Allion Labs / Greg Tsai

最早在2016年隨著Apple移除了IPHONE 7的耳機(jī)孔、健身與運(yùn)動的意識上漲以及穿戴式裝置成為一股風(fēng)潮，TWS無線藍(lán)牙?耳機(jī)的商機(jī)逐漸占有一席之地。消費者越來越重視個性化的娛樂體驗，除了穿戴舒適以及造型時尚之外，大眾對于TWS產(chǎn)品的功能操作與音質(zhì)也越來越高標(biāo)準(zhǔn)。

TWS耳機(jī)進(jìn)行電聲測量的必要性

對TWS耳機(jī)來說，最核心的功能就是揚(yáng)聲器發(fā)出聲音、麥克風(fēng)收音。要確保這些核心功能，還需仰賴電聲測量來發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題。若基礎(chǔ)問題沒解決，恐會進(jìn)一步影響到應(yīng)用層面，例如:語音識別、主動式降噪。

• 電聲設(shè)計的問題：
  • 麥克風(fēng)指向性:麥克風(fēng)收音的方向性問題，導(dǎo)致某些方向的收音效果不佳，影響語音識別質(zhì)量
  • 頻率響應(yīng)(Frequency Response): 設(shè)計不良的頻響曲線，其上的峰和谷會影響語言清晰度
  • 總諧波失真(THD): 當(dāng)諧波成份高出聽覺掩蔽，人耳就會感覺音質(zhì)有異
• 產(chǎn)品異常分析的需求
  • 因為機(jī)構(gòu)組裝不良使得組件松脫產(chǎn)生額外的共振雜音

TWS 耳機(jī)的電聲測量挑戰(zhàn)

1. 麥克風(fēng)沒有 “有線的” 輸出路徑，也沒有 “有線的”揚(yáng)聲器的輸入路徑。
2. 需要從“主機(jī)(手機(jī))”進(jìn)行記錄和播放。
3. 真無線耳機(jī)的收音/播放延遲，直接影響消費者的使用體驗.
4. 主動式降噪功能的測量
5. 真無線耳機(jī)的發(fā)展愈趨多功能化，各功能的交互影響，提高了測試的復(fù)雜度。
   例如: 各功能全部開啟后， 對延遲的影響程度.

智能音箱的電聲測量挑戰(zhàn)

• 麥克風(fēng)沒有直接輸出路徑，也沒有揚(yáng)聲器的輸入路徑。
  • 這些設(shè)備從“云”（一種基于Internet的某種服務(wù)（例如Amazon Music））進(jìn)行記錄和回放。
• 智能揚(yáng)聲器通常是通過語音激活的，幾乎沒有手動控制，甚至沒有手動控制以方便測試。
• 智能揚(yáng)聲器是異步音頻設(shè)備，因此會受到采樣率誤差
  或設(shè)備與測量系統(tǒng)之間不匹配的影響。

百佳泰解決方案

1.基本電聲組件測量

揚(yáng)聲器: 遵循IEC 60268-5， 可以測量以下項目:

• 頻率響應(yīng) (Frequency Response)
• 靈敏度 (Sensitivity)
• 阻抗 (Impedance)
• 方向性 (Directivity)
• 失真(Distortion)
• 線性度 (Linearity)
• Thiele/Small?參數(shù) (T/S parameter)

麥克風(fēng): 遵循IEC 60268-4， 可以測量以下項目:

• 頻率響應(yīng) (Frequency Response)
• 靈敏度(Sensitivity)
• 噪音水平 (Noise level)
• 動態(tài)范圍 (Dynamic Range)
• 失真(Distortion)
• 線性度 (Linearity)

2.TWS耳機(jī)/智能音箱之揚(yáng)聲器電聲量測

TWS 耳機(jī)在無響室中的架設(shè)情形.

揚(yáng)聲器系統(tǒng)的性能包括頻率響應(yīng)，靈敏度和失真的測量。揚(yáng)聲器的測量是通過以下方式進(jìn)行的：

• 將測試信號上傳到手機(jī)
• 播放測試信號
• 用HATS內(nèi)的麥克風(fēng)擷取響應(yīng)信號.
• 使用分析儀進(jìn)行分析

3. TWS耳機(jī)/智能音箱之麥克風(fēng)電聲測量

麥克風(fēng)系統(tǒng)的性能包括頻率響應(yīng)，靈敏度和失真的測量。麥克風(fēng)的測量是通過以下方式進(jìn)行的：

• 使用校準(zhǔn)的人工嘴仿真器播放測試信號
• TWS耳機(jī)麥克風(fēng)收音， 儲存在手機(jī)上.
• 從手機(jī)下載到分析儀
• 使用分析儀器， 解析錄音

4.藍(lán)牙?延遲測量

• 采用Audio Precision 高精確度量測系統(tǒng)
• 構(gòu)成高度同步播放/錄音測量系統(tǒng)
• 自相關(guān)Time Delay Estimation 技術(shù)及 MLS 信號， 確保延時測量無誤差.

5.Debug 除錯 / 咨詢服務(wù)

案例: 生產(chǎn)階段不良品分析

此案例為電聲產(chǎn)品在制造產(chǎn)線出現(xiàn)質(zhì)量不良時的分析.

透過傳統(tǒng)的Frequency Response 及THD測量，初步對比檢出問題.

進(jìn)一步透過時頻分析， 找到揚(yáng)聲器的制造缺陷.

 

若有任何TWS耳機(jī)及智能音箱之電聲測量相關(guān)問題

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