CN109150238A - 无线音频一体化测试***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无线音频一体化测试***，包括测试设备和待测物，所述测试设备包括主控模块、跳频控制模块、信号源模块、音频发送模块、衰减模块、音频分析模块和收音模块。本发明还提供一种无线音频一体化测试方法，步骤1，测试设备向待测物发送无线音频信号，并逐步降低其所发送的无线音频信号的能量；步骤2，待测物接收测试设备发送的无线音频信号，并根据该无线音频信号进行播音；步骤3，测试设备接收待测物的播音并同步分析音频，得出待测物对测试设备所发出的无线音频信号的灵敏度值。本发明可在待测物组装完毕，并可正常使用的状态下测试待测物的音频音质，无需针对待测物设计专门的测试连接装置和测试***。
Description
技术领域
本发明涉及音频测试领域，尤其涉及一种对完整音频产品进行测试的测试***和测试方法。
背景技术
无线音频装置通常由两个或多个无线收发装置互相传送音频，而无线音频产品质量的好坏往往体现在无线前端的发射能量上，以及接受音频信号的灵敏度上。其中，接收音频信号的灵敏度从广义的来说，是指无线音频装置的音频信号接受端，在较低的音频能量的情况下，任然能够接收到音频信号的一个音频能量参考数值范围(例如，该无线音频装置最低可以接收到-80dBm的能量)；从狭义的范围来讲，无线音频装置在不同的音频能量下，都有一个灵敏度数值，代表的是无线音频的接收端接收音频信号的能力，通常是用百分比表示(例如，在-80dBm之下，仍能有70％的音频能量被接收或者30％的音频能量丢失)，通常用位元错误率、丢包率或传送功率来代表。将接收能量对应的传送成功率或失误率绘制成一组曲线则为所谓的灵敏度曲线。
传统的无线音频设备通常那个将前端性能测试与音频的灵敏度分开观察，这种测试方法会产生如下问题：
一方面，由于在一般工作模式下，传统的测试设备很难客观地测量出无线音频装置接收端的接收效能，因此，传统的测试设备的数字接收装置会设置一个特殊的测试模式来发送特殊码达成，然而，这种测试方式处需要设计特殊的测试模式外，还需要连接到特定测试夹具才能进行测试，因此，传统的测试设备测试时，需要在被测物为半成本时进行测试，以上种种都造成测试不便；
另一方面，传统的测试设备能测试的部分仅限于被测物无线前端的独立工作状态，无法测试产品整体连通内核及协议实际运行时的使用状态；传统的测试设备以无线接收信号丢失的概率来判断被测物的无线前端的接收灵敏度，这样仅能够间接反映被测物的运行状态，而不能判断产品无线音频收发效果，及无法对音频音质进行判断；
相对于测传统的试设备仅能获得被测物前端的物理参数，以多差分环境下被测物能否仍能接收或发出足够清晰的音质更能代表被测物的音频灵敏度。在该测试环境下，前端发射音频的位元的丢失率或丢包率并不仅仅与前端接收到的能量相关，还与整个***运行状态有关，因此，测传统的试设备在测试模式下测出的灵敏度不一定吻合被测物使用者的真实体验。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种无线音频一体化测试***和方法。
本发明的技术方案如下：
首先，本发明提供一种无线音频一体化测试***，包括测试设备和待测物，所述待测物能接收测试设备发送的音频信号，并向测试设备发送音频信号，其特征在于，所述测试设备包括主控模块、跳频控制模块、信号源模块、音频发送模块、衰减模块、音频分析模块和收音模块；所述主控模块分别与跳频模块和音频分析模块电性连接；所述跳频模块的输出端连接信号源模块的输入端，所述信号源模块的输出端与音频发送模块的输入端电性连接，所述音频发送模块的输出端连接衰减模块；所述音频分析模块的输入端连接收音模块。
进一步地，所述音频分析模块将收音模块采集的待测物发送的音频信号采样，并获得的采样信号进行傅立叶变换，求得该采样信号的信噪比(SNR)，再求得该采样信号的邻***均信噪比(SNRvg(t))。
