戰(zhàn)。為確保電子產(chǎn)品在不同環(huán)境下的正常工作并避免對(duì)周圍電磁環(huán)境造成干擾，EMC測(cè)試變得愈發(fā)重要。升降式雙屏蔽層測(cè)試箱是EMC測(cè)試中的重要工具，用于模擬電子設(shè)備在各種電磁環(huán)境下的工作情況。本研究旨在針對(duì)傳統(tǒng)測(cè)試箱的一些局限性，設(shè)計(jì)和研發(fā)一種新型的升降式雙屏蔽層測(cè)試箱。該測(cè)試箱集成了先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)，旨在提高測(cè)試效率、精確性和便捷性。研究包括設(shè)備整體架構(gòu)、驅(qū)動(dòng)與移動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)與自動(dòng)化功能等多個(gè)方面的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。特別關(guān)注的是噪音控制、屏蔽效果和音頻性能的優(yōu)化，以確保測(cè)試箱在真實(shí)工作環(huán)境下的可靠性。通過(guò)此項(xiàng)研究，力求為電子產(chǎn)品的EMC測(cè)試提供更高水平的解決方案，滿足不斷提高的技術(shù)和法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。

1 升降式雙屏蔽層測(cè)試箱的設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)

1.1 設(shè)備整體架構(gòu)

升降式雙屏蔽層測(cè)試箱的設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 升降式雙屏蔽層測(cè)試箱

首先關(guān)注整體架構(gòu)，它包括了以下幾個(gè)關(guān)鍵部分。

1.1.1 機(jī)殼與顯示器支架該測(cè)試箱的外部由堅(jiān)固的機(jī)殼（機(jī)殼1）構(gòu)成，機(jī)殼的后側(cè)壁上裝配了一個(gè)顯示器支架（顯示器支架7）。這個(gè)支架的存在使得測(cè)試箱的用戶能夠根據(jù)實(shí)際需求，自由地調(diào)整顯示器的位置，以便獲得最佳的操作和視野角度。

1.1.2 上測(cè)試箱主體與下測(cè)試箱主體測(cè)試箱內(nèi)部包含了上測(cè)試箱主體（上測(cè)試箱主體21）和下測(cè)試箱主體（下測(cè)試箱主體22）。上測(cè)試箱主體位于下測(cè)試箱主體的上方，兩者之間的相對(duì)移動(dòng)設(shè)計(jì)構(gòu)成了升降式的結(jié)構(gòu)。這個(gè)設(shè)計(jì)使得測(cè)試箱可以根據(jù)需要上下移動(dòng)，為不同高度的測(cè)試或操作提供了靈活性。見(jiàn)圖2。

圖2 升降式雙屏蔽層測(cè)試箱設(shè)備中其中一個(gè)測(cè)試箱組件結(jié)構(gòu)示意圖

1.1.3 屏蔽結(jié)構(gòu)與承托板屏蔽結(jié)構(gòu)是測(cè)試箱的核心組成部分，它由兩層屏蔽結(jié)構(gòu)組成：第一層屏蔽結(jié)構(gòu)由上測(cè)試箱主體構(gòu)成，第二層屏蔽結(jié)構(gòu)由下測(cè)試箱主體構(gòu)成。這兩層屏蔽結(jié)構(gòu)的存在是為了防止外部無(wú)線信號(hào)對(duì)內(nèi)部音頻測(cè)試數(shù)據(jù)的干擾。此外，在上測(cè)試箱主體的外側(cè)壁上，安裝了一個(gè)承托板（承托板26），它的滑動(dòng)設(shè)置在支撐滑軌（支撐滑軌24）內(nèi)，支撐滑軌的形狀呈U形，安裝在下測(cè)試箱主體的外側(cè)壁上，提供了上測(cè)試箱主體升降運(yùn)動(dòng)的支撐[1]。

1.2 驅(qū)動(dòng)與移動(dòng)機(jī)構(gòu)

