一种语言传输指数STI测试声源的制作方法

一种语言传输指数sti测试声源
技术领域
1.本实用新型涉及声学特性测量技术领域，尤其涉及一种语言传输指数sti 测试声源。


背景技术：

2.语言传输指数sti表示有关可懂度的语言传输质量，适用于具备公共广播系统比如教室、会议室、机场、火车站以及大型购物中心等场所的语言音质评价。客观可测的语言传输指数sti能很好的反映和预测真实的语音清晰度水平。言传输指数sti的测试信号是由一个具有语言频谱的噪声作为载波和一个具有低频调制频率的正弦信号调制组成，模拟实际发话人的声学特性。测试信号包含7个从125hz-8khz的倍频带噪声载波信号，通常是经过1/2倍频程滤波的粉红噪声，这些载波信号对应于语言的频谱，每个载波信号用一个或者多个低频频率进行调制，不同的调制频率对应于不同词语、句子的声学特征导致的语言信号的波动起伏。通过测试调制频率在传播过程中的幅值深度的降低程度就可以得知语言清晰度的相关信息。
3.按照厅堂测试规范，语言传输指数的测量信号分为电信号输入和声信号输入，声信号输入模拟的是人通过扩声系统的系统传声器讲话的场景以及该场景下的语言传输质量。声信号输入模式下，声压级分为60dba和70dba两档，模拟人1m位置处正常讲话和大声讲话时声压级大小，且声源频响要满足88 hz～11.3khz频率范围内频响
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1.0db的要求。电信号输入模拟的是电子设备经过线缆接入扩声系统进行播放的场景以及该场景下的语言传输质量。
4.有资料显示，目前国内声源很难满足频响方面的要求，且传统的测试方法多为通过电脑软件控制信号发生器，通过均衡器和功率放大器控制声源发声，使用繁琐，声源频响不能满足要求，数据准确性难以保证。而语言传输指数的测量信号的产生和声源频响的均衡需要大量的运算和很高的实时性，在低功耗的嵌入式仪器上不能实现。
5.中国专利文献cn202075132u公开了一种“噪声测试用声源装置”。包括腔体和设置在腔体内的喇叭以及腔体外侧的喇叭信号线接头；所述的腔体包括第一腔体和第二腔体，第一腔体和第二腔体通过紧固件固定，喇叭通过泡沫塑料制成的衬套固定在腔体内，使其之间无刚性连接；第二腔体上设有外露的麦克风接口和声源发声口。上述技术方案的单一结构无法完整实现声源测量功能。