进一步地，所述测试设备还包括音频解码模块和能量检测模块，所述音频解码模块与音频分析模块电性连接，能量检测模块与音频解码模块电性连接。
进一步地，所述测试设备还包括放音模块，所述放音模块与音频发送模块电性连接。
本发明还提供一种无线音频一体化测试方法，包括以下步骤：
步骤1，测试设备向待测物发送无线音频信号，并逐步降低其所发送的无线音频信号的能量；
步骤2，待测物接收测试设备发送的无线音频信号，并根据该无线音频信号进行播音；
步骤3，测试设备接收待测物的播音并同步分析音频，得出待测物对测试设备所发出的无线音频信号的灵敏度值；
步骤4，重复步骤1至步骤3，测试设备得出待测物对测试设备所发出的无线音频信号的灵敏度曲线。
进一步地，步骤1中，测试设备在初始状态为无衰减的情况下，向待测物发送无线音频信号。
进一步地，步骤3中，测试设备得出待测物对测试设备所发出的无线音频信号的灵敏度值的过程包括以下步骤：
步骤301，对待测物的播音进行采样，得到采样信号；
步骤302，对上述采样信号通过窗函数W(t)进行加窗处理，得到信号波在时间域的表达式；
步骤303，对上述表达式进行傅立叶变换，将信号行时域转化到频域；
步骤304，计算上述采样信号的信噪比SNR(t)；
步骤305，计算上述采样信号的邻***均信噪比SNRavg(t)。
采用上述方案，本发明提供的测试***和测试方法，可在待测物组装完毕，并可正常使用的状态下测试待测物的音频音质，无需针对待测物设计专门的测试连接装置和测试***；本发明除了能测试被测物接受无线音频信号的灵敏度，还能借由信号未衰减时待测物发送的音频信号来获得该待测物的基础音质，增加一次性测试过程的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明一个实施例中音频分析模块的工作流程图；
图3为本实施例的灵敏度曲线图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
参照图1至图3所示，由于无线数字声音串流通常以广播音频信号封包的形式进行传送，为了实施的声音流畅度，因此较少设计有重传机制，因此丢失音频信号封包。丢失音信信号封包会于音频播放时发生断音、失真、爆音，甚至无音等其它音频音质损失，传统的测试设备能测试的部分仅限于被测物无线前端的独立工作状态，无法测试产品整体连通内核及协议实际运行时的使用状态。
为解决上述问题，本发明提供一种在被测物组装完毕的情况下，测试音频灵敏度的装置和方法，实现被测物在自身***运行的情况下，测量被测物收发能量的状况以及音频音质。
首先，本发明提供一种无线音频一体化测试***，包括测试设备100和待测物200，所述待测物200能接收测试设备100发送的音频信号，并向测试设备100发送音频信号，所述测试设备100包括主控模块101、跳频控制模块102、信号源模块103、音频发送模块104、衰减模块105、音频分析模块106和收音模块107；所述主控模块101分别与跳频模块和音频分析模块106电性连接；所述跳频模块的输出端连接信号源模块103的输入端，所述信号源模块103的输出端与音频发送模块104的输入端电性连接，所述音频发送模块104的输出端连接衰减模块105；所述音频分析模块106的输入端连接收音模块107。
其中，被测物可以是蓝牙耳机等可以接受无线音频信号，并进行物理音频播放的播音设备。所述主控模块101包括一控制MCU。跳频控制模块102用于触发不同频率的信号。本实施例中，跳频控制模块102可以为一跳频控制器。信号源模块103根据跳频控制模块102设定的频率产生不同频率的音频信号。本实施例中，信号源模块103可以为一信号产生装置，可以输出不同的音频信号。
