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宽带扫频RCS自动测量系统设计
优质期刊推荐　　二、三角波产生电路　　　　1．电路组成　　　　　　图2即为三角波产生电路的原理图，它包括输入迟滞比较器(Al)和充放电时间常数相等的积分器(A2)两部分，共同组成三角波电压产牛器电路。三角波的周期由Rl、R2、R3以及C决定，三角波的幅值由电阻Rl、R2及Dl.D2的Uz值确定。　　　　2．工作原理　　　　在上图所示三角波发生电路中，A1为同相输入迟滞比较器，A2为积分运算电路。对于由多个集成运放组成的应用电路，一般应首先分析每个集成运放所组成电路输出与输入的函数关系，然后分析各电路间的相互联系，在此基础上得出电路的功能。　　　　A2的积分电路正向积分，Uo随时间的增长线性增大，根据中图所示Al的电压传输特性，一旦Uo=+UT，再稍增大，Uo将从-Uz跃变为+Uz，积分电路又开始反向积分。电路重复上述过程，因此产生自激振荡。　　　　由以上分析可知，Uo是三角波，幅值为&UT；Uol是方波，幅值为&Uz，如下图所示，因此也可称上图所示电路为三角波一方波发生电路。由于积分电路引入了深度电压负反馈，所以在电阻相当大的变化范围里，三角波电压几乎不变。
　　3．振荡频率　　　　根据下图所示波形可知，正向积分的起始值为-UT，终了值为+UT，积分时间为1/2周期，所以振荡频率：　　　　f=R2/(4R1.R3.C)　　　　4．三角波幅值计算　　　　从以上分析以及结合上图电路图中各元件的参数(Rl=lOk、R2=2k、R3=5k、C=O.luf)，三角波的输出电压幅值：　　　　Uom=&(Rl/R2)Uz=&(10/2)&0.7V=&3.5V
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4秒后，自动返回首页一种基于fft扫频的音频模块自动化测试方法
一种基于fft扫频的音频模块自动化测试方法
【专利摘要】本发明提供一种基于FFT扫频的音频模块自动化测试方法，获取待测试系统中预置的一个基准音频文件，所述基准音频文件是经过48kHz采样频率进行录制生成的PCM编码文件；对基准音频文件进行播放，使用音频模块对基准音频文件解码，然后进行DAC输出得到音频信号；对该音频信号使用待测音频模块进行录制，然后将录制的信号与基准信号进行比较；所述比较的过程如下：使用FFT算法对该录制的信号做频谱分析得到该待测信号频谱的中心频率和该中心频率的幅值，将该中心频率的值与所述基准音频文件的中心频率的值进行比较。本发明能够高效准确的判定音频模块是否工作正常，将测试员从枯燥乏味的测试工作中解放出来。
【专利说明】一种基于FFT扫频的音频模块自动化测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及音频测试领域，特别是提出了一种基于FFT扫频的音频模块自动化测试方法。
【背景技术】
[0002]通常测试音频模块的方法是测试员将声音信号(可以是麦克风或者是音乐播放器的输出信号)接到音频模块输入端，待录制完毕，对录音文件进行解码播放，耳机/扬声器接音频模块输出，听声音判断音频模块的好坏。这种方法简单实用，缺点是需要人工参与，在大批量测试的时候投入的人力成本很大，且测试的准确度也不高。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种新型的回环测试方法，将音频模块的输出通过导线环回到输入进行相关的测试工作。
[0004]本发明提供一种基于FFT扫频的音频模块自动化测试方法，获取待测试系统中预置的一个基准音频文件，所述基准音频文件是经过48kHz采样频率进行录制生成的PCM编码文件；
[0005]对基准音频文件进行播放，使用音频模块对基准音频文件解码，然后进行DAC输出得到音频信号；
[0006]对该音频信号使用待测音频模块进行录制，然后将录制的信号与基准信号进行比较；
[0007]所述比较的过程如下:使用FFT算法对该录制的信号做频谱分析得到该待测信号频谱的中心频率和该中心频率的幅值，将该中心频率的值与所述基准音频文件的中心频率的值进行比较。
[0008]本发明能够高效准确的判定音频模块是否工作正常，将测试员从枯燥乏味的测试工作中解放出来。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]通过参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例，本发明的以上和其它方面及优点将变得更加易于清楚，在附图中:
[0010]图1:本发明的一种基于FFT扫频的音频模块自动化测试方法的原理框图；
[0011]图2:本发明的一种基于FFT扫频的音频模块自动化测试方法的录音和放音方法流程图；
[0012]图3:本发明的一种基于FFT扫频的音频模块自动化测试方法的录音后处理方法流程图。
【具体实施方式】[0013]在下文中，现在将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了各种实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，且不应该解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完全的，并将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。
[0014]在下文中，将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。
[0015]本发明提出的方案是在系统中预置的一个基准音频文件，所谓的音频文件，实际上是由频率介于2k-0kHz的正弦信号的叠加，而基准音频文件是一个单一频率的音频文件。本发明使用幅值为IV，频率为2KHz，IOOhz步进的正弦信号作为基准信号。根据香农定理，时域采样频率必须大于2倍的最大信号频率，本发明选取的是48kHz采样频率进行录制，生成PCM编码的基准音频文件，每一个频率产生24kbyte数据。对该文件进行播放，使用音频模块解码后进行DAC输出，那么输入就可以得到输出的波形，对输入波形进行48kHz采样和录制，在音频模块正常工作的情况下，存储的信号在频域上与基准音频文件的信号是一致的。对该录制文件进行解码并使用FFT算法对该信号做频谱分析，可以预见频谱分析得到的信号频率是一系列2khz，IOOhz步进的频谱，而且将得到频率分量的幅值进行比较，可以确定音频模块的录放音的质量。这样，在一次测试中完成了输入和输出模块的功能性测试和性能测试，简单而高效。
[0016]本测试方法由主控制器和音频模块构成，控制器通过i2c总线控制音频模块的寄存器，通过I2S协议进行数据传输，原理框图如图1所示，由两个进程分别进行录音和放音，由放音进程控制录音的开始和结束，通过信号量实现两者的同步。基准音频文件是使用电脑录音设备以频率48kHz双通道16bit采样进行录制，储存为PCM编码文件。通过软件提取文件的帧数据，以帧为单位(每帧24kbyte)传递到ALSA层，ALSA层负责音频数据传输速率控制，并对音频模块的编解码格式，输入输出增益等进行合理设置。然后传递到音频模块进行解码和播放。音频的编解码是在TI公司的TLV320aic3101芯片进行的。编码精度是16bit，编码格式是PCM。编码输出存储为回环输出文件，录音分析程序从该文件中以帧为单位取数据，对每个频率取连续的1024个点做傅里叶变换，分析这段音频的中心频率是否与频率帧头一致，如果误差在200hz以内，认为该频率录音正常，如此对所有频率进行分析，最终判断录放音模块是否正常。
[0017]录音和放音方法流程图如图2所示。
[0018]放音进程和录音进程之间以管道进行信号的发送和接收。放音进程负责从基准音频文件取出数据并传递给alsa接口，取数据之前，该进程需要收到来自录音进程的准备信号，取数据完毕后，使用“开始”信号通知录音进程进行录音操作，同时将数据传输到音频模块开始解码和播放，待数据播放完毕，等待录音进程的“准备”信号。每个频率有24kbyte数据，每取出24kb数据后，发送一个频率步进信号给录音进程，直到所有频率数据发送完毕。录音进程收到频率步进信号后，会等待上一帧数据录制完毕，然后会发送“准备”信号给放音进程，准备下一个频率的录制，并在存储下一帧的数据时加上帧头，供后续傅里叶分析做对比用。待所有基准频率信号播放完毕，放音进程发送“停止”信号到录音进程，录音进程此刻可以安全退出。
[0019]如图3所示，录音结束后，分析回环输出文件，以帧头(存储了该帧的频率，每个帧只有一个频率)为间隔符取每个频率的数据帧，该数据帧取连续的1024个点做傅里叶变换(使用FFT算法)，计算该帧频域的中心频率和直流分量，与帧头做对比，偏差在200hz内认为合格，如此循环直到所有频段分析完毕，输出所有频率的偏差和直流分量，并给出结果报
