[发明专利]一种音频谐波失真的测量系统

说明书

本发明公开了一种音频谐波失真的测量系统，包括：频点选择单元、信号发生与采集单元以及失真度计算单元；所述的频点选择单元包括：频段划分模块，将被测系统音频按频率划分成4个频段，将每个频段细分成TN个子频段，确定每个子频段中的精确平均节点；频率搜索模块，设定最小频率分辨率DIST，在各子频段中寻找与所述的各精确平均节点最接近DIST整数倍的频率作为搜索起始点，即实际平均节点；依次在所述的每个频段中选取1个所述的实际平均节点，通过搜索形成待测频率组，搜索范围在所述两实际平均节点之间；所述信号发生与采集单元根据所述待测频率组，生成失真信号；失真度计算单元根据失真信号，进行DFT，得出被测系统的总谐波失真度和互调干扰失真度。

技术领域

本发明涉及一种音频谐波失真的测量系统。涉及专利分类号H04电通信技术H04R扬声器、传声器、唱机拾音器或其他声—机电传感器；助听器；扩音系统H04R29/00监控设备；测试设备。

背景技术

失真度是衡量音频设备的一个基本重要参数，它反映了信号在通过音频设备时，由于非线性失真所导致信号发生畸变的程度。常用失真度参数是总谐波失真和互调干扰。为了保证音频信号处理的准确性，对设备进行失真度测量就显得极为必要。失真度测量方法大致可分为2类：模拟法和数字法，模拟法主要有基波抑制法和频谱分析法，前者精度低，后者操作复杂且成本高。数字法主要有FFT法和曲线拟合法，后者由于拟合参量的误差难以控制，稳定性较差。现有的FFT法只能测量单一频率的失真度，难以代表整个工作频带的失真情况，若要进行多频点测量，现有方法效率较低。

马月辉在“基于FFT的低频谐波失真度测试仪”中提出了一种通过频域分析得到失真度大小的方法。其主要思路是通过快速傅里叶变换(FFT)，得出信号的频谱，根据频谱分量大小(即傅里叶系数幅度值)，计算出失真度。该方法具体方案为：计算机通过数字采集卡采集被测信号，经模数转换器(A/D)转换后读入计算机，由计算机对采集的信号进行FFT变换，形成被测信号的二维幅度——频率数组。计算机显示出信号的幅频特性曲线，同时，对数组计算得到基波系数和各次谐波系数。最后，由基波和各次谐波系数计算出失真度。原理如图1所示。

周期采样往往伴随着频谱泄漏问题，而FFT点数设置不当会产生严重的“栅栏效应”，这些都将导致测量精度下降。测试频率为单一频率，若要进行多频点测量，则需要多次重复整个测试流程，测试效率低。

发明内容

本发明针对以上问题，提出一种音频谐波失真的测量系统，一种音频谐波失真的测量系统，包括：

频点选择单元、信号发生与采集单元以及失真度计算单元；

所述的频点选择单元包括：

频段划分模块，将被测系统音频按频率划分成低频、中频、中高频和高频4个频段，将每个频段细分成TN个子频段，确定每个子频段中的精确平均节点；

频率搜索模块，设定最小频率分辨率DIST，在各子频段中寻找与所述的各精确平均节点最接近DIST整数倍的频率作为实际平均节点；

依次在所述的每个频段中选取1个(四个频段共4个)所述的实际平均节点，通过搜索形成包括4个频点f0,f1,f2,f3的待测频率组；

所述信号发生与采集单元根据所述待测频率组，生成对应的测试信号并接受被测系统反馈的失真信号；

所述失真度计算单元根据接收到的失真信号，进行离散傅里叶变换DFT，最终得出被测系统的总谐波失真度和互调干扰失真度。

作为优选的实施方式，所述的频率搜索模块中节点的计算过程如下：

第p个频段的第q个实际平均节点计算公式如下：