对麦克风的测量、校准方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了测量麦克风特性的装置，包括：信号产生模块，根据特定频率的电信号产生相应的声音信号；传声管将声音信号以该特定频率的平面波的形式从源头所在端传播至传声管的另一端；标准麦克风和待测麦克风分别插设于传声管的管壁上，采集传声管内的声音信号，将声音信号转换为电信号并发送；数据采集处理模块，根据标准麦克风测得的相位和待测麦克风所测相位，求得待测麦克风与标准麦克风的相位差，基于标准麦克风发送的电信号得到标准麦克风的幅值，基于该幅值和待测麦克风测得的电信号得到待测麦克风的灵敏度。本发明专利技术实现了同时对多支麦克风进行测量和校准以及同时对麦克风的相位和灵敏度进行测量和校准，节约成本，提高了测量和校准的效率。

Method and apparatus for measuring and calibrating microphones

Including the device, the invention discloses a measuring microphone characteristics: signal generating module produces the sound signal according to the signal of specific frequency; sound tube sound signal to the specific frequency plane wave form from the source of the problem spread to the other end sound tube; standard microphone to be measured and the microphone are respectively inserted into the tube wall at the sound of the tube, the tube sound signal acquisition transmission, the voice signal is converted to electrical signals and transmit; data acquisition and processing module, according to the standard phase microphone measured and detected by the microphone test phase, according to the measured phase difference of standard microphone and microphone, the amplitude of signals transmitted by the standard of standard. The microphone based on the amplitude and the electric signal to be measured by measuring microphone microphone sensitivity test based on. The invention realizes simultaneous measurement and calibration of a plurality of microphones, as well as measurement and calibration of the phase and sensitivity of the microphone, thereby saving cost and improving the efficiency of measurement and calibration.