為了實(shí)現(xiàn)測(cè)試箱的升降功能，設(shè)計(jì)了以下關(guān)鍵機(jī)構(gòu)。

1.2.1驅(qū)動(dòng)氣缸與支撐滑軌驅(qū)動(dòng)氣缸（驅(qū)動(dòng)氣缸23）位于支撐滑軌內(nèi)，安裝在下測(cè)試箱主體的外側(cè)壁上。氣缸臂（氣缸臂25）與氣缸相連，并通過(guò)承托板連接在上測(cè)試箱主體的下端面上。當(dāng)驅(qū)動(dòng)氣缸工作時(shí)，氣缸臂的運(yùn)動(dòng)會(huì)引發(fā)上測(cè)試箱主體的升降運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)升降功能。

1.2.2 噪音檢測(cè)儀與降噪機(jī)構(gòu)在上測(cè)試箱主體的下端面上設(shè)置了噪音檢測(cè)儀，它用于感知上測(cè)試箱主體和下測(cè)試箱主體之間的噪音強(qiáng)度。當(dāng)噪音超過(guò)一定閾值時(shí)，噪音檢測(cè)儀會(huì)觸發(fā)驅(qū)動(dòng)氣缸工作，使上測(cè)試箱主體相對(duì)下測(cè)試箱主體上升，減小噪音干擾。

此外，降噪機(jī)構(gòu)位于上測(cè)試箱主體上，包括一號(hào)通孔和密封塞。一號(hào)通孔開(kāi)設(shè)在封堵罩上，密封塞與喇叭相抵接。當(dāng)噪音較大時(shí)，密封塞會(huì)脫離喇叭，以加速降噪過(guò)程，減小噪音對(duì)測(cè)試的干擾[2]。

1.2.3 電磁鐵與導(dǎo)向復(fù)位組件在支撐箱內(nèi)，設(shè)置了電磁鐵（電磁鐵411），它與導(dǎo)向復(fù)位組件（導(dǎo)向復(fù)位組件410）相互作用。導(dǎo)向復(fù)位組件包括導(dǎo)向復(fù)位桿、導(dǎo)向復(fù)位筒和導(dǎo)向復(fù)位彈簧。這個(gè)機(jī)構(gòu)的作用是為電磁鐵的運(yùn)動(dòng)提供導(dǎo)向和支撐，確保其正常工作。支撐箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 升降式雙屏蔽層測(cè)試箱設(shè)備中支撐箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

1.3 控制系統(tǒng)與自動(dòng)化功能

整個(gè)測(cè)試箱設(shè)備還包括了一個(gè)控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化功能和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)。

1.3.1 中央處理器與傳感器測(cè)試箱設(shè)備內(nèi)置了中央處理器，它與各個(gè)部件的傳感器連接，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制設(shè)備的狀態(tài)。這個(gè)控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)升降運(yùn)動(dòng)、噪音控制和其他自動(dòng)化功能[3]。

1.3.2 自動(dòng)升降功能與噪音控制控制系統(tǒng)使測(cè)試箱能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)升降功能，根據(jù)噪音檢測(cè)儀的數(shù)據(jù)，智能地控制驅(qū)動(dòng)氣缸工作，以及觸發(fā)降噪機(jī)構(gòu)的操作。這些功能有助于提高測(cè)試箱的性能和精度，確保音頻測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

綜上所述，升降式雙屏蔽層測(cè)試箱設(shè)備的設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)充分考慮了實(shí)用性、穩(wěn)定性、安全性和美觀性等因素。通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，它提供了更靈活的測(cè)試環(huán)境和更精準(zhǔn)的測(cè)試數(shù)據(jù)，適應(yīng)了現(xiàn)代音頻產(chǎn)品測(cè)試的需求。

2 升降式雙屏蔽層測(cè)試箱的性能優(yōu)化

在升降式雙屏蔽層測(cè)試箱的性能優(yōu)化方面，將重點(diǎn)關(guān)注以下兩個(gè)關(guān)鍵方面。

2.1 噪音控制與降噪效果評(píng)估

2.1.1 噪音檢測(cè)儀的性能首先，需要關(guān)注測(cè)試箱內(nèi)噪音的控制和評(píng)估。噪音檢測(cè)儀作為性能優(yōu)化的關(guān)鍵組件之一，需要具備高精度和高靈敏度。對(duì)于噪音檢測(cè)儀的性能，將進(jìn)行以下評(píng)估：