所述音频发送模块用于产生无线音频信号，本实施例中，音频发送模块104采用射频发送装置，可将音频信号从无线传输的方式转化为射频传送。衰减模块105用于衰减音频发送模块104发送的无线信号的能量。本实施例中，衰减模块105采用衰减器，用于逐步降低射频发送装置发送的射频信号的能量。与此相对应的，被测物包括射频接收端，用于接收测试设备100发送的无线音频，与射频接收端还连接一音频解码器，用于解码射频信号。
本实施例中的音频分析模块106可采用音频分析仪。与音频分析模块106连接的收音模块107用于接收被测物发送的物理音频，作为一种实施例，所述收音模块107可以采用话筒之类的物理音频接收装置。所述音频分析模块106内设有数模转化器，用于将收音模块107采集到的模拟信号转化为数字信号。
所述音频分析模块106通过数模转化器将收音模块107采集的待测物200发送的音频信号采样，并获得的采样信号进行傅立叶变换，求得该采样信号的信噪比(SNR)，再求得该采样信号的邻***均信噪比(SNRvg(t))。
所述测试设备100还包括音频解码模块和能量检测模块，所述音频解码模块与音频分析模块106电性连接，能量检测模块109与音频解码模块108电性连接，本实施例中，能量检测模块109包括一无线音频能量检测设备，所述音频解码模块108为一音频解码器。与此对应，待测物200内设有射频发送装置，用于发送待测物200的无线音频信号。所述能量检测模块109用于检测待测物200的无线音频能量。
所述测试设备100还包括放音模块110，所述放音模块110与音频发送模块104电性连接。本实施例中，放音装置可采用喇叭等设备。主控模块101通过放音模块110进行物理播音。与此相对应的，待测物200内设置有收音装置，例如话筒等。测试设备100，发出的由待测物200的收音装置接收，并通过待测物200的射频发送装置发送到测试设备100，由测试设备100的能量测试模块109接收。与此同时，待测物200将音频解码装置解码后的音频信号进行播音，以便测试设备100的音频分析模块106分析待测物200播音的音频音质。便于待测物200的音频能量测试与音频音质分析同步进行。
本发明还提供一种无线音频一体化测试方法，包括以下步骤：
步骤1，测试设备向待测物发送无线音频信号，并逐步降低其所发送的无线音频信号的能量；步骤2，待测物接收测试设备发送的无线音频信号，并根据该无线音频信号进行播音；步骤3，测试设备接收待测物的播音并同步分析音频，得出待测物对测试设备所发出的无线音频信号的灵敏度值；步骤4，重复步骤1至步骤3，测试设备得出待测物对测试设备所发出的无线音频信号的灵敏度曲线。
本实施例中，无线音频一体化测试方法可采用上述无线音频一体化测试设备实现。具体而言，步骤1中，测试设备主控模块通过跳频控制模块控制信号源模块产生音频信号，该音频信号通过无线音频模块，将音频信号从无线传输的方式转化为射频传送。衰减模块用于衰减音频发送模块发送的无线信号的能量。本实施例中，可将测试设备在初始状态为无衰减的情况下，向待测物发送无线音频信号。
步骤3中，测试设备得出待测物对测试设备所发出的无线音频信号的灵敏度值的过程包括以下步骤：
步骤301，对待测物的播音进行采样，得到采样信号；步骤302，对上述采样信号通过窗函数W(t)进行加窗处理，得到信号波在时间域的表达式；步骤303，对上述表达式进行傅立叶变换，将信号行时域转化到频域；步骤304，计算上述采样信号的信噪比SNR(t)；步骤305，计算上述采样信号的邻***均信噪比SNRavg(t)。
其中，所述音频分析模块通过数模转化器将收音模块采集的待测物发送的音频信号采样，将收音模块采集到的模拟信号转化为数字信号。音频分析模块内还设有缓存装置，用于缓存上述数字信号。缓存的数字信号通过通过窗函数W(t)进行加窗处理，得到信号波在时间域的表达式。对上述表达式进行傅立叶变换，将信号行时域转化到频域。
