一种矢量传声器的校准系统技术方案

本方案公开了一种矢量传声器的校准系统，包括控制单元，信号单元，矢量传声器和转台；所述矢量传声器设于所述转台上；所述控制单元分别与所述信号单元和所述转台连接；所述控制单元基于外部指令驱动所述信号单元发出声音信号；所述控制单元基于所述矢量传声器拾取的声压信号和质点振速信号对所述矢量传声器进行校准。该系统对测试环境没有特殊需求，用于提高矢量传声器的质点振速通道与其声压通道间各频点幅度响应的一致性与匹配性；有效补偿因生产工艺造成的正交偏差，使得矢量传声器具有更优异的方位估计性能。更优异的方位估计性能。更优异的方位估计性能。

【技术实现步骤摘要】
一种矢量传声器的校准系统


[0001]本申请涉及传感器
，特别涉及一种矢量传声器的校准系统。

技术介绍

[0002]传统的传声器只能用于测量声场中的标量参数，如声压，校准方式也比较简单，将标量传感器放在一个密闭声场空间中即可；而对于矢量传感器，由于需要测试质点振速，而振速是矢量，若声传播过程中遇到硬边界，则边界处声压最大，而质点振速最小，甚至零，这样就无法对矢量传感器进行校准。因此，标量传感器的校准方法不再适用于矢量传感器的校准。
[0003]已有的矢量传感器校准方法主要有：近场校准、驻波管校准、振动器校准等，但上述各类方法对于声场存在严重的依赖性，校准效果往往达不到工程中应用，且不能在线实时校准。

技术实现思路

[0004]本方案的一个目的在于提供一种矢量传声器的校准系统，该系统通过已知的标量传感器校准矢量通道的频率响应及矢量通道的空间正交性。
[0005]为达到上述目的，本方案如下：
[0006]一种矢量传声器的校准系统，包括控制单元，信号单元，矢量传声器和转台；
[0007]所述矢量传声器设于所述转台上；所述控制单元分别与所述信号单元、所述转台和所述矢量传声器连接；
[0008]所述控制单元基于外部指令驱动所述信号单元发出声音信号；
[0009]所述控制单元基于所述矢量传声器拾取的声压信号和质点振速信号对所述矢量传声器进行校准。
[0010]优选的，所述矢量传声器包括声压敏感元件和质点振速敏感元件。
[0011]优选的，所述声压敏感元件构成声压通道。
[0012]优选的，所述质点振速敏感元件构成质点振速通道。
[0013]优选的，所述矢量传声器包含至少一个质点振速敏感元件。
[0014]优选的，所述声压敏感元件和所述质点振速敏感元件共点放置。
[0015]优选的，所述信号单元包括信号源和扬声器，所述信号源在所述控制单元的驱动下产生宽带信号；所述扬声器在所述信号源的驱动下发出特定频段的声音信号。
[0016]优选的，所述控制单元基于外部指令驱动所述转台的转动。
[0017]优选的，所述控制单元可以为存储有可执行程序的计算机。
[0018]本方案的有益效果如下：
[0019](1)本申请提供的矢量传声器校准系统所需设备简单，对环境要求低，无需在特殊的环境中进行；
[0020](2)使用本申请提供的矢量传声器校准系统对矢量传声器进行自适应校准，可对
矢量传声器质点振速通道幅值进行校正，提高矢量传声器的质点振速通道与其声压通道间各频点幅度响应的一致性与匹配性；可对矢量传声器质点振速通道间的空间正交性进行校正，有效补偿因生产工艺造成的正交偏差，使得矢量传声器具有更优异的方位估计性能。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本方案的实施，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本方案的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是实施例中的矢量传声器校准系统结构示意图；
[0023]图2a是一维矢量传声器内部结构示意图；
[0024]图2b是二维矢量传声器内部结构示意图；
[0025]图3是实施例的矢量传声器校准方法流程框图；
[0026]图4是实施例的矢量传声器校准方法流程中时域幅度校准矩阵获取流程框图；
[0027]图5是实施例的矢量传声器校准方法流程中空域正交性校准矩阵获取流程框图；
[0028]其中，1
‑
信号源；2
‑
扬声器；3
‑
矢量传声器；4
‑
转台；5
‑
控制单元；6
‑
测试空间；301
‑
声压通道；303
‑
质点振速敏感元件敏感平面；3021
‑
第一质点振速通道；3022
‑
第二质点振速通道。
具体实施方式
[0029]下面将结合附图对本方案的实施方式作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅是本方案的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本方案中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0030]说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备，不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0031]应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0032]取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
[0033]本申请的专利技术人发现传统的传声器只能用于测量声场中的标量参数，如声压；而矢量传感器是通过检测质点振速来获得声场信息，兼具了低频、灵敏度高、尺寸小、能更好抑制环境噪声的优势。又由于矢量传感器具有不依赖于频率的空间8字型指向性，因此在声
源定位、远场语音拾取等方面具有先天性的优势。但由于矢量传感器制作的工艺等因素造成矢量通道的频率响应起伏较大同时8字型指向性的正交特性会产生偏差，影响矢量传声器在实际产品中的落地。
[0034]下面结合附图1至附图5对本申请进行详细说明。
[0035]如图1所示的一种矢量传声器的校准系统，如图1所示的一种矢量传声器的校准系统，包括控制单元5，信号单元，矢量传声器3和转台4；信号单元则包括信号源1和扬声器2；
[0036]矢量传声器3设于转台4上，控制单元5与信号源1连接，还与转台4连接；控制单元5基于外部指令驱动信号单元发出声音信号；控制单元5与矢量传声器3连接，控制单元5基于矢量传声器拾取的声压信号和质点振速信号对矢量传声器3进行校准。
[0037]矢量传声器3用于拾取声场的声压信号及质点振速信号，矢量传声器3具有由声压敏感元件构成的声压通道，以及至少一个由MEMS热式流量原理的质点振速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矢量传声器的校准系统，其特征在于，包括控制单元，信号单元，矢量传声器和转台；所述矢量传声器设于所述转台上；所述控制单元分别与所述信号单元、所述转台和所述矢量传声器连接；所述控制单元基于外部指令驱动所述信号单元发出声音信号；所述控制单元基于所述矢量传声器拾取的声压信号和质点振速信号对所述矢量传声器进行校准。2.根据权利要求1所述的校准系统，其特征在于，所述矢量传声器包括声压敏感元件和质点振速敏感元件。3.根据权利要求2所述的校准系统，其特征在于，所述声压敏感元件构成声压通道。4.根据权利要求2所述的校准系统，其特征在于，所述质点振速敏感元件构成质点振...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓光，刘迪，周瑜，刘云飞，王笑楠，张学聪，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三研究所，
类型：新型
国别省市：