【技术实现步骤摘要】
对麦克风的测量、校准方法和装置
本专利技术涉及声波处理领域，特别涉及对麦克风的测量、校准方法和装置。
技术介绍
在声源识别和定位、噪声控制等领域应用麦克风时，会需要多支麦克风同时进行声音的采集，为保证采集的数据源的准确性，需要确定每支麦克风的特性。由于麦克风的特性会随着时间、温度、湿度等环境发生改变，因此，在麦克风使用之前需要对麦克风特性进行校准，减小由于麦克风特性的改变而引起的数据误差。现有的对麦克风特性进行校准包括：灵敏度校准和相位校准。其中，灵敏度校准方法为：采用活塞发生器在一个或几个频率点上产生一个恒定声压的声源，将待校准的麦克风与之连接，测量麦克风的输出信号，此时已知声源的声压级，因此可以计算得到麦克风的灵敏度。相位校准方法为：采用在自由声场条件下测量待校准的麦克风与标准麦克风的时间差来确定麦克风的相位。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有麦克风的校准至少存在如下问题：1、灵敏度校准的方法只能对单支麦克风进行校准，无法同时对多支麦克风进行校准，另外还具有校准的频率点少、校准点的频率不能够自由选择、校准效率低且校准频率特征不全面等问题；2、只能单独进行灵敏度校准或者是相位校准，而无法对这两个特性进行同时校准，造成校准效率低，当待测麦克风数量多时，会耗费大量时间；3、由于灵敏度校准和相位校准采用的是两种不同的方法，因此需要购买两套校准设备，造成校准成本高；4、相位校准的方法为了排除环境噪声及声反射的影响，需要在自由声场中开展。在实际应用中需要建设专门的消声室来模拟自由声场，消声室建设成本十分昂贵，相位校准测量方法复杂。同时，消声室不能随意移动，当需要进行外场测量时，无法满足现场校准的要求，无法及时进行麦克风相位校准。
技术实现思路
本专利技术提供一种麦克风校准方法和装置，用来同时进行麦克风灵敏度和相位的校准，提高利用麦克风进行测试测量的精度。本专利技术中，利用管道平面波的特性，实现同时校准麦克风灵敏度和相位的功能。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种测量麦克风特性的装置，用于测量麦克风的相位和/或灵敏度，包括：信号产生模块，用于根据特定频率的电信号产生相应的声音信号；传声管，其一端设置于产生所述声音信号的源头，用于将所述声音信号以该特定频率的平面波的形式从所述源头所在端传播至传声管的另一端；标准麦克风和待测麦克风，分别插设于所述传声管的管壁上，用于将采集到的声音信号转换为电信号，并将所述电信号发送至数据采集处理模块；数据采集处理模块，用于根据所述标准麦克风发送的电信号得到标准麦克风的所测相位P，和待测麦克风发送的电信号Ui得到待测麦克风所测相位Pi，根据所述相位P和相位Pi求得待测麦克风与标准麦克风的相位差ΔP＝P-Pi，和/或基于所述标准麦克风发送的电信号得到标准麦克风的幅值A，根据幅值A和待测麦克风测得的电信号为Ui，得到待测麦克风的灵敏度Si＝A/Ui；其中，i为待测麦克风编号。进一步，所述的测量麦克风特性的装置，所述信号产生模块包括：信号发生器，用于产生特定频率的电信号；声源，其设置在所述传声管的一端，用于在接收到所述特定频率的电信号时，产生相应的声音信号。进一步，所述的测量麦克风特性的装置，所述传声管(2)的直径和长度决定了待测麦克风(4)的频率带宽和数目。进一步，所述的测量麦克风特性的装置，还包括吸声部件，采用吸声材料，所述吸声部件设置于所述传声管中与所述声源相对的一端。进一步，所述的测量麦克风特性的装置，还包括显示模块，用于显示所述数据采集处理模块所输出的待测麦克风所测相位Pi和/或灵敏度Si。根据本专利技术实施例的又一个方面，提供了一种测量麦克风特性的方法，用于测量麦克风的相位和/或灵敏度，包括：在传声管的一端，根据特定频率的电信号产生相应的声音信号；将所述声音信号以该特定频率的平面波的形式从所述声音信号的源头传播至传声管的另一端；获取插设于所述传声管的管壁上的标准麦克风和待测麦克风所输出的电信号；根据所述标准麦克风发送的电信号得到标准麦克风的所测相位P，和待测麦克风发送的电信号Ui得到待测麦克风所测相位Pi，根据所述相位P和相位Pi求得待测麦克风与标准麦克风的相位差ΔP＝P-Pi，和/或基于所述标准麦克风发送的电信号得到标准麦克风的幅值A，根据幅值A待测麦克风测得的电信号为Ui，得到待测麦克风的灵敏度Si＝A/Ui；其中，i为待测麦克风编号。进一步，所述的一种测量麦克风特性的方法，其中，所述“在传声管的一端，根据特定频率的电信号产生相应的声音信号”包括：产生特定频率的电信号；在所述传声管的一端，根据所述特定频率的电信号产生相应的声音信号。进一步，所述的一种测量麦克风特性的方法，其中，通过控制传声管的直径和长度控制待测麦克风的频率带宽和待测麦克风4的数目。进一步，所述的一种测量麦克风特性的方法，其中，还包括：吸声部件，采用吸声材料，所述吸声部件设置于所述传声管中与所述声源相对的一端。进一步，所述的一种测量麦克风特性的方法，其中，还包括：在得到待测麦克风所测相位Pi之后，显示所述待测麦克风所测相位Pi；和/或在得到所述待测麦克风的灵敏度Si之后，显示所述待测麦克风的灵敏度Si。本专利技术实施例的有益效果：第一，本专利技术采用了传声管，使得给定的声音信号以平面波的形式在管内传播，由于平面波是一系列相互平行的平面的波。在离点波源较远处，沿波的传播方向取一局部范围来看，在这范围内的波面都是平行的特性，因此位于传声管不同位置的各个麦克风所采集到的声音信号差异很小，从而实现同时校准多个麦克风。第二，本专利技术采用了新的校准原理和校准算法，可实现一套设备同时对麦克风灵敏度和相位的测量和校准，不必购买两套设备和搭建自由声场，节约校准和测量成本。第三，本专利技术通过改变传声管的直径和长度，实现对麦克风在比较宽的频率范围内进行校准，提高利用麦克风进行测试测量的精度。第四，本专利技术实现了可携带性，操作简单，可以不受环境的干扰，实现现场进行麦克风校准的功能。第五，本专利技术具有通用性，可以对不同尺寸的麦克风进行校准。附图说明图1是本专利技术第一实施例提供测量麦克风特性的装置的模块关系示意图。图2是本专利技术第二实施例提供测量麦克风特性的装置的模块关系示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。请参阅图1，图1是本专利技术第一实施例提供测量麦克风特性的装置的模块关系示意图。如图1所示，在本专利技术实施例中，测量麦克风特性的装置包括：信号产生模块1、传声管2、标准麦克风3、待测麦克风4和数据采集处理模块5。需要说明的是，本专利技术实施例可以单独测量麦克风的相位，也可以单独测量麦克风的灵敏度，还可以同时测量麦克风的相位和灵敏度。具体地，信号产生模块1用于根据特定频率的电信号产生相应的声音信号。进行麦克风特性的测量需要一个给定频率和功率的声波信号，通过对该已知特征信号进行测量，获得待校准麦克风的特性。信号产生模块1可以包括与该信号产生模块1通信连接的输入设备，例如键盘、按钮、触摸屏等设备，还可以为手机、平板电脑等移动终端设备。当开始测量时，测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量麦克风特性的装置，其特征在于，用于测量麦克风的相位和/或灵敏度，包括：信号产生模块(1)，用于根据特定频率的电信号产生相应的声音信号；传声管(2)，其一端设置于产生所述声音信号的源头，用于将所述声音信号以该特定频率的平面波(100)的形式从所述源头传播至传声管(2)的另一端；标准麦克风(3)和待测麦克风(4)，分别插设于所述传声管(2)的管壁上，用于将采集到的声音信号转换为电信号，并将所述电信号发送至数据采集处理模块(5)；数据采集处理模块(5)包括：相位校准模块和/或灵敏度校准模块；其中，相位校准模块，用于根据所述标准麦克风(3)发送的电信号得到标准麦克风(3)的所测相位P；根据待测麦克风(4)发送的电信号Ui得到待测麦克风(4)所测相位Pi；根据所述相位P和相位Pi计算相位差ΔP＝P‑Pi；灵敏度校准模块，用于基于所述标准麦克风(3)发送的电信号得到标准麦克风(3)的幅值A，根据幅值A和待测麦克风(4)测得的电信号Ui，得到待测麦克风(4)的灵敏度Si＝A/Ui；其中，i为待测麦克风编号。

