確保行動(dòng)電話(huà)聲音品質(zhì)的快速測試法

雖然行動(dòng)電話(huà)的重點(diǎn)應用是在數據通訊上，但毫無(wú)疑問(wèn)地，語(yǔ)音仍然是手機最迷人的殺手級應用，因此，行動(dòng)電話(huà)的聲音品質(zhì)是其最重要的特性之一。聲音品質(zhì)會(huì )受三個(gè)因素影響：語(yǔ)音編碼器（Vocoder）的選擇、行動(dòng)電話(huà)的機構設計、以及聲音傳感器（麥克風(fēng)和喇叭）的選擇。

語(yǔ)音編碼器的選擇在制訂標準的時(shí)候就已經(jīng)決定了，不是任何的應用設計可以改變的。機構設計包括聲音的隔離、到耳朵的耦合路徑、以及雜訊的抵銷(xiāo)（noise cancellation）等。喇叭和麥克風(fēng)的選擇也是重要的因素，但也是在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中就決定的。設計品質(zhì)的驗證是一個(gè)冗長(cháng)又困難的過(guò)程，困難點(diǎn)在于人聲和耳朵的模擬，以及在進(jìn)行聲音測試的時(shí)候，如何將人類(lèi)的生理機能因素列入考慮。雖然市面上有現成的設備可以進(jìn)行這種測試，但是一般都相當昂貴，而且行動(dòng)電話(huà)的聲音品質(zhì)驗證過(guò)程非常地耗時(shí)。

生產(chǎn)制造上的考量

行動(dòng)電話(huà)一旦進(jìn)入生產(chǎn)程序之后，所有的這些因素應該都已經(jīng)驗證過(guò)，且若有問(wèn)題的話(huà)，也已經(jīng)解決了，但果真是如此嗎？測試流程會(huì )不會(huì )又抓出有瑕疵的喇叭或麥克風(fēng)？安捷倫科技的Agilent 8960無(wú)線(xiàn)通訊測試儀器已經(jīng)推出聲音測試的功能，可用于GSM或cdma2000的測試。

其構想是以噪音來(lái)激勵（excite）麥克風(fēng)，并以可被分析的電子聲音來(lái)激勵喇叭。我們不?裼靡話(huà)閆分恃櫓に?褂玫陌汗笥擲?訓牟饈苑椒ǎ??灰?靡桓黽虻サ募芯擼?ixture）就可以了。該夾具需要先以一個(gè)已知的良好設計品來(lái)進(jìn)行調校，該良好設計品的反應會(huì )被學(xué)習起來(lái)，然后將每支行動(dòng)電話(huà)的測試結果與之比較。

音源

可選擇的一種聲音測試信號是一個(gè)稱(chēng)為P-50的人造聲音，P-50是ITU標準所定的名稱(chēng)，用來(lái)描述聲音產(chǎn)生的過(guò)程。該聲音的統計資料顯示與真實(shí)語(yǔ)音的吻合度相當高，吻合的項目包括：振幅的變動(dòng)、頻率響應、以及信號在一段時(shí)間內與真實(shí)語(yǔ)音的振幅和頻率相吻合的機率。不過(guò)，要比對這些吻合機率需要花上一段相當長(cháng)的時(shí)間，不符合生產(chǎn)制造流程的需求。

比較好的替代方法是使用離散式的多載波調變信號（discrete tone），這些信號隨后可以用傅立葉技術(shù)加以分析，所涵蓋的頻率范圍從300到3000 Hz。這種信號對現代的語(yǔ)音編碼器而言并不是理想的信號，但因為會(huì )與一個(gè)已知良好的裝置做比較，所以可以偵測出有問(wèn)題的聲音傳感器（transducer）。此外，將語(yǔ)音編碼器的雜訊抵銷(xiāo)功能關(guān)掉，可進(jìn)一步改善測試儀器中用來(lái)測試喇叭的信號，這種方式可以產(chǎn)生更好的正弦波聲音。

圖1所示為喇叭的測試方式，所?裼玫氖且韻碌牟街瑁合仍誆饈砸瞧髦脅???艫擔?緩笏偷僥誆康撓鏌舯嗦肫髦薪?斜嗦耄?鏌舯嗦肫韉腦友兜窒?δ芤?氐?。接着????撓鏌糇柿賢腹?導實(shí)奈尷吡?岱⑸淶絞只??。拆}約芯叩絞只??鵲納?赳詈弦?緩茫?話(huà)慊崾褂靡蝗?粞棺⌒卸?緇盎?宓吶菝尷鸞海?⒔?罌朔縲?以誒?壬廈?。?鵲囊裊渴導噬鮮竅嗟鋇偷模?枰?釁?蘢爸貌拍芴?剿?氖涑?。来自吕浰肪i男藕嘔岜喚擁講饈砸瞧韉納?羰淙攵耍?約撲閆德氏煊Α

圖1：手機的喇叭測試

麥克風(fēng)的測試步驟大體上也是一樣的，但方向相反，如圖2所示。聲音也是在測試儀器中產(chǎn)生，然后送到聲音輸出埠，以驅動(dòng)固定在麥克風(fēng)附近的喇叭。接著(zhù)，透過(guò)RF連結將手機語(yǔ)音編碼器的輸出信號發(fā)射到測試儀器中，進(jìn)行聲音的解碼和頻率響應的計算。

圖2：手機的麥克風(fēng)測試

將分析出來(lái)之信號的形狀和振幅與參考測試信號做比較，就可以確定待測手機的組件是否為可靠的合格設計。圖3是一支GSM行動(dòng)電話(huà)的喇叭測試結果。

圖3：GSM行動(dòng)電話(huà)的喇叭頻譜圖

結論

這些測試非常地快速，通常每一項測試所需的時(shí)間都不到一秒。在生產(chǎn)制造的過(guò)程中，行動(dòng)電話(huà)已經(jīng)利用測試儀器在真實(shí)的連結中測試過(guò)了，因此增加這些測試并不需要額外的設定時(shí)間。不過(guò)，這些測試會(huì )需要用到特殊的夾具，但設計起來(lái)并不會(huì )太困難。運用諸如8960無(wú)線(xiàn)通訊測試儀器所提供的聲音測試功能，可以確保生產(chǎn)出來(lái)的行動(dòng)電話(huà)具有更高的品質(zhì)。