一种功率音源设备测试系统及方法与流程

1.本发明涉及功率音源测试技术领域，尤其涉及的是一种功率音源设备测试系统及方法。


背景技术：

2.对于功率音源设备的测试和检验，比如防盗报警器、汽车报警器、警车提示音、摩托车报警器等，目前还是采用人工测试的方式，通过测试人员听到的声音为判断标准。
3.然而，因声音分辨率存在主观性，对音源的频率及功率的偏差无法准确界定从而导致误判。并且，对于一些音源功率较大的样机，噪杂的大功率音源会让测试人员的听力受到损伤。
4.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种功率音源设备测试系统及方法，以解决现有功率音源产品采用人工测试方式存在的对音源的频率及功率的偏差无法准确界定从而导致误判以及因噪杂的大功率音源对测试人员的听力造成损伤的问题。
6.本发明的技术方案如下：
7.一种功率音源设备测试系统，与功率音源设备连接，所述功率音源测试系统包括：检测采样模块、波形取样模块、信号取样保持模块与控制模块；其中，
8.所述检测采样模块分别与所述功率音源设备、所述波形取样模块以及所述信号取样保持模块连接，用于采集功率音源设备的音源信号并分别输入至所述波形取样模块以及所述信号取样保持模块；
9.所述波形取样模块分别与所述检测采样模块以及所述控制模块连接，用于根据所述音源信号输出波形信号至所述控制模块；
10.所述信号取样保持模块分别与所述检测采样模块以及所述控制模块连接，用于根据所述音源信号以及所述控制模块输出的控制信号输出电流信号至所述控制模块；
11.所述控制模块分别与所述波形取样模块以及所述信号取样保持模块连接，用于根据所述波形信号得到音频波形信息并根据所述音频波形信息判断音源频率是否合格，还用于根据所述电流信号得到电流信息，并根据所述电流信息判断音源功率是否合格。
12.本发明的进一步设置，所述功率音源设备测试系统还包括：显示模块；
13.所述显示模块与所述控制模块连接，所述显示模块用于对所述控制模块的测试数据进行显示。
14.本发明的进一步设置，所述功率音源设备测试系统还包括：可控直流电源：
15.所述可控直流电源分别与所述控制模块以及所述功率音源设备连接，用于为所述功率音源设备提供测试电压。
16.本发明的进一步设置，所述功率音源设备测试系统还包括：按键模块；
17.所述按键模块与所述控制模块连接，用于控制是否开启测试。
18.本发明的进一步设置，所述功率音源设备测试系统还包括：计算机接口；
19.所述计算机接口分别与所述控制模块以及计算机连接，用于控制是否开启测试，并用于将测试数据上传至计算机。
20.本发明的进一步设置，所述波形取样模块包括：第一滤波单元、恒压输出单元与第一比较器；其中，
21.所述第一滤波单元分别与所述第一比较器以及所述检测采样模块连接，用于接入所述音源信号并将所述音源信号进行滤波处理后输入至所述第一比较器；
22.所述恒压输出单元与所述第一比较器连接，用于输出稳定电压信号至所述第一比较器；
23.所述第一比较器分别与所述第一滤波单元、所述恒压输出单元以及所述控制模块连接，用于根据所述音源信号与所述稳定电压信号输出波形信号至所述控制模块。
24.本发明的进一步设置，所述第一滤波单元包括：第一电阻与第一电容；其中，
25.所述第一电阻的一端接入所述音源信号，所述第一电阻的另一端分别与所述第一电容的一端以及所述第一比较器的正相输入端连接；
26.所述第一电容的另一端接地；
27.所述恒压输出单元包括：第二电阻、第三电阻与第二电容；其中，
28.所述第二电阻的一端接入电源信号，所述第二电阻的另一端分别与所述第三电阻的一端、所述第二电容的一端以及第一比较器的负相输入端连接；
29.所述第三电阻的另一端接地；
30.所述第二电容的另一端接地。
31.本发明的进一步设置，所述信号取样保持模块包括：开关管、第三电容、第二滤波单元与第二比较器；其中，
32.所述开关管的控制端与所述控制模块连接，所述开关管的第一端与所述第二滤波单元连接，所述开关管的第二端分别与所述第三电容的一端以及所述第二比较器的正相输入端连接；
33.所述第二比较器的负相输入端与所述第二比较器的输出端连接；