靈敏度測(cè)試：通過(guò)模擬不同噪音水平的場(chǎng)景，評(píng)估噪音檢測(cè)儀的靈敏度，確保其可以準(zhǔn)確地感知到噪音的變化。

頻率響應(yīng)測(cè)試：測(cè)試噪音檢測(cè)儀在不同頻率范圍內(nèi)的響應(yīng)，以確保它對(duì)各種頻率的噪音都能進(jìn)行有效檢測(cè)。

2.1.2 降噪機(jī)構(gòu)的效果分析其次，需要評(píng)估降噪機(jī)構(gòu)的效果，以確保它能夠有效減小噪音干擾。效果分析包括：

降噪前后對(duì)比測(cè)試：在模擬測(cè)試環(huán)境中，記錄降噪前和降噪后的噪音水平，并評(píng)估降噪機(jī)構(gòu)在不同噪音條件下的實(shí)際效果。

降噪機(jī)構(gòu)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試：檢測(cè)降噪機(jī)構(gòu)的響應(yīng)時(shí)間，確保它可以快速啟動(dòng)以應(yīng)對(duì)突發(fā)噪音。

2.2 屏蔽層設(shè)計(jì)與精準(zhǔn)性測(cè)試

2.2.1 音頻數(shù)據(jù)的精確性與穩(wěn)定性為了進(jìn)行精準(zhǔn)性測(cè)試，需要優(yōu)化屏蔽層的設(shè)計(jì)，確保測(cè)試箱內(nèi)的音頻數(shù)據(jù)具有高度的精確性和穩(wěn)定性。具體措施包括：

屏蔽材料選擇：選擇高效的屏蔽材料，以減少外部無(wú)線信號(hào)的干擾。通過(guò)測(cè)試不同材料的屏蔽性能，選擇最適合的材料。

內(nèi)部布局優(yōu)化：優(yōu)化測(cè)試箱內(nèi)部的布局，以減少音頻信號(hào)傳輸路徑的長(zhǎng)度，降低信號(hào)損失，提高音頻數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。

定期校準(zhǔn)：定期對(duì)測(cè)試箱進(jìn)行校準(zhǔn)，確保音頻數(shù)據(jù)的精確性。使用標(biāo)準(zhǔn)音頻源進(jìn)行校準(zhǔn)，以驗(yàn)證測(cè)試箱的準(zhǔn)確性。

2.2.2 外部環(huán)境無(wú)線信號(hào)屏蔽效果最后，將重點(diǎn)評(píng)估測(cè)試箱對(duì)外部環(huán)境無(wú)線信號(hào)的屏蔽效果，以確保測(cè)試環(huán)境的穩(wěn)定性和獨(dú)立性。這方面的評(píng)估包括：

外部信號(hào)干擾測(cè)試：在測(cè)試箱內(nèi)進(jìn)行音頻測(cè)試時(shí)，監(jiān)測(cè)外部無(wú)線信號(hào)對(duì)測(cè)試結(jié)果的干擾情況，并采取措施來(lái)降低這種干擾。

信號(hào)隔離效果測(cè)試：評(píng)估測(cè)試箱內(nèi)部屏蔽結(jié)構(gòu)對(duì)外部無(wú)線信號(hào)的隔離效果，確保測(cè)試結(jié)果不受外部信號(hào)的影響。

綜上所述，升降式雙屏蔽層測(cè)試箱的性能優(yōu)化需要關(guān)注噪音控制、降噪效果、音頻數(shù)據(jù)的精確性與穩(wěn)定性以及外部環(huán)境無(wú)線信號(hào)的屏蔽效果。通過(guò)針對(duì)這些關(guān)鍵方面的優(yōu)化和評(píng)估，可以確保測(cè)試箱在音頻測(cè)試中提供高質(zhì)量和可靠的性能。

3 自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

在升降式雙屏蔽層測(cè)試箱中，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化是關(guān)鍵的，它可以提高操作便捷性、效率和精確性。以下是有關(guān)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)內(nèi)容。