值得一提的是，本实施例中，主控模块通过跳频控制器触发不同频率的信号，与此同时，主控模块将所出发的跳频信号的频率传送给分析模块。所述分析模块根据该跳频信号计算该跳频信号的能量值，根据傅立叶变换后得到的信号博频域表达式求得收到的音频信号的能量值，并根据上述两个能量值求得该采样信号的信噪比SNR(t)。
其中，所述音频分析模块截取相同时间间隔若干段数字信号进行加窗处理，得到若干个窗函数：W(t)、W(t-1)…W(t-n)，将上述窗函数分别进行傅立叶变换后，再分别求得每个相邻时段对应的信噪比：SNR(t)、
SNR(t-1)…SNR(t-n)，对上述每个相邻时段对应的信噪比求平均值，可求得该采样信号的邻***均信噪比SNRvg(t)。
重复上述步骤，以经过衰减后测试设备发送的无线音频的能量为横坐标，以该采样信号的邻***均信噪比SNRvg(t)为纵坐标，测试设备得出待测物对测试设备所发出的无线音频信号的灵敏度曲线。针对灵敏度曲线判断邻***均信噪比SNRvg(t)是否达到能接受的最低声音品质，将该最低声音品质对应的灵敏度设置为Th，当求得的采样信号的邻***均信噪比SNRvg(t)低于Th时，音频分析模块停止采样分析。根据灵敏度曲线可判断该被测物的接收的无线音频信号的灵敏度。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种无线音频一体化测试***，包括测试设备和待测物，所述待测物能接收测试设备发送的音频信号，并向测试设备发送音频信号，其特征在于，所述测试设备包括主控模块、跳频控制模块、信号源模块、音频发送模块、衰减模块、音频分析模块和收音模块；所述主控模块分别与跳频模块和音频分析模块电性连接；所述跳频模块的输出端连接信号源模块的输入端，所述信号源模块的输出端与音频发送模块的输入端电性连接，所述音频发送模块的输出端连接衰减模块；所述音频分析模块的输入端连接收音模块。
2.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述音频分析模块将收音模块采集的待测物发送的音频信号采样，并获得的采样信号进行傅立叶变换，求得该采样信号的信噪比(SNR)，再求得该采样信号的邻***均信噪比(SNRvg(t))。
3.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述测试设备还包括音频解码模块和能量检测模块，所述音频解码模块与音频分析模块电性连接，能量检测模块与音频解码模块电性连接。
4.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述测试设备还包括放音模块，所述放音模块与音频发送模块电性连接。
5.一种无线音频一体化测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，测试设备向待测物发送无线音频信号，并逐步降低其所发送的无线音频信号的能量；
步骤2，待测物接收测试设备发送的无线音频信号，并根据该无线音频信号进行播音；
步骤3，测试设备接收待测物的播音并同步分析音频，得出待测物对测试设备所发出的无线音频信号的灵敏度值；
步骤4，重复步骤1至步骤3，测试设备得出待测物对测试设备所发出的无线音频信号的灵敏度曲线。
6.根据权利要求1所述的无线音频一体化测试方法，其特征在于，步骤1中，测试设备在初始状态为无衰减的情况下，向待测物发送无线音频信号。
7.根据权利要求1所述的无线音频一体化测试方法，其特征在于，步骤3中，测试设备得出待测物对测试设备所发出的无线音频信号的灵敏度值的过程包括以下步骤：
步骤301，对待测物的播音进行采样，得到采样信号；
步骤302，对上述采样信号通过窗函数W(t)进行加窗处理，得到信号波在时间域的表达式；
步骤303，对上述表达式进行傅立叶变换，将信号行时域转化到频域；
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