34.所述第二比较器的输出端还与所述控制模块连接；
35.所述第三电容的另一端接地。
36.本发明的进一步设置，所述第二滤波单元包括：第四电阻与第四电容；其中，
37.所述第四电阻的一端接入所述音源信号，所述第四电阻的另一端分别与所述开关管的第一端以及所述第四电容的一端连接；
38.所第四电容的另一端接地。
39.基于同样的发明构思，本发明还提供的了一种应用于上述所述的功率音源设备测试系统的功率音源设备测试方法，包括：
40.通过检测采样模块采集功率音源设备的音源信号并分别反馈至波形取样模块与信号取样保持模块；
41.所述波形取样模块根据所述音源信号输出波形信号至控制模块；
42.所述信号取样保持模块根据所述音源信号以及控制模块输出的控制信号输出电
流信号至所述控制模块；
43.所述控制模块根据所述波形信号与所述电流信号得到音频波形信息与电流信息，并根据所述音频波形信息与所述电流信息判断音源频率与音源功率是否合格。
44.本发明所提供的一种功率音源设备测试系统及方法，所述功率音源设备测试系统与功率音源设备连接，所述功率音源测试系统包括：检测采样模块、波形取样模块、信号取样保持模块与控制模块；其中，所述检测采样模块分别与所述功率音源设备、所述波形取样模块以及所述信号取样模块连接，用于采集功率音源设备的音源信号并分别输入至所述波形取样模块以及所述信号取样保持模块；所述波形取样模块分别与所述检测采样模块以及所述控制模块连接，用于根据所述音源信号书输出波形信号至所述控制模块；所述信号取样保持模块分别与所述检测采样模块以及所述控制模块连接，用于根据所述音源信号以及所述控制模块输出控制信号输出电流信号至所述控制模块；所述控制模块分别与所述波形取样模块以及所述信号取样保持模块连接，用于根据所述波形信号得到音频波形信息并根据所述音频波形信息判断音源频率是否合格，还用于根据所述电流信号得到电流信息，并根据所述电流信息判断音源功率是否合格。本发明通过检测采样模块采集音源设备的音源信号并分别反馈至波形取样模块与信号取样保持模块，波形取样模块根据音源信号输出波形信号至控制模块，信号取样保持模块根据音源信号以及控制模块输出的控制信号输出电流信号至控制模块，其后控制模块根据波形信号与电流信号得到音频波形信息与电流信息，并根据音频波形信息与电流信息判断音源频率与音源功率是否合格。这样，本发明不仅实现了对音源频率及功率的准确界定，而且避免了噪杂的大功率音源对测试人员听力造成损伤。
附图说明
45.为了更清楚的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。
46.图1是本发明中功率音源设备测试系统的控制原理框图。
47.图2是本发明中波形取样模块的电路原理图。
48.图3是本发明中信号取样保持模块的电路原理图。
49.图4是本发明中功率音源设备测试方法的流程示意图。
50.附图中各标记：100、功率音源设备；200、检测采集模块；300、波形取样模块；310、第一滤波单元；320、恒压输出单元；400、信号取样保持模块；410、开关管；420、第二滤波单元；500、控制模块；600、显示模块；700、可控直流电流；800、按键模块；900、计算机接口。
具体实施方式
51.本发明提供一种功率音源设备测试系统及方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
52.在实施方式和申请专利范围中，除非文中对于冠词有特别限定，否则“一”、“一
个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
53.应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
54.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
55.另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
