一种用于音频系统的线性脉冲响应测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于音频系统的线性脉冲响应测量装置，在音频系统处于非线性状态下也可准确测量。它包括：信号发生器，用于生成扫频信号以及该扫频信号的逆信号；被测音频系统驱动模块，具有连接至所述信号发生器输出端的输入端和用于连接被测音频系统的输出端；被测音频系统信号采集模块，用于采集被测音频系统的声学输出并转换为数字信号；脉冲序列生成电路，其输入端分别连接所述信号发生器的输出端和所述被测音频系统音质采集模块的输出端；延时选择电路，其输入端连接所述脉冲序列生成电路的输出端；信号处理电路，其输入端连接所述延时选择电路的输出端，用于根据线性和非线性失真对应的脉冲响应得出线性脉冲响应。

【技术实现步骤摘要】
一种用于音频系统的线性脉冲响应测量装置
本专利技术涉及音频系统测量领域，特别涉及一种用于音频系统的线性脉冲响应测量装置。
技术介绍
目前在电子电路中，例如功放器件、扬声器之类的传感器等，都需要测量其频率响应这一参数，以评估其信号处理的性能，在时域上也就是线性脉冲响应，亦称之为传递函数。脉冲响应描述了音频系统对各个频率信号幅度在传输过程中的损失，以及不同频率信号在传输过程中的延时。脉冲响应测量是一个相对比较成熟的课题，也有较多的仪器给出了解决方案。脉冲响应的本义在于，一个狄拉克函数的脉冲信号经过系统，系统的输出即为系统的脉冲响应。因此，最直接的方法就是用一个狄拉克脉冲信号激励被测物体，测量系统的输出响应。但是工程实际中，这样的函数脉冲信号是不存在的，所以只是存在于理论上的方案。后来有研究者提出伪脉冲信号的方法，例如在房间脉冲响应测量中，用枪声或者气球扎破的声音作为狄拉克函数脉冲信号。但是这种信号的能量较小，信噪比不高，而且与真实的狄拉克函数还是有不少差别，所以测量并不准确。但是，当前的测量仪器并没有分析谐波失真对线性脉冲响应的影响。在失真比较严重的情况下，如何准确得到音频系统的线性脉冲响应，在工程应用中更具有实用价值。以扬声器的脉冲响应测量为例，当激励信号幅度较小，扬声器系统处于线性状态，测试测量得到的响应就是线性脉冲响应。但是此时由于系统输出信号幅度较小，所以信噪比较小，可能会给测量结果带来一些误差。为了提高信噪比，需要增加激励信号的幅度。而且正常工作中的扬声器系统，其工作状态往往不再处于线性状态，此时，音频系统的非线性特性就会叠加到音频系统的线性响应中，给音频系统的线性脉冲响应测量带来影响。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供一种用于音频系统的线性脉冲响应测量装置，在音频系统处于非线性状态下也可准确测量。为达到上述目的，本技术采用技术方案为：一种用于音频系统的线性脉冲响应测量装置，包括信号发生器，用于生成具有设定的起始频率、截止频率以及扫频信号长度的连续对数扫频信号以及该扫频信号的逆信号；被测音频系统驱动模块，具有连接至所述信号发生器输出端的输入端和用于连接被测音频系统的输出端，用于根据获取的扫频信号驱动被测音频系统；被测音频系统信号采集模块，用于采集被测音频系统的声学输出并转换为数字信号；脉冲序列生成电路，其输入端分别连接所述信号发生器的输出端和所述被测音频系统音质采集模块的输出端，用于根据获取的逆信号和数字信号生成包含各阶谐波的脉冲序列；延时选择电路，其输入端连接所述脉冲序列生成电路的输出端，用于截取线性和非线性失真对应的脉冲序列；信号处理电路，其输入端连接所述延时选择电路的输出端，用于根据线性和非线性失真对应的脉冲响应得出线性脉冲响应。