[發(fā)明專利]對麥克風(fēng)的測量、校準(zhǔn)方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710219457.5
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN106921928A
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張穎哲;林大楷;陳超;陳哲
• 申請（專利權(quán)）人: 中國商用飛機有限責(zé)任公司北京民用飛機技術(shù)研究中心;中國商用飛機有限責(zé)任公司
• 主分類號: H04R29/00
• 分類號: H04R29/00
• 代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務(wù)所(普通合伙)11489
• 代理人: 陳超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聲波處理領(lǐng)域，特別涉及對麥克風(fēng)的測量、校準(zhǔn)方法和裝置。

背景技術(shù)

在聲源識別和定位、噪聲控制等領(lǐng)域應(yīng)用麥克風(fēng)時，會需要多支麥克風(fēng)同時進行聲音的采集，為保證采集的數(shù)據(jù)源的準(zhǔn)確性，需要確定每支麥克風(fēng)的特性。由于麥克風(fēng)的特性會隨著時間、溫度、濕度等環(huán)境發(fā)生改變，因此，在麥克風(fēng)使用之前需要對麥克風(fēng)特性進行校準(zhǔn)，減小由于麥克風(fēng)特性的改變而引起的數(shù)據(jù)誤差。

現(xiàn)有的對麥克風(fēng)特性進行校準(zhǔn)包括：靈敏度校準(zhǔn)和相位校準(zhǔn)。其中，靈敏度校準(zhǔn)方法為：采用活塞發(fā)生器在一個或幾個頻率點上產(chǎn)生一個恒定聲壓的聲源，將待校準(zhǔn)的麥克風(fēng)與之連接，測量麥克風(fēng)的輸出信號，此時已知聲源的聲壓級，因此可以計算得到麥克風(fēng)的靈敏度。相位校準(zhǔn)方法為：采用在自由聲場條件下測量待校準(zhǔn)的麥克風(fēng)與標(biāo)準(zhǔn)麥克風(fēng)的時間差來確定麥克風(fēng)的相位。

在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有麥克風(fēng)的校準(zhǔn)至少存在如下問題：

1、靈敏度校準(zhǔn)的方法只能對單支麥克風(fēng)進行校準(zhǔn)，無法同時對多支麥克風(fēng)進行校準(zhǔn)，另外還具有校準(zhǔn)的頻率點少、校準(zhǔn)點的頻率不能夠自由選擇、校準(zhǔn)效率低且校準(zhǔn)頻率特征不全面等問題；

2、只能單獨進行靈敏度校準(zhǔn)或者是相位校準(zhǔn)，而無法對這兩個特性進行同時校準(zhǔn)，造成校準(zhǔn)效率低，當(dāng)待測麥克風(fēng)數(shù)量多時，會耗費大量時間；

3、由于靈敏度校準(zhǔn)和相位校準(zhǔn)采用的是兩種不同的方法，因此需要購買兩套校準(zhǔn)設(shè)備，造成校準(zhǔn)成本高；

4、相位校準(zhǔn)的方法為了排除環(huán)境噪聲及聲反射的影響，需要在自由聲場中開展。在實際應(yīng)用中需要建設(shè)專門的消聲室來模擬自由聲場，消聲室建設(shè)成本十分昂貴，相位校準(zhǔn)測量方法復(fù)雜。同時，消聲室不能隨意移動，當(dāng)需要進行外場測量時，無法滿足現(xiàn)場校準(zhǔn)的要求，無法及時進行麥克風(fēng)相位校準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種麥克風(fēng)校準(zhǔn)方法和裝置，用來同時進行麥克風(fēng)靈敏度和相位的校準(zhǔn)，提高利用麥克風(fēng)進行測試測量的精度。本發(fā)明中，利用管道平面波的特性，實現(xiàn)同時校準(zhǔn)麥克風(fēng)靈敏度和相位的功能。