56.经发明人研究发现，对于功率音源产品的测试和检验，比如防盗报警器、汽车报警器、警车提示音和摩托车报警器等，目前还是采用人工测试的方式，通过测试人员听到的声音为判断标准。然而，因声音分辨率存在主观性，采用人工测试的方式对音源的频率及功率的偏差无法准确界定从而导致误判，且采用人工测试的方式无法实现多个音源同时测试，不仅人工成本较高，且效率低下。并且，对于一些音源功率较大的样机，噪杂的大功率音源会让测试人员的听力受到损伤。
57.针对上述技术问题，本发明提供的一种功率音源设备测试系统，与功率音源设备连接，功率音源设备测试系统包括：检测采样模块、波形取样模块、信号取样保持模块与控制模块；通过检测采样模块采集音源设备的音源信号并分别反馈至波形取样模块与信号取样保持模块，波形取样模块根据音源信号输出波形信号至控制模块，信号取样保持模块根据音源信号以及控制模块输出的控制信号输出电流信号至控制模块，控制模块根据波形信号与电流信号的到音频波形信息与电流信息，并根据音频波形信息与电流信息判断音源频率与音源功率是否合格。这样本发明不仅实现了对音源频率及功率的准确界定，提高了测试效率同时降低了人工成本，而且还避免了大功率音源对测试人员听力造成的损伤。
58.请同时参阅图1至图3，本发明提供了一种功率音源设备测试系统的较佳实施例。
59.如图1所示，本发明提供的一种功率音源设备测试系统，其与功率音源设备100连接，功率音源设备测试系统包括：检测采样模块200、波形取样模块300、信号取样保持模块400与控制模块500。其中，所述检测采样模块200分别与所述功率音源设备100、所述波形取样模块300以及所述信号取样保持模块400连接，用于所述采集功率音源设备100的音源信号并分别输入至所述波形取样模块300以及所述信号取样保持模块400，所述波形取样模块300分别与所述检测采样模块200以及所述控制模块500连接，用于根据音源信号输出波形
信号至所述控制模块500，所述信号取样保持模块400分别与所述检测采样模块200以及所述控制模块500连接，用于根据音源信号以及所述控制模块500输出的控制信号输出电流信号至所述控制模块500，所述控制模块500分别与所述波形取样模块300以及所述信号取样保持模块400连接，用于根据波形信号得到音频波形信息并根据音频波形信息判断音源频率是否合格，还用于根据电流信号得到电流信息，并根据电流信息判断音源功率是否合格。
60.具体地，所述检测采样模块200可以是检测采样电阻，功率音源设备100的地线通过检测采样电阻接到功率音源设备测试系统的地线和检测采样电阻的连接点，所述检测采样模块200通过检测采样电阻采集功率音源设备的音源信号。当系统工作时，所述检测采样模块200采集功率音源设备100的音源信号并分别反馈至所述波形取样模块300以及所述信号取样保持模块400，所述波形取样模块300根据音源信号输出波形信号至所述控制模块500，所述信号取样保持模块400根据音源信号输出电流信号至所述控制模块500，所述控制模块500根据所述波形信号和所述电流信号得到音频波形信息和电流信息，推算出功率音源设备的声音频率以及功率的偏差值大小，按照提供的样机作为典型值，根据偏差允许范围的上下限来判断是否正常运行，若功率的偏差值大小在偏差允许范围内，则判断功率音源设备的音频频率和功率合格，反之则不合格。
61.因此，本发明中的测试系统在测试过程中无需人耳判断，实现了对音源频率及功率的准确界定，即使需要人工参与，也能够戴隔音耳塞，这样本发明避免了噪杂的大功率音源让测试人员的听力受到损伤。
62.并且，在功率音源设备测试过程中，可以由一个人单独完成多个本发明中功率音源测试系统的操作。每个功率音源测试系统接入一个被测音源进行测试，每个被测音源接入时间为30秒，每个被测音源每次连接或换下的时间各为2秒，在多个功率音源测试系统并侧条件下，工人能够做到2秒取下已测试完成的音源，再2秒换上新的被测音源，即用4秒可完成一个被测音源的测试，相比没使用多个功率音源测试系统的情况下，需要用时34秒才能完成一个被测音源的测试，本发明能够快速批量测试判断，极大提高了工作效率，同时减低人工成本。另外，通过对测试结果的自动判断，方便将产线进行自动化升级，配合相关机械手，可以实现全自动无人测试车间，例如，可以将测试数据上传到pc端，这样测试数据可以被依次保存，可以对数据进行统计分析，包括生产批次分析，生产效率分析，器件替换的可靠性分析等。
