[發明專利]基于恒流源功放的揚聲器異常聲檢測電路裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201210437729.6
• 申請日: 2012-11-06
• 公開（公告）號: CN102970646A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 周靜雷;李穎
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: H04R29/00
• 分類號: H04R29/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 張瑞琪

1.基于恒流源功放的揚聲器異常聲檢測電路裝置，其特征在于，包括有通過導線連接的高精度幅度可調的正弦信號發生器模塊、恒流源功放模塊、異常聲提取檢測模塊及基頻信號分析反饋模塊。

2.根據權利要求1所述的基于恒流源功放的揚聲器異常聲檢測電路裝置，其特征在于，所述正弦信號發生器模塊包括有信號源發生器（1）、程控衰減器（2）、程控帶通濾波器（3），所述信號源發生器（1）通過導線分別與所述程控衰減器（2）、所述程控帶通濾波器（3）連接。

3.根據權利要求1所述的基于恒流源功放的揚聲器異常聲檢測電路裝置，其特征在于，所述恒流源功放模塊包括有功率放大器（4）和差分放大電路（5），所述恒流源功率放大器（4）通過導線與所述差分放大電路（5）連接，所述恒流源功率放大器（4）上還設置有連接揚聲器的導線。

4.根據權利要求1所述的基于恒流源功放的揚聲器異常聲檢測電路裝置，其特征在于，所述異常聲提取檢測模塊包括有通過導線依次連接的程控帶阻濾波器（6）和單端放大器（7），所述單端放大器（7）分別通過導線與譜分析模塊（8）及帶揚聲裝置的放音模塊（9）連接。

5.根據權利要求1所述的基于恒流源功放的揚聲器異常聲檢測電路裝置，其特征在于，所述基頻信號分析反饋模塊包括有通過導線連接在一起DSP模塊（10）和A/D轉換器（11）。

6.根據權利要求1~5所述的基于恒流源功放的揚聲器異常聲檢測電路裝置，其特征在于，所述正弦信號發生器模塊內的程控帶通濾波器（3）通過導線與所述恒流源功放模塊內的恒流源功率放大器（4）連接，所述恒流源功放模塊內的差分放大電路（5）通過導線分別與所述異常聲提取檢測模塊內的程控帶阻濾波器（6）、基頻信號分析反饋模塊內的A/D轉換器（11）連接，所述異常聲提取檢測模塊內的程控帶阻濾波器（6）通過導線依次與所述基頻信號分析反饋模塊內的DSP模塊（10）、所述正弦信號發生器模塊內的程控衰減器（2）連接。

7.基于恒流源功放的揚聲器異常聲檢測電路裝置的檢測方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1、由高精度幅度可調的正弦信號發生器模塊提供高精度且幅度可調的激勵信號；

高精度幅度可調正弦信號發生器模塊內的信號源發生器（1）發生連續掃頻信號，利用程控衰減器對連續掃頻信號進行衰減，并將連續掃頻信號的頻率范圍進行控制；

步驟2、以恒流方式驅動揚聲器產生電響應信號，并將電響應信號轉換為數字信號，分析基頻信號頻譜，將基頻信號幅值反饋給信號源發生器進行幅值補償；

步驟3、判斷揚聲器是否存在異常音。

8.根據權利要求7所述的基于恒流源功放的揚聲器異常聲檢測電路裝置的方法，其特征在于，所述步驟1具體按照以下步驟實施：

1）將待測的揚聲器通過導線連接在恒流源功率放大器（4）和差分放大電路（5）之間，接通電路，啟動基于恒流源功放的揚聲器異常聲檢測電路，由信號源發生器（1）發生連續掃頻信號，程控衰減器（2）將連續掃頻信號的頻譜幅值進行衰減，獲得不會產生失真的連續掃頻信號；

2）經1）處理后，連續掃頻信號由程控帶通濾波器（3）進行調整，程控帶通濾波器（3）根據用戶預先設定的參數：中心頻率和通帶截止頻率對連續掃頻信號進行濾波，濾除基頻信號頻率以外的成分，提高連續掃頻信號的精度，得到基頻信號。

9.根據權利要求7所述的基于恒流源功放的揚聲器異常聲檢測電路裝置的方法，其特征在于，所述步驟2具體按照以下步驟實施：

1）將步驟1中獲取的基頻信號輸入恒流源功放模塊，恒流源功放模塊內的恒流功率放大器（4）對步驟1得到的基頻信號進行功率放大并加載在步驟1中連接的待測的揚聲器兩端，經恒流功率放大器（4）處理的基頻信號驅動揚聲器發聲，同時使待測的揚聲器兩端產生電響應信號；

2）將1）中揚聲器兩端的電響應信號送入差分放大電路（5），差分放大電路（5）放大差模信號，抑制共模噪聲信號，得到不含外界噪聲的揚聲器電響應信號。

10.根據權利要求7所述的基于恒流源功放的揚聲器異常聲檢測電路裝置的方法，其特征在于，所述步驟3具體按照以下步驟實施：

1）將步驟2中得到不含外界噪聲的揚聲器電響應信號經A/D轉換器（11）進行模數轉換，將不含外界噪聲的揚聲器電響應信號轉變為離散的數字信號，再通過DSP模塊（10）對離散的數字信號進行處理，將離散的數字信號中與步驟1中基頻信號相同的那部分信號進行頻譜分析，同時DSP模塊（10）將基頻信號頻譜的幅值反饋給信號源發生器（1），信號源發生器（1）對基頻信號進行幅值補償；

DSP模塊（10）控制信號源發生器（1）、程控衰減器（2）、程控帶通濾波器（3）、程控帶阻濾波器（6）各個模塊頻率同步運行，經步驟2獲得的不含外界噪聲的揚聲器電響應信號被送入程控帶阻濾波器（6），根據基頻信號的頻率范圍，設定程控帶阻濾波器（6）的截止頻率，濾除待檢測的揚聲器兩端電響應信號中與基頻信號不相關的信號，獲取待檢測聲音信號；

2）將經1）獲取的待檢測聲音信號輸送至單端放大器（7），由單端放大器（7）將待檢測聲音信號放大；

3）放大后的待檢測聲音信號被分別輸送至譜分析模塊（8）和帶揚聲裝置的放音模塊（9），譜分析模塊（8）提取放大后的待檢測聲音信號，采用傅里葉變換，將放大后的待檢測聲音信號轉換成頻譜，若所得的頻譜雜亂無章，且能量超過預先設定的閾值，說明待檢測聲音信號為異常聲信號；

其中預先設定的閾值是通過實驗測量得，沒有確定值，具體得到方法是：取100只正常揚聲器，通過測量，統計并確定良好揚聲器的閾值上限，再取100只故障揚聲器，通過測量，確定閾值的下限，得到的根據閾值上限和閾值下限確定了一個閾值范圍，根據所檢測揚聲器的要求在閾值范圍內確定一個閾值；

同時放大后的待檢測聲音信號通過帶揚聲裝置的放音模塊（9）播放出來，若聽到非激勵信號的聲音，則說明待檢測的揚聲器存在異常聲；

即當放大后的聲音信號頻譜雜亂無章且帶揚聲裝置的放音模塊（9）能播放出聲音判定揚聲器存在異常聲；否則不存在異常聲。