[發明專利]一種揚聲器異音檢測方法及檢測系統

有效

• 申請號: 201510639866.1
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN105163262B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 周挺挺;張銘;李晨
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: H04R29/00
• 分類號: H04R29/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 許丹丹

技術領域

在揚聲器的研發階段，不正確的設計發聲體結構或者不恰當的選擇材料，會導致揚聲器振動發聲時產生異音；在揚聲器的批產階段，更多不可預料的情況，例如：中心膠部位脫膠、音圈變形或散線、彈波老化失去彈性以及盆架變形等情況，會導致揚聲器發出異音。尤其在批產的過程中，這種情況很難被完全避免。有異音的揚聲器在激勵正常聲音時會產生讓人無法接受的刺耳的聲音，因此，這些揚聲器是不能交付給客戶的，在生產的過程中需要被檢測出來。傳統的客觀參數檢測包括頻響與總諧波失真(THD)，利用這些參數所獲得的結果無法達到與人耳的主觀感受相一致，無法檢測出揚聲器中的異音。因此，在實際的生產過程中，還是需要專門的聽音員進行人耳主觀判斷，從而給出揚聲器是否存在異音的結果。然而，人耳的主觀判斷結果受主觀情緒的影響很大。另外，長期的聽音工作對聽音員的身心健康造成了極大的傷害。因此尋找一種與人耳主觀感受相一致的揚聲器異音的客觀檢測方法是非常必要的。

背景技術

現有的揚聲器異音檢測方法有以下三種：

A)R&B方法。美國Listen公司利用離散對數掃頻信號激勵揚聲器，之后分段提取聲響應中對應各個單頻激勵信號的響應信號，利用專利算法Harmonic Track得到對應某個單頻激勵的基頻響應和各次諧波響應，最后計算諧波響應中10-20階的諧波能量占基頻響應與諧波響應總能量的百分比獲得揚聲器的R&B值。該方法與傳統的THD計算方法類似，依據聲音響應的物理屬性能量，僅僅改變了計算百分比的諧波階數。該方法并沒有考慮人耳對聲響應的處理過程，因此很難做到與人耳聽音判斷結果相一致。

B)時域微分法。Leonhard在他的專利《Method and system for detecting and generating transient conditions in auditory signals》提出了一種基于時域微分的揚聲器異音的檢測方法。他利用連續的對數掃頻信號激勵揚聲器，之后分三步處理獲得的聲響應信號。1、將聲響應信號通過6組帶通濾波器，來仿真耳蝸的6組帶通濾波器。2、將6組帶通濾波后的信號分別整流，然后分別通過6個低通濾波器，得到6組包絡信號。3、對6組包絡信號求微分，最終得到6組時域微分曲線。該方法在時域上進行處理，因此受環境噪聲的影響比較大，不適合在產線上使用。

C)響度差方法。著名電聲工程師Steve Temme提出了一種基于簡化的聽覺感知模型的方法。該方法通過計算揚聲器實際響應信號的響度與理想的響應信號的響度之差來判斷揚聲器是否存在異音。然而，這個簡化的聽覺感知模型實際上是基于聲音的響度得到的，模型所獲得的測試結果也只是反映了聲音信號的強度，并不能表示聲音信號的舒適程度。因此，這個方法也很難與人耳的聽音判斷結果一致。

發明內容

發明目的：現存的揚聲器客觀檢測方法并不能實現揚聲器檢測的結果與人耳主觀感覺相一致。本發明的目的就是提出一種能夠符合人耳主觀感覺的揚聲器異音檢測方法及檢測系統。本發明使用了能夠反映聲音舒適程度的尖銳度這個心理聲學參量，通過計算揚聲器響應信號中高階尖銳度失真來實現對揚聲器異音的測量。

技術方案：為了解決上述技術問題，本發明提供的一種揚聲器異音檢測方法：包括以下階段：

第一階段：PC生成激勵信號，激勵信號經過數據采集卡中的D/A轉換器轉變成模擬激勵信號，將模擬激勵信號通過功率放大器放大，激勵待測揚聲器使待測揚聲器發聲，待測揚聲器發出聲音信號后，由測量麥克風進行接收，獲得模擬響應信號；將模擬響應信號通過前置放大器放大，再通過數據采集卡中的A/D轉換器轉變成響應信號；將接收到的響應信號輸入到PC中進行異音檢測；

第二階段：(1)將激勵信號與響應信號根據激勵信號的頻率值進行劃分，獲得若干段子激勵信號和子響應信號，每一段子響應信號對應了激勵信號中的某一頻率點的子激勵信號的響應結果，每一段子激勵信號對應了激勵信號中的某一頻率點的子激勵信號；

(2)將每一段子激勵信號與子響應信號進行預處理，即去掉該子激勵信號與子響應信號的第一個半個周期以及最后一個半個周期；

(3)將每一段預處理過后的子激勵信號與子響應信號一起輸入到高階尖銳度失真模塊，計算每一頻率點處的高階尖銳度失真(The Sharpness Distortion of High order Harmonics，簡稱HHSD)值；

(4)將每一頻率點處的高階尖銳度失真值繪制出來，最終獲得高階尖銳度失真值關于頻率點的曲線即揚聲器異音曲線，根據該揚聲器異音曲線給出待測揚聲器好壞的判定結果。