63.请继续参阅图1，在一些实施例中，功率音源设备测试系统还包括：显示模块600，所述显示模块600与所述控制模块500连接，所述显示模块600用于对所述控制模块500的测试数据(例如对测试功率音源的频率及功率)进行显示，可以直观的显示该测试功率音源的测试数据(频率与功率)是否合格，有助于测试人员清楚当前测试的状态。在一种实现方式中，本实施例中显示模块600具体为oled显示屏。
64.请继续参阅图1，在一些实施例中，功率音源设备测试系统还包括：可控制直流电源700，所述可控直流电源700分别与所述控制模块500以及功率音源设备100连接，用于为所述功率音源设备100提供测试电压,。
65.具体地，所述可控直流电源700为可编程式直流电源，能够按照实际的需要输出相应的测试电压和限流。
66.请继续参阅图1，在一个实施例的进一步地实施方式中，功率音源设备测试系统还
包括：按键模块800，所述按键模块800与所述控制模块500连接，用于控制功率音源测试系统是否开启测试。
67.具体地，所述按键模块800可以是开关按键或者其他功能的按键，能够控制是否进行测试。
68.请继续参阅图1，在一个实施例的进一步地实施方式中，功率音源设备测试系统还包括：计算机接口900，所述计算机接口900分别与所述控制模块500以及计算机连接，用于控制是否开启测试，并用于将测试数据上传至计算机。
69.具体地，所述控制模块500通过所述计算机接口900与计算机连接，可方便将数据(测试验证及测试数据)存储在云端，所述计算机可以是电脑，手机等电子访问设备，使得企业管理人员能够从远程监控，实现自动化生产。在一种实现方式中，所述计算机接口900可以是rs-232串口模块。
70.请参阅图2，在一个实施例的进一步的实施方式中，所述波形取样模块300包括：第一滤波单元310、恒压输出单元320与第一比较器u1。其中，所述第一滤波单元310分别与所述第一比较器u1以及所述检测采样模块200连接，用于接入音源信号并将音源信号进行滤波处理后输入至所述第一比较器u1，所述恒压输出单元320与所述第一比较器u1连接，用于输出稳定电压信号至第一比较器u1，所述第一比较器u1分别与第一滤波单元310、恒压输出单元320以及控制模块500连接，用于根据音源信号与稳定电压信号输出波形信号至控制模块500。
71.具体地，所述第一滤波单元310包括：第一电阻r1与第一电容c1，其中，所述第一电阻r1的一端接入音源信号，所述第一电阻r1的另一端分别与第一电容c1的一端以及所述第一比较器u1的正相输入端v+连接，第一电容c1的另一端接地，功率音源设备100输出的音源信号经检测采样模块200采集后，连接至第一滤波单元310输出采样信号，所述第一滤波单元310中所述第一电阻r1与所述第一电容c1共同起滤波作用，将采样信号中的噪声滤除并输出稳定音源信号至所述第一比较器u1的正相输入端v+。
72.具体地，所述恒压输出单元320包括第二电阻r2、第三电阻r3与第二电容c2，其中所述第二电阻r2的一端接入电源信号vcc，所述第二电阻r2的另一端分别与所述第三电阻r3的一端、所述第二电容c2的一端连接以及所述第一比较器u1的负相输入端v-连接，所述第三电阻r3的另一端接地，所述第二电容c2的另一端接地，所述第二电阻r2、所述第三电阻r3和所述第二电容c2之间形成稳定的电压点，输出稳定的电压信号至所述第一比较器u1的负相输入端v-，通过比较器的特性，将采样信号转变成vcc电压幅值大小的波形信号，并输出至所述控制模块500，所述控制模块500根据所述波形信号，进而推算出功率音源设备100的声音频谱和时间的关系，即为音频波形信息。这样，本发明可以通过抓取一段时间内的音源，得到此段时间内声音频率，结合对比允许的偏差范围，进而判断该功率音源的频率是否合格。