[0020]以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。本发明可以有各种合适的更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于FFT扫频的音频模块自动化测试方法，其特征在于:
获取待测试系统中预置的一个基准音频文件，所述基准音频文件是经过48kHz采样频率进行录制生成的PCM编码文件；
对基准音频文件进行播放，使用音频模块对基准音频文件解码，然后进行DAC输出得到音频信号；
对该音频信号使用待测音频模块进行录制，然后将录制的信号与基准信号进行比较；所述比较的过程如下:使用FFT算法对该录制的信号做频谱分析得到该待测信号频谱的中心频率和该中心频率的幅值，将该中心频率的值与所述基准音频文件的中心频率的值进行比较。
2.如权利要求1所述的一种基于FFT扫频的音频模块自动化测试方法，其特征在于:
所述测试方法中使用主控制器和音频模块，所述主控制器通过i2c总线控制音频模块的寄存器，通过I2S协议进行数据传输，由两个进程分别进行录音和放音，由放音进程控制录音的开始和结束，通过信号量实现两者的同步；基准音频文件是使用电脑录音设备以频率48kHz双通道16bit采样进行录制，储存为PCM编码文件；通过软件提取文件的帧数据，以帧为单位传递到ALSA层，ALSA层负责音频数据传输速率控制，并对音频模块的编解码格式，输入输出增益等进行合理设置；然后传递到音频模块进行解码和播放；编码输出存储为回环输出文件，录音分析程序从该文件中以帧为单位取数据，对每个频率取连续的1024个点做傅里叶变换，分析这段音频的中心频率是否与频率帧头一致，如果误差在200hz以内，认为该频率录音正常，如此对所有频率进行分析，最终判断录放音模块是否正常。
3.如权利要求1所述的一种基于FFT扫频的音频模块自动化测试方法，其特征在于:
所述基准音频文件为幅值为IV，频率为2KHz，IOOhz步进的正弦信号。
4.如权利要求2所述的一种基于FFT扫频的音频模块自动化测试方法，其特征在于:
所述放音进程和所述录音进程之间以管道进行信号的发送和接收；放音进程负责从基准音频文件取出数据并传递给alsa接口，取数据之前，该进程需要收到来自录音进程的准备信号，取数据完毕后，使用“开始”信号通知录音进程进行录音操作，同时将数据传输到音频模块开始解码和播放，待数据播放完毕，等待录音进程的“准备”信号；每个频率有24kbyte数据，每取出24kb数据后，发送一个频率步进信号给录音进程，直到所有频率数据发送完毕；录音进程收到频率步进信号后，会等待上一帧数据录制完毕，然后会发送“准备”信号给放音进程，准备下一个频率的录制，并在存储下一帧的数据时加上帧头，供后续傅里叶分析做对比用；待所有基准频率信号播放完毕，放音进程发送“停止”信号到录音进程，录音进程此刻可以安全退出。
5.如权利要求4所述的一种基于FFT扫频的音频模块自动化测试方法，其特征在于:
所述录音结束后，分析回环输出文件，以帧头为间隔符取每个频率的数据帧，该数据帧取连续的1024个点做傅里叶变换，计算该帧频域的中心频率和直流分量，与帧头做对比，偏差在200hz内认为合格，如此循环直到所有频段分析完毕，输出所有频率的偏差和直流分量，并给出结果报告。
【文档编号】H04R29/00GKSQ
【公开日】日
申请日期:日
优先权日:日
【发明者】曾金强
申请人:深圳英飞拓科技股份有限公司基于ICL8038的自动扫频电路设计--《电子制作》2008年03期
基于ICL8038的自动扫频电路设计
【摘要】：正本文介绍基于ICL8038的一种新颖的自动扫频式激励电路,其自动扫频范围为81.25～168.75kHz。该电路具有体积少、成本低、使用方便、制作简单等优点。一、电路的组成及工作原理
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TN702【正文快照】：
本文介绍基于ICL8038的一种新颖的自动扫频式激励电路,其自动扫频范围为81.25～168.75kHz。该电路具有体积少、成本低、使用方便、制作简单等优点。一、电路的组成及工作原理该电路主要由三角波产生电路、电平抬升电路、压控振荡器(VCO)电路组成。整个电路的组成框图如图1所
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