根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種測量麥克風(fēng)特性的裝置，用于測量麥克風(fēng)的相位和/或靈敏度，包括：信號產(chǎn)生模塊，用于根據(jù)特定頻率的電信號產(chǎn)生相應(yīng)的聲音信號；傳聲管，其一端設(shè)置于產(chǎn)生所述聲音信號的源頭，用于將所述聲音信號以該特定頻率的平面波的形式從所述源頭所在端傳播至傳聲管的另一端；標(biāo)準(zhǔn)麥克風(fēng)和待測麥克風(fēng)，分別插設(shè)于所述傳聲管的管壁上，用于將采集到的聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號，并將所述電信號發(fā)送至數(shù)據(jù)采集處理模塊；數(shù)據(jù)采集處理模塊，用于根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)麥克風(fēng)發(fā)送的電信號得到標(biāo)準(zhǔn)麥克風(fēng)的所測相位P，和待測麥克風(fēng)發(fā)送的電信號Ui得到待測麥克風(fēng)所測相位Pi，根據(jù)所述相位P和相位Pi求得待測麥克風(fēng)與標(biāo)準(zhǔn)麥克風(fēng)的相位差ΔP＝P-Pi，和/或基于所述標(biāo)準(zhǔn)麥克風(fēng)發(fā)送的電信號得到標(biāo)準(zhǔn)麥克風(fēng)的幅值A(chǔ)，根據(jù)幅值A(chǔ)和待測麥克風(fēng)測得的電信號為Ui，得到待測麥克風(fēng)的靈敏度Si＝A/Ui；其中，i為待測麥克風(fēng)編號。

進一步，所述的測量麥克風(fēng)特性的裝置，所述信號產(chǎn)生模塊包括：信號發(fā)生器，用于產(chǎn)生特定頻率的電信號；聲源，其設(shè)置在所述傳聲管的一端，用于在接收到所述特定頻率的電信號時，產(chǎn)生相應(yīng)的聲音信號。

進一步，所述的測量麥克風(fēng)特性的裝置，所述傳聲管(2)的直徑和長度決定了待測麥克風(fēng)(4)的頻率帶寬和數(shù)目。

進一步，所述的測量麥克風(fēng)特性的裝置，還包括吸聲部件，采用吸聲材料，所述吸聲部件設(shè)置于所述傳聲管中與所述聲源相對的一端。

進一步，所述的測量麥克風(fēng)特性的裝置，還包括顯示模塊，用于顯示所述數(shù)據(jù)采集處理模塊所輸出的待測麥克風(fēng)所測相位Pi和/或靈敏度Si。

根據(jù)本發(fā)明實施例的又一個方面，提供了一種測量麥克風(fēng)特性的方法，用于測量麥克風(fēng)的相位和/或靈敏度，包括：在傳聲管的一端，根據(jù)特定頻率的電信號產(chǎn)生相應(yīng)的聲音信號；將所述聲音信號以該特定頻率的平面波的形式從所述聲音信號的源頭傳播至傳聲管的另一端；獲取插設(shè)于所述傳聲管的管壁上的標(biāo)準(zhǔn)麥克風(fēng)和待測麥克風(fēng)所輸出的電信號；根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)麥克風(fēng)發(fā)送的電信號得到標(biāo)準(zhǔn)麥克風(fēng)的所測相位P，和待測麥克風(fēng)發(fā)送的電信號Ui得到待測麥克風(fēng)所測相位Pi，根據(jù)所述相位P和相位Pi求得待測麥克風(fēng)與標(biāo)準(zhǔn)麥克風(fēng)的相位差ΔP＝P-Pi，和/或基于所述標(biāo)準(zhǔn)麥克風(fēng)發(fā)送的電信號得到標(biāo)準(zhǔn)麥克風(fēng)的幅值A(chǔ)，根據(jù)幅值A(chǔ)待測麥克風(fēng)測得的電信號為Ui，得到待測麥克風(fēng)的靈敏度Si＝A/Ui；其中，i為待測麥克風(fēng)編號。