【技术特征摘要】
1.一种测量麦克风特性的装置，其特征在于，用于测量麦克风的相位和/或灵敏度，包括：信号产生模块(1)，用于根据特定频率的电信号产生相应的声音信号；传声管(2)，其一端设置于产生所述声音信号的源头，用于将所述声音信号以该特定频率的平面波(100)的形式从所述源头传播至传声管(2)的另一端；标准麦克风(3)和待测麦克风(4)，分别插设于所述传声管(2)的管壁上，用于将采集到的声音信号转换为电信号，并将所述电信号发送至数据采集处理模块(5)；数据采集处理模块(5)包括：相位校准模块和/或灵敏度校准模块；其中，相位校准模块，用于根据所述标准麦克风(3)发送的电信号得到标准麦克风(3)的所测相位P；根据待测麦克风(4)发送的电信号Ui得到待测麦克风(4)所测相位Pi；根据所述相位P和相位Pi计算相位差ΔP＝P-Pi；灵敏度校准模块，用于基于所述标准麦克风(3)发送的电信号得到标准麦克风(3)的幅值A，根据幅值A和待测麦克风(4)测得的电信号Ui，得到待测麦克风(4)的灵敏度Si＝A/Ui；其中，i为待测麦克风编号。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述信号产生模块(1)包括：信号发生器(12)，用于产生特定频率的电信号；声源(11)，其设置在所述传声管(2)的一端，用于在接收到所述特定频率的电信号时，产生相应的声音信号。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述传声管(2)的直径和长度决定了待测麦克风(4)的频率带宽和数目。4.根据权利要求1所述的装置，还包括吸声部件(6)，采用吸声材料，所述吸声部件(6)设置于所述传声管(2)中与所述声源(11)相对的一端。5.根据权利要求1所述的装置，还包括显示模块(7)，用于显示所述数据采集处理模块所输出的待测麦...

【专利技术属性】
技术研发人员：张颖哲，林大楷，陈超，陈哲，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心，中国商用飞机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11