3.1 應(yīng)用場(chǎng)景

在音頻設(shè)備制造和質(zhì)量控制領(lǐng)域，需要對(duì)各種音頻產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估，以確保其性能符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，這包括揚(yáng)聲器、耳機(jī)、音響系統(tǒng)等各種音頻設(shè)備的性能測(cè)試。

3.2 功能結(jié)構(gòu)

升降式雙屏蔽層測(cè)試箱設(shè)備采用了先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)，具備以下功能結(jié)構(gòu)：

升降結(jié)構(gòu)：設(shè)備內(nèi)含有升降結(jié)構(gòu)，允許用戶根據(jù)測(cè)試需求調(diào)整測(cè)試箱的高度。這種升降設(shè)計(jì)能夠適應(yīng)不同尺寸和類型的音頻設(shè)備，無(wú)需額外的測(cè)試環(huán)境調(diào)整。

雙屏蔽層：測(cè)試箱內(nèi)設(shè)有雙層屏蔽結(jié)構(gòu)，包括上測(cè)試箱主體和下測(cè)試箱主體，以最大程度地隔離外部噪音和干擾。這確保了音頻測(cè)試的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

噪音檢測(cè)儀：配備了噪音檢測(cè)儀，可以感知測(cè)試過(guò)程中的噪音干擾。當(dāng)噪音達(dá)到一定水平時(shí)，噪音檢測(cè)儀將觸發(fā)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

降噪機(jī)構(gòu)：在上測(cè)試箱主體上設(shè)置了降噪機(jī)構(gòu)，包括一號(hào)通孔和密封塞，以有效減小內(nèi)部噪音水平。當(dāng)噪音超過(guò)可接受水平時(shí)，降噪機(jī)構(gòu)將迅速介入，提高測(cè)試的可靠性。

警示機(jī)構(gòu)：設(shè)備內(nèi)設(shè)置有警示機(jī)構(gòu)，包括推拉桿和旋轉(zhuǎn)組件。當(dāng)測(cè)試箱升降過(guò)程中，警示機(jī)構(gòu)可以發(fā)出警報(bào)聲，提醒操作人員注意安全。

3.3 應(yīng)用流程

升降式雙屏蔽層測(cè)試箱設(shè)備在音頻測(cè)試中的應(yīng)用流程如圖4。

圖4 應(yīng)用流程圖

設(shè)備準(zhǔn)備：將待測(cè)試的音頻設(shè)備放置在測(cè)試箱內(nèi)，確保設(shè)備適應(yīng)測(cè)試空間。

啟動(dòng)測(cè)試：?jiǎn)?dòng)測(cè)試箱的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，包括噪音檢測(cè)儀。

噪音檢測(cè)：噪音檢測(cè)儀不斷監(jiān)測(cè)測(cè)試箱內(nèi)部的噪音水平。如果噪音超過(guò)設(shè)定的閾值，系統(tǒng)將觸發(fā)下一步操作。

升降調(diào)整：根據(jù)噪音檢測(cè)的結(jié)果，自動(dòng)化控制系統(tǒng)會(huì)調(diào)整測(cè)試箱的高度，即升降式測(cè)試箱的升降結(jié)構(gòu)會(huì)根據(jù)需要運(yùn)動(dòng)。這將使上測(cè)試箱主體與下測(cè)試箱主體之間的距離適應(yīng)性地調(diào)整，以減小噪音干擾。

降噪操作：同時(shí)，降噪機(jī)構(gòu)也會(huì)介入工作，確保測(cè)試過(guò)程中的噪音最小化。

測(cè)試結(jié)果記錄：在測(cè)試完成后，系統(tǒng)將記錄測(cè)試結(jié)果，包括音頻性能參數(shù)和任何異常情況。

安全警示：如果在測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)異常或需要注意的情況，警示機(jī)構(gòu)將發(fā)出聲音或光信號(hào)，提醒操作人員。

4 實(shí)際應(yīng)用結(jié)果

4.1 音頻頻率響應(yīng)測(cè)試

使用升降式雙屏蔽層測(cè)試箱設(shè)備，對(duì)一款新型揚(yáng)聲器進(jìn)行了音頻頻率響應(yīng)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示，該揚(yáng)聲器在不同頻率下的聲音輸出水平保持了高度的一致性，頻率響應(yīng)曲線非常平滑。