技术实现要素：

6.本实用新型主要解决原有的技术方案无法完整实现声源测量功能的技术问题，提供一种语言传输指数sti测试声源，采用集成技术，在声源内放置主板和电池，主板上有mcu处理器，实现两路信号发生、功率放大、wav文件读取、 wifi控制、电量指示等功能，声源内的两路信号，一路接声信号，另一路接电信号，确保扬声器的频响稳定，并且在消声室中测得每个声源的频响，以确定频响补偿滤波器，声源内的信号发生部分读取wav文件，实现语
言传输指数sti 的测试信号的产生，并使声源频响以及声源功率满足测试声源的要求。
7.本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括壳体，所述壳体内部设有隔板，壳体一侧设有后盖，另一侧设有前盖，所述隔板靠近后盖一侧设有主板、电源和抱箍，隔板靠近前盖一侧设有声源装饰盖、扬声器和声源网罩。隔板通过8个十字槽盘头自攻螺钉st4
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19打上螺纹胶后固定，扬声器与声源前盖之间有密封垫片，通过4个内六角圆柱头螺钉 m4
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12、4个碟型弹垫压紧圈将压紧圈、装饰盖和前盖固定在壳体上，这样就实现了扬声器部分腔体很好的密封性。
8.作为优选，所述的后盖上设有信号输入bnc端子、信号输出bnc端子、八选一开关、dc5.5
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2.5充电输入端子、wifi天线、扬声器开关、电源开关、电量指示灯和wifi状态指示灯，所述电量指示灯和wifi状态指示灯通过pcb 板固定在后盖上。八选一旋钮开关、bnc输入和输出端子、dc5.5
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2.5充电端口、电源开关、扬声器开关和wifi天线用自带紧固件固定在后盖上，4个电量指示灯和wifi指示灯通过pcb板固定在后盖上。
9.作为优选，所述的电源为24v锂电池，24v锂电池通过抱箍固定在壳体内部的隔板上，通过导线与dc5.5
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2.5充电输入端子、电源开关、主板相连。24v 锂电池通过抱箍固定在壳体内部的隔板上，通过导线与dc5.5
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2.5、电源开关、主板相连，为主板供电。
10.作为优选，所述的主板上设有mcu和分别与mcu相连的、八选一按钮接口、电量指示接口、外部信号输入接口、功率放大模块、tf卡模块、wifi指示灯、wifi模块。主板上有mcu控制器，通过其i2s总线与dac芯片通信，实现双通道的da输出，一路接功率放大器驱动扬声器，另一路经rc低通滤波后接电信号输出，供外部使用。内置的功率放大器可以借da输出的信号，有可以接外部 bnc端子上输入的信号，mcu根据旋钮开关控制继电器进行选择。主板上的mcu 控制器通过其usart总线与wifi进行通信，实现无线控制的功能，mcu会根据无线连接的状态，控制led做不同状态的闪烁。刚开机时指示灯先亮后灭，模块初始化正常后进入等待ap状态，指示灯约2s间隔闪烁；联通ap后，进入等待主机状态，指示灯约1s间隔闪烁；联通主机后，指示灯约0.5s间隔闪烁，此时可以正常控制声源。主板上的mcu控制器通过其3个输入引脚循环读取八选一开关的状态，进而选择相应的功能，在位置1时，打开wifi，进入无线控制模式；在位置2时，关闭wifi，主动发60dba的sti测试信号；在位置3时，关闭wifi，主动发70dba的sti测试信号；在位置4时，关闭wifi，主动发白噪声；在位置5时，关闭wifi，主动粉红噪声；在位置6时，关闭wifi，主动1khz正弦信号；在位置7时，关闭wifi，主动发模拟节目信号；在位置8时，关闭wifi，断开内部信号发生，进入外部bnc输入模式。主板上具有电量监测模块，有4个指示灯显示电量，全亮时表示电量充足，电池电压在24v以上，只亮一个时，表示电量不足，电池电压小于20v。
11.作为优选，所述的主板上还设有若干接口，所述接口包括电池接口、电源开关接口、扬声器开关接口、扬声器接口、信号输出接口。主板上的mcu控制器通过其4位sdmmc总线与tf卡进行通信，实现wav文件的读取。
12.作为优选，所述的扬声器和前盖之间设有密封垫片。实现了扬声器部分腔体很好的密封性。
13.作为优选，所述的后盖采用凸型结构，装入壳体，并通过螺钉固定在壳体中的隔板上。后盖采用凸型结构，装入壳体，并通过4个内六角圆柱头螺钉m4
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55固定在壳体中的隔板上，增加了支撑面积，且由于不是直接固定在壳体上，就降低了对外壳厚度的要求，进而
减轻了重量，方便携带。
14.作为优选，所述的壳体顶部设有把手。壳体上方有把手，方便手握。
15.本实用新型的有益效果是：
