手机音频测试系统的设计

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1、手机音频□瞿潮庆1测试系□张宇星2统的设计□周子炜12012031.上海市计量测试技术研究院上海2.上海大学机电工程与自动化学院上海200072摘要：手机的音频质量与人耳的健康息息相关,国内市场的手机音频检测设备大都从国外进口，成本十分昂贵。着重对手机音频检测的方法进行探讨，研制一套能测试手机音频质量的设备。关键词：手机音频检测三维模型中图分类号：TH89；TN929.53Pro/E文献标识码：A文章编号：1000－4998(2012)08－0061－03在手机检测的各项技术指标中，手机的音频性能是一项重要的技术指标，它反映了手机语音信号质量的好坏。市场上的手机音频检测设备大都从国外进口，成本

2、十分昂贵，国内仅有2~3家手机制造企业配有这类手机电声测试仪。因此，建立手机测试系统并研究其检测方法是非常有必要的。对于移动终端的音频性能，ITU（国际电信联盟）有相应的国际标准，如ITU-TP.340《免提终端的传输特性和语音质量参数》，ITU-TP.501《电话测量用测试信号》等。我国也对电话机的性能制定了相应的标准，如GB/T7614《校准测听耳机用宽频带型仿真耳》，GB/T15279《自动电话机技术条件》等。由于国内对于手机电声测试系统的检测还是空白，政府行政部门无法对手机电声测试系统进行计量监督，造成了手机电声性能参差不齐。手机消费者有了问题投诉以后，相关的技术机构也没有相应的技术手

3、段可以进行检测。因此，对手机电声测试系统检测方法的研究，是十分必要的。耳承平面与手柄心线（YY）；θ为手柄旋转角，旋转轴为手柄纵向轴线（XX）。为了进行多功能测试，笔者开发了能调整手机位置相对于头肩模拟器的支架，头肩模拟器的技术要求参考ITU-TP.58电话测量用头肩模拟器。上海市计量测试技术研究院声学实验室配备有德国HEAD公司的头肩模拟器，其头肩外形尺寸完全符合ITU-TP.58的要求，并带有人工嘴和仿真耳，分别符合ITU-TP.51和ITU-TP.57的要求，该款头肩模拟器也是移动通信终端电声测试系统的一部分。结构设计与分析根据标准YD/T1538-2006《数字移动终端音频性能技术要求

4、和测试方法》的要求，在对电话机进行测试时，必须要符合响度评定值保护环位置（LRGP），因此所设计的手机测试架也必须要满足该要求。响度评定值保护环位置（LRGP）参数（见图1）为：α=22°，γ=12.9°，δ=136mm，φ=39°，θ=13°。α为受话器耳承平面与手柄对称平面的交线，与受话器耳承平面中心点与人工嘴唇圈中心点连线之间的夹角；γ为手柄对称平面与头的垂直平面的交线和手柄对称平面与耳承平面的交线之间的夹角，手柄的对称平面在α、γ角和δ线组成的三角平面上；δ为耳承平面中心点与人工嘴唇圈中心点的距离；φ为受话器的旋转角，旋转轴为耳承垂直中12测试系统机械部分2.1头肩模拟器头肩模拟器是开

5、发手机过程中必不可少的设备，主要包括人头肩模型、人工嘴、仿真耳等。目前，上海市计量测试技术研究院机械所声学实验室已经采购了HEAD公司的头肩模型，并配有相应的人工嘴和人工耳。经过多方性能比较，最终选用HEAD公司的头肩模拟器，HEAD公司的头肩模拟器如图2所示。该头肩模拟器内部装备有人工嘴与人工耳。人工嘴实际上就是一个喇叭，能接受信号发生器产生的信号从而发出声音，HEAD公司的头肩模拟器采用4227型人工嘴；人工耳又称为耳模拟器，是一种模拟人耳代收稿日期：2012年2月Y仿真嘴唇圈中心点仿真嘴出声孔轴线方向耳承平面中心点Xδγ对称平面的交线αX话机手柄Y▲图1响度评定值保护环位置（LRGP）替

6、人耳接听声音的测量装置，主要由麦克风、声学耦合腔、可移除垫圈及高低泄漏耳组成，HEAD公司的头肩模拟器采用4195型宽频带仿真耳。4195型人工耳的技术参数如下：传输范围：3~20000Hz动态范围：>110dB4227型人工嘴的技术参数如下：传输范围：100~8000Hz最大负载：20W（sina）,50W（music）阻抗：4Ω该头肩模拟器的尺寸大小为450mm×400mm×180mm（不加支撑座），重5.4kg，适用环境温度：0~65℃，储存环境温度：-40~80℃。本课题研究是基于上海计量测试研究院购置的HEAD公司头肩模拟器，在此基础上开发出一套手机音频测试系统，满足对手机音频测试的

7、需要。2.2支架底板本系统需要采用HEAD公司的头肩模拟器来测试，该头肩模拟器底部有一块矩形的金属板（如图3），因此需设计满足此金属板尺寸的支架底座，如图4所示。手机支架底板结构比较简单，中间留有一个矩形通孔，与头肩模拟器底部金属板的尺寸配合，可将头肩模拟器刚好镶嵌在该矩形孔中，实现水平面上的定位。该底板一边有一组手机支架定位孔，从而实现手机支架主体部件的安装。该底板形状简单，加工方便，能满足手机