73.请参阅图3，在一个实施例的进一步的实施方式中，所述信号取样保持模块400包括：开关管410、第三电容c3、第二滤波单元420与第二比较器u2。其中，所述开关管410的控制端与控制模块500连接，所述开关管410的第一端与所述第二滤波单元420连接，所述开关管410的第二端分别与所述第三电容的一端以及所述第二比较器u2的正相输入端v+连接，所述第二比较器u2的负相输入端v-与所述第二比较器u2的输出端out连接，所述第二比较
器u2的输出端out还与所述控制模块500连接，所述第三电容的另一端接地。
74.具体地，所述第二滤波单元420包括：第四电阻r4与第四电容c4，第四电阻r4的一端接入音源信号，所述第四电阻r4的另一端分别与所述开关管410的第一端以及所述第四电容c4的一端连接，所述第四电容c4的另一端接地。功率音源设备100输出的音源信号经所述检测采样模块200采集后，连接至所述第二滤波单元420输出采样信号，所述第二滤波单元420中所述第四电阻r4与所述第四电容c4共同其滤波作用，能够输出稳定音源信号，经所述开关管410至所述第二比较器u2的正相输入端v+。需要说明的是，接入所述波形取样模块与接入的信号取样保持模块的音源信号为同一采样点的采样信号，以保证对功率音源设备的输出的同一段音源信号进行采样。
75.具体实施时，所述控制模块500输出取样保持控制信号至所述开关管410的控制端。当所述开关管410接通时，由所述第三电容c3存储电荷，经过可设置的延迟时间(根据声音特性，优选设置时间在10us～200us)，保证所述第三电容c3上电信号稳定后，将所述开关管410断开，所述第三电容向所述第二比较器u2的正相输入端v+输出音源信号，而所述第二比较器u2的负相输入端v-与所述第二比较器u2的输出端out连接，因此能够得到一个直流稳定电流信号，将电流信号输出至所述控制模块500，所述控制模块500将电流信号经高精度adc进行转换为电流信息，将电流信息与允许的偏差范围进行对比，判断音源信号的功率是否合格。另外，本实施例中所述开关管410的型号为cd4051多路模拟开关芯片，当然也可以选择具有相同功能的芯片，本发明对此不作限定。
76.请参阅图4，在一些实施例中，本发明还提供了一种应用于上述的功率音源设备测试系统的功率音源设备测试方法，其包括步骤：
77.s100、通过所述检测采样模块采集功率音源设备的所述音源信号并分别反馈至所述波形取样模块与所述信号取样保持模块；具体如一种功率音源设备测试系统的实施例所述，在此不再赘述。
78.s200、所述波形取样模块根据所述音源信号输出波形信号至所述控制模块；具体如一种功率音源设备测试系统的实施例所述，在此不再赘述。
79.s300、所述信号取样保持模块根据所述音源信号输出电流信号至所述控制模块；具体如一种功率音源设备测试系统的实施例所述，在此不再赘述。
80.s400、所述控制模块根据所述波形信号与所述电流信号得到音频波形信息与电流信息，并根据所述音频波形信息与所述电流信息判断音源频率与音源功率是否合格。具体如一种功率音源设备测试系统的实施例所述，在此不再赘述。
81.综上所述，本发明所提供的一种功率音源设备测试系统及方法，本发明通过检测采样模块采集功率音源设备的音源信号并分别反馈至波形取样模块与信号保持采样模块，波形取样模块根据音源信号输出波形信号至控制模块，信号取样保持模块根据音源信号输出电流信号至控制模块，控制模块根据波形信号与电流信号得到音频波形信息与电流信息，并根据音频波形信息与电流信息判断音源频率与音源功率是否合格，这样本发明不仅实现了对音源频率及功率的准确界定，提高了测试效率同时降低人工成本，而且避免了大功率音源对测试人员听力的损伤。其次，在功率音源设备测试过程中，可以由一个人单独完成多个本发明中功率音源测试系统的操作，从而能够快速批量测试判断，极大提高了工作效率，同时减低人工成本。另外，通过测试结果的自动判断，方便了将产线进行自动化升级，
配合相关机械手，即可实现全自动无人测试车间。再者，通过与计算机连接，可方便将数据存储在云端，实现数据信息统计，使得企业管理人员能够从远程监控，实现自动化生产。
82.应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。