頻率范圍：20Hz-20kHz；

最大音頻失真率：小于1%；

頻率響應(yīng)均勻性：小于0.5dB。

4.2 噪音干擾測(cè)試

在測(cè)試箱內(nèi)模擬了噪音干擾情況，然后通過(guò)升降式雙屏蔽層測(cè)試箱設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，測(cè)試箱內(nèi)的降噪機(jī)構(gòu)能夠有效減小外部噪音對(duì)測(cè)試的影響。

外部噪音水平：80dB；

使用降噪機(jī)構(gòu)后的內(nèi)部噪音水平：小于45dB。

4.3 升降速度測(cè)試

測(cè)試了測(cè)試箱的升降速度以及響應(yīng)時(shí)間。結(jié)果顯示，測(cè)試箱能夠在噪音檢測(cè)儀觸發(fā)后快速調(diào)整高度以減小噪音干擾。

升降速度：每秒可升降10厘米；

響應(yīng)時(shí)間：小于1秒。

4.4 警示機(jī)構(gòu)測(cè)試

測(cè)試了警示機(jī)構(gòu)的工作效果，包括聲音和光信號(hào)。在模擬測(cè)試中，當(dāng)噪音水平升高到危險(xiǎn)水平時(shí)，警示機(jī)構(gòu)發(fā)出警報(bào)，提醒操作人員采取必要的安全措施。

警示聲音響度：85dB；

警示光信號(hào)：紅色閃爍燈。

4.5 實(shí)際應(yīng)用結(jié)果總結(jié)

通過(guò)使用升降式雙屏蔽層測(cè)試箱設(shè)備進(jìn)行音頻測(cè)試，獲得了高度準(zhǔn)確和可靠的測(cè)試數(shù)據(jù)。該設(shè)備在不同頻率下的音頻頻率響應(yīng)測(cè)試中表現(xiàn)出色，具有較低的音頻失真率和頻率響應(yīng)均勻性。此外，降噪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用有效減小了外部噪音對(duì)測(cè)試的干擾，保證了測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性。

測(cè)試箱的升降速度和響應(yīng)時(shí)間非常快，可以根據(jù)需要迅速調(diào)整高度，減小噪音對(duì)測(cè)試的影響。警示機(jī)構(gòu)的工作效果也得到了驗(yàn)證，確保了操作人員的安全。

綜合而言，升降式雙屏蔽層測(cè)試箱設(shè)備在音頻測(cè)試領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，它能夠?yàn)橐纛l設(shè)備的質(zhì)量控制提供高度準(zhǔn)確和穩(wěn)定的測(cè)試環(huán)境，為產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。這種設(shè)備在音頻行業(yè)中的應(yīng)用具有重要的意義，能夠提高音頻產(chǎn)品的性能和可靠性，滿足市場(chǎng)需求。

5 結(jié)束語(yǔ)

升降式雙屏蔽層測(cè)試箱的設(shè)計(jì)與自動(dòng)化控制技術(shù)研究是電子產(chǎn)品領(lǐng)域的一項(xiàng)重要工作。本研究通過(guò)詳細(xì)的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)，成功開(kāi)發(fā)了一種性能卓越的測(cè)試箱系統(tǒng)，具有優(yōu)化的噪音控制、卓越的屏蔽效果以及出色的音頻性能。這一成果不僅提高了電子產(chǎn)品的EMC測(cè)試效率，還為電子產(chǎn)品的研發(fā)和制造提供了更可靠的保障。未來(lái)，將繼續(xù)努力，不斷改進(jìn)和完善升降式雙屏蔽層測(cè)試箱系統(tǒng)，以適應(yīng)不斷演進(jìn)的電子產(chǎn)品和電磁兼容性測(cè)試需求。這將有助于推動(dòng)電子科技的進(jìn)步，確?，F(xiàn)代電子設(shè)備在各種環(huán)境中能夠高效穩(wěn)定地運(yùn)行，同時(shí)也有助于維護(hù)電磁環(huán)境的整潔和安寧。