优选地，所述被测音频系统驱动模块包括：数字模拟转换器1，其输入端连接所述信号发生器以将扫频信号转换为模拟信号；功率放大器，其输入端连接所述数字模拟转换器的输出端；模拟信号输出端口1，用于连接所述功率放大器的输出端和被测音频系统的输入。优选地，所述被测音频系统信号采集模块包括：传感器，用于采集被测音频系统的声学输出并将其转换为电信号；电流放大器，其输入端连接所述传感器的输出端以对获取的电信号进行放大；模拟数字转换器，其输入端连接所述电流放大器的输出端以将所述电信号转变为数字信号。优选地，所述脉冲序列生成电路包括：两个FFT变换电路，两个所述FFT变换电路分别通过输入端口连接所述信号发生器1的输出端和所述被测音频系统音质采集模块的输出端；乘法器，其输入端连接两个所述FFT变换电路的输出端；IFFT变换电路，其输入端连接所述乘法器的输出端并具有连接至所述延时选择电路的输出端口。优选地，所述延时选择电路包括：输入端口，其与所述脉冲序列生成电路的输出端连接；n对延时电路，所述多对延时电路的每个延时电路分别连接所述输入端口，n为正整数；对应所述n对延时电路的n个减法器，且每个减法器的输入分别连接对应一对延时电路的两个输出端；对应所述n个减法器的n个输出接口，每个输出接口连接对应的减法器的输入端。优选地，所述信号处理电路为DSP处理芯片。优选地，该线性脉冲响应测量装置还包括：数字模拟转换器2，其输入端连接所述信号处理电路的输出端以将线性脉冲响应转换为模拟信号；模拟信号输出端口2，用于连接所述数字模拟转换器2的输出端和外围设备以将所述模拟信号馈给外围设备。优选地，该线性脉冲响应测量装置还包括：参数存贮器，其输入端连接所述延时选择电路的输出端，用于存储所述线性脉冲响应；数字通信接口，用于连接所述参数存贮器的输出端和外围设备以使外围设备调用所述参数存贮器存储的线性脉冲响应。更优选地，所述参数存贮器为Flash存贮器。优选地，该线性脉冲响应测量装置还包括：数字信号输出端口，用于连接所述信号处理电路的输出端和外围电路以将线性脉冲响应输出给外围电路。本技术采用以上方案，通过脉冲序列生成电路和延时选择电路，考虑了音频系统的非线性失真的影响，也就是音频系统线性状态下的脉冲响应，在系统处于非线性状态下也可准确测量。附图说明图1是本技术的线性脉冲响应测量装置的示意图；图2是本技术的脉冲序列生成电路的示意图；图3是本技术的延时选择电路的示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。参照附图1所示，一种用于音频系统（如，扬声器）的线性脉冲响应测量装置，包括信号发生器，用于生成具有设定的起始频率、截止频率以及扫频信号长度的连续对数扫频信号以及该扫频信号的逆信号；被测音频系统驱动模块，具有连接至所述信号发生器输出端的输入端和用于连接被测音频系统的输出端，用于根据获取的扫频信号驱动被测音频系统；被测音频系统信号采集模块，用于采集被测音频系统的声学输出并转换为数字信号；脉冲序列生成电路，其输入端分别连接所述信号发生器的输出端和所述被测音频系统音质采集模块的输出端，用于根据获取的逆信号和数字信号生成包含各阶谐波（包括线性和高阶非线性谐波）的脉冲序列；延时选择电路，其输入端连接所述脉冲序列生成电路的输出端，用于截取线性和非线性失真对应的脉冲序列；信号处理电路，其输入端连接所述延时选择电路的输出端，用于根据线性和非线性失真对应的脉冲响应得出线性脉冲响应。具体地，信号发生器，用于生成具有设定的起始频率、截止频率以及扫频信号长度的连续对数扫频信号以保证测量所需带宽的信号失真响应，馈给数字模拟转换器；同时生成该扫频信号的逆信号，馈给脉冲序列生成电路；如，设置扫频信号的参数为：扫频起始频率22Hz，终止频率20kHz，采样率为40kHz，选择扫频信号长度为；被测音频系统驱动模块包括：数字模拟转换器1，其输入端连接所述信号发生器以将扫频信号转换为模拟信号；功率放大器，其输入端连接所述数字模拟转换器的输出端；模拟信号输出端口1，用于连接所述功率放大器的输出端和被测音频系统的输入，其中传输的是模拟信号。