16.1、使测试声源具备语言传输指数sti的测试信号的发生功能；
17.2、使声源频响满足
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1.0db的要求；
18.3、集信号发生器、功率放大器、扬声器、电源于一体，替代传统的测量方法；
19.4、解决语言传输指数的声信号输入和电信号输入的录音文件切换问题；
20.5、可以无线和手动控制，无线功能可以连接手机或平板，为自动化测量做好配套；
21.6、结构上特殊设计，扬声器腔体密封性好，整机重量轻且牢固。
附图说明
22.图1是本实用新型的一种结构示意图。
23.图2是本实用新型的一种主板结构示意图。
24.图3是本实用新型的一种原理示意图。
25.图中1壳体，2隔板，3后盖，4主板，4.1电池接口，4.2电源开关接口， 4.3扬声器开关接口，4.4八选一按钮接口，4.5电量指示接口，4.6外部信号输入接口，4.7功率放大模块，4.8扬声器接口，4.9信号输出接口，4.10 tf 卡模块，4.11 wifi指示灯，4.12 wifi模块，4.13 mcu，5 24v锂电池，6抱箍，7把手，8连接板，9前盖，10声源装饰盖，11密封垫片,12扬声器，13声源网罩，14信号输入bnc端子，15信号输出bnc端子，16八选一开关，17 dc5.5
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2.5充电输入端子，18 wifi天线，19扬声器开关，20电源开关，21电量指示灯，22 wifi状态指示灯。
具体实施方式
26.下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
27.实施例：本实施例的一种语言传输指数sti测试声源，如图1所示，包括1 壳体，2隔板，3后盖，4主板，524v锂电池，6抱箍，7把手，8连接板，9前盖，10声源装饰盖，11密封垫片,12扬声器，13声源网罩，14信号输入bnc端子，15信号输出bnc端子，16八选一开关，17dc5.5
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2.5充电输入端子，18wifi 天线，19扬声器开关，20电源开关，21电量指示灯，22wifi状态指示灯等部分组成。
28.如图2所示，测试声源的主板包括4.1电池接口，4.2电源开关接口，4.3 扬声器开关接口，4.4八选一按钮接口，4.5电量指示接口，4.6外部信号输入接口，4.7功率放大模块，4.8扬声器接口，4.9信号输出接口，4.10 tf卡模块，4.11 wifi指示灯，4.12 wifi模块，4.13 mcu等部分。4.1电池接口与524v 锂电池连接，4.2电源开关接口通过导线与20电源开关连接，4.3扬声器开关接口通过导线与19扬声器开关连接，4.4八选一按钮接口通过导线与16八选一开关连接，4.5电量指示接口和4.11wifi指示灯通过转接板与21电量指示灯和22wifi状态指示灯连接，4.6外部信号输入接口通过单芯屏蔽线与14信号输入bnc端子连接，4.8扬声器接口通过导线与12扬声器连接，4.9信号输出接口连接通过单芯屏蔽线与15信号输出bnc端子连接，4.12wifi模块与18wifi 天线通过换用射频线连接。
29.如图3所示，为避免语言传输指数的测量信号的产生和声源频响的均衡需要大量
的运算，在低功耗的嵌入式仪器上不能实现实时发声，因此采用播放经过特殊处理的录音文件的方法。首先在工作前进行文件准备工作，在电脑端，将粉红噪声信号和调制合成的语言传输指数4.ti的测试信号经过声源频响补偿后保存为单通道采样频率为48khz16bit的wav文件，时长10分钟以上，分别进行命名，存放在tf卡中。
30.工作时，仪器开机后，mcu首先判断旋钮开关的位置，如在位置“1”上， mcu则通过usart总线打开并初始化wifi模块，然后主动连接指定的无线ap和主机(平板或手机上的相关app软件)，联通后声源会响应app上的指令，mcu 会根据连接状态控制wifi指示灯做不同间隔的闪烁。此时扬声器的信号输入为内部dac产生，由mcu通过4.dmmc总线读取保存在tf卡中指定的文件，通过 i2s总线，控制dac芯片产生模拟信号，经功率放大后驱动扬声器发声。如在位置“2”上，则关闭wifi，连续循环发送60dba的语言传输指数4.ti的测试信号，此时扬声器的信号输入为内部dac产生，读取tf卡中的相应wav文件，如 4.ti.wav。“3”至“7”档原理与“2”相同。“8”档为选择外部信号输入，为扩展功能。
31.根按照厅堂测试规范，语言传输指数的测量信号还包括电信号，因此该使用新型测试声源还具有电信号输出端口。做电信号输出时，就不能使用经过频响修正的测试信号，为解决这个问题，根据扬声器是否按下，来选择播放的录音文件。扬声器未按下时，功率放大部分电源关闭；按下扬声器时，功率放大部分电源打开；mcu通过io引脚连接经过电阻分压的功率放大的电源，可以实现准确的控制。如旋钮在“2”档，扬声器开关未被按下，由mcu通过io识别出后，选择读取tf卡中的未做匀衡的录音文件，如flat_sti.wav。