Allion Labs / Greg Tsai
最早在2016年隨著Apple移除了IPHONE 7的耳機孔、健身與運動的意識上漲以及穿戴式裝置成為一股風潮，TWS無線藍牙®耳機的商機逐漸佔有一席之地。消費者越來越重視個人化的娛樂體驗，除了穿戴舒適以及造型時尚之外，大眾對於TWS產品的功能操作與音質也越來越高標準。
TWS耳機進行電聲測量的必要性
對TWS耳機來說，最核心的功能就是揚聲器發出聲音、麥克風收音。要確保這些核心功能，還需仰賴電聲量測來發現設計問題。若基礎問題沒解決，恐會進一步影響到應用層面，例如:語音辨識、主動式降噪。
- 電聲設計的問題：
- 麥克風指向性:麥克風收音的方向性問題，導致某些方向的收音效果不佳，影響語音識別質量
- 頻率響應(Frequency Response): 設計不良的頻響曲線，其上的峰和谷會影響語言清晰度
- 總諧波失真(THD): 當諧波成份高出聽覺掩蔽，人耳就會感覺音質有異
- 產品異常分析的需求
- 因為機構組裝不良使得組件鬆脫產生額外的共振雜音
TWS 耳機的電聲量測挑戰
- 麥克風沒有 “有線的” 輸出路徑，也沒有 “有線的” 揚聲器的輸入路徑。
- 需要從“主機(手機)” 進行記錄和播放。
- 真無線耳機的收音/播放延遲， 直接影響消費者的使用體驗.
- 主動式降噪功能的量測
- 真無線耳機的發展愈趨多功能化，各功能的交互影響，提高了測試的複雜度.
例如: 各功能全部開啟後，對延遅的影響程度.
智慧音箱的電聲量測挑戰
- 麥克風沒有直接輸出路徑，也沒有揚聲器的輸入路徑。
- 這些設備從“雲”（一種基於Internet的某種服務（例如Amazon Music））進行記錄和回放。
- 智能揚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。
- 智能揚聲器是非同步音頻設備，因此會受到採樣率誤差
或設備與測量系統之間不匹配的影響。
百佳泰解決方案
- 基本電聲元件量測
揚聲器: 遵循IEC 60268-5， 可以量測以下項目:
- 頻率響應 (Frequency Response)
- 靈敏度 (Sensitivity)
- 阻抗 (Impedance)
- 方向性 (Directivity)
- 失真(Distortion)
- 線性度 (Linearity)
- Thiele/Small 參數 (T/S parameter)
麥克風: 遵循IEC 60268-4， 可以量測以下項目:
- 頻率響應 (Frequency Response)
- 靈敏度(Sensitivity)
- 噪音水平 (Noise level)
- 動態範圍 (Dynamic Range)
- 失真(Distortion)
- 線性度 (Linearity)
- TWS耳機/智慧音箱之揚聲器電聲量測
TWS 耳機在無響室中的架設情形.
揚聲器系統的性能包括頻率響應，靈敏度和失真的測量。揚聲器的測量是通過以下方式進行的：
- 將測試信號上傳到手機
- 播放測試信號
- 用HATS內的麥克風擷取響應信號.
- 使用分析儀進行分析
- TWS耳機/智慧音箱之麥克風電聲量測
麥克風系統的性能包括頻率響應，靈敏度和失真的測量。麥克風的測量是通過以下方式進行的：
- 使用校準的人工嘴模擬器播放測試信號
- TWS耳機麥克風收音， 儲存在手機上.
- 從手機下載到分析儀
- 使用分析儀器， 解析錄音
4. 藍牙®延遲量測
- 採用Audio Precision 高精確度量測系統
- 構成高度同步播放/錄音量測系統
- 自相關Time Delay Estimation 技術及 MLS 信號， 確保延時量測無誤差.
5. Debug 除錯 / 諮詢服務
案例: 生產階段不良品分析
此案例為電聲產品在製造產線出現質量不良時的分析.
透過傳統的Frequency Response 及THD測量， 初步比對檢出問題.
進一步透過時頻分析， 找到揚聲器的製造缺陷.
若有任何TWS耳機及智慧音箱之電聲量測相關問題
歡迎隨時連絡我們service@allion.com。