被测音频系统信号采集模块包括：传感器，用于采集被测音频系统的声学输出并将其转换为电信号，本实施例中，传感器选用型号为B&K4189音频声麦克风，频带为16Hz-20kHz，性能稳定，频响曲线平坦；电流放大器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于音频系统的线性脉冲响应测量装置，其特征在于，包括信号发生器，用于生成具有设定的起始频率、截止频率以及扫频信号长度的连续对数扫频信号以及该扫频信号的逆信号；被测音频系统驱动模块，具有连接至所述信号发生器输出端的输入端和用于连接被测音频系统的输出端，用于根据获取的扫频信号驱动被测音频系统；被测音频系统信号采集模块，用于采集被测音频系统的声学输出并转换为数字信号；脉冲序列生成电路，其输入端分别连接所述信号发生器的输出端和所述被测音频系统音质采集模块的输出端，用于根据获取的逆信号和数字信号生成包含各阶谐波的脉冲序列；延时选择电路，其输入端连接所述脉冲序列生成电路的输出端，用于截取线性和非线性失真对应的脉冲序列；信号处理电路，其输入端连接所述延时选择电路的输出端，用于根据线性和非线性失真对应的脉冲响应得出线性脉冲响应；其中，所述被测音频系统信号采集模块包括：传感器，用于采集被测音频系统的声学输出并将其转换为电信号；电流放大器，其输入端连接所述传感器的输出端以对获取的电信号进行放大；模拟数字转换器，其输入端连接所述电流放大器的输出端以将所述电信号转变为数字信号。

【技术特征摘要】
1.一种用于音频系统的线性脉冲响应测量装置，其特征在于，包括信号发生器，用于生成具有设定的起始频率、截止频率以及扫频信号长度的连续对数扫频信号以及该扫频信号的逆信号；被测音频系统驱动模块，具有连接至所述信号发生器输出端的输入端和用于连接被测音频系统的输出端，用于根据获取的扫频信号驱动被测音频系统；被测音频系统信号采集模块，用于采集被测音频系统的声学输出并转换为数字信号；脉冲序列生成电路，其输入端分别连接所述信号发生器的输出端和所述被测音频系统音质采集模块的输出端，用于根据获取的逆信号和数字信号生成包含各阶谐波的脉冲序列；延时选择电路，其输入端连接所述脉冲序列生成电路的输出端，用于截取线性和非线性失真对应的脉冲序列；信号处理电路，其输入端连接所述延时选择电路的输出端，用于根据线性和非线性失真对应的脉冲响应得出线性脉冲响应；其中，所述被测音频系统信号采集模块包括：传感器，用于采集被测音频系统的声学输出并将其转换为电信号；电流放大器，其输入端连接所述传感器的输出端以对获取的电信号进行放大；模拟数字转换器，其输入端连接所述电流放大器的输出端以将所述电信号转变为数字信号。2.根据权利要求1所述的线性脉冲响应测量装置，其特征在于，所述被测音频系统驱动模块包括：数字模拟转换器1，其输入端连接所述信号发生器以将扫频信号转换为模拟信号；功率放大器，其输入端连接所述数字模拟转换器的输出端；模拟信号输出端口1，用于连接所述功率放大器的输出端和被测音频系统的输入。3.根据权利要求1所述的线性脉冲响应测量装置，其特征在于，所述脉冲序列生成电路包括：两个FFT变换电路，两个所述FFT变换电路分别通过输入端口连接所述信号发生器1的输出端和所述被测...

【专利技术属性】
技术研发人员：沐永生，
申请(专利权)人：苏州上声电子有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32