最早在2016年随着Apple移除了IPHONE 7的耳机孔、健身与运动的意识上涨以及穿戴式装置成为一股风潮，TWS无线蓝牙耳机的商机逐渐占有一席之地。消费者越来越重视个性化的娱乐体验，除了穿戴舒适以及造型时尚之外，大众对于TWS产品的功能操作与音质也越来越高标准。

TWS耳机进行电声测量的必要性

对TWS耳机来说，最核心的功能就是扬声器发出声音、麦克风收音。要确保这些核心功能，还需仰赖电声测量来发现设计问题。若基础问题没解决，恐会进一步影响到应用层面，例如:语音识别、主动式降噪。

电声设计的问题：

·        麦克风指向性:麦克风收音的方向性问题，导致某些方向的收音效果不佳，影响语音识别质量

·        频率响应(Frequency Response): 设计不良的频响曲线，其上的峰和谷会影响语言清晰度

·        总谐波失真(THD): 当谐波成份高出听觉掩蔽，人耳就会感觉音质有异

产品异常分析的需求

·        因为机构组装不良使得组件松脱产生额外的共振杂音

TWS 耳机的电声测量挑战

1.   麦克风没有 “有线的” 输出路径，也没有 “有线的”扬声器的输入路径。

2.   需要从“主机(手机)”进行记录和播放。

3.   真无线耳机的收音/播放延迟，直接影响消费者的使用体验.

4.   主动式降噪功能的测量

5.   真无线耳机的发展愈趋多功能化，各功能的交互影响，提高了测试的复杂度。
例如: 各功能全部开启后， 对延迟的影响程度.

智能音箱的电声测量挑战

·        麦克风没有直接输出路径，也没有扬声器的输入路径。

·        这些设备从“云”（一种基于Internet的某种服务（例如Amazon Music））进行记录和回放。

·        智能扬声器通常是通过语音激活的，几乎没有手动控制，甚至没有手动控制以方便测试。

·        智能扬声器是异步音频设备，因此会受到采样率误差或设备与测量系统之间不匹配的影响。

解决方案

1.基本电声组件测量

扬声器: 遵循IEC60268-5， 可以测量以下项目:

·        频率响应 (Frequency Response)

·        灵敏度 (Sensitivity)

·        阻抗 (Impedance)

·        方向性 (Directivity)

·        失真(Distortion)

·        线性度 (Linearity)

·        Thiele/Small 参数 (T/S parameter)

麦克风: 遵循IEC60268-4， 可以测量以下项目:

·        频率响应 (Frequency Response)

·        灵敏度(Sensitivity)

·        噪音水平 (Noise level)

·        动态范围 (Dynamic Range)

·        失真(Distortion)

·        线性度 (Linearity)

2.TWS耳机/智能音箱之扬声器电声量测

TWS 耳机在无响室中的架设情形.

扬声器系统的性能包括频率响应，灵敏度和失真的测量。扬声器的测量是通过以下方式进行的：

·        将测试信号上传到手机

·        播放测试信号

·        用HATS内的麦克风撷取响应信号.

·        使用分析仪进行分析

3. TWS耳机/智能音箱之麦克风电声测量

麦克风系统的性能包括频率响应，灵敏度和失真的测量。麦克风的测量是通过以下方式进行的：

·        使用校准的人工嘴仿真器播放测试信号

·        TWS耳机麦克风收音， 储存在手机上.

·        从手机下载到分析仪

·        使用分析仪器， 解析录音

4.蓝牙延迟测量

·        采用Audio Precision 高精确度量测系统

·        构成高度同步播放/录音测量系统

·        自相关Time Delay Estimation 技术及 MLS 信号， 确保延时测量无误差

5.Debug 除错 / 咨询服务

案例: 生产阶段不良品分析

此案例为电声产品在制造产线出现质量不良时的分析。

透过传统的Frequency Response 及THD测量，初步对比检出问题。

进一步透过时频分析， 找到扬声器的制造缺陷。