[发明专利]对麦克风的测量、校准方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及声波处理领域，特别涉及对麦克风的测量、校准方法和装置。

背景技术

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。

在实现本发明的过程中，发明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。

发明内容

本发明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。本发明中，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。

根据本发明实施例的一个方面，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。

根据本发明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。