手机音频器件设计与测试

手机PCB设计中音频器件设计需要注意的问题随着手机中音频功能性不断增加，但在电路板设计中，许多注意力仍集中在射频子系统上，音频电路受到的关注往往最少。

然而，音频质量，特别是具备高传真音质的特性，已成为影响一款高阶手机能否迅速为市场接受的关键点之一。

本文提供了一些建议，有助于确保实现一个布局良好且不牺牲音频质量的电路板。

对PCB布局工程师来说，今天的手机提出了终极挑战。

现代手机包含了可携式设备中所能找到的几乎所有子系统，如多种射频模块(包含蜂巢式、短距无线传输)；音频、视讯子系统；专用的应用处理器，以及为因应愈来愈多应用需求而增加的I/O布局，且每一个子系统都有彼此冲突的要求。

要在如此小型的空间中整合如此多复杂的子系统，要考虑的现实情况也包罗万象，除了同为射频子系统间可能产生的干扰外，各个不同子系统间可能由自身运作或是由布线引发的相互干扰、EMI问题等，都考验着手机PCB工程师的专业能力。

一款设计良好的电路板必须能够最大程度地发挥贴装在其上每一颗组件的性能，并避免不同系统间的干扰。

因为若各子系统之间产生相互冲突的情况，结果必然导致性能的下降。

建议的做法慎重考虑布局规划。

理想的布局规划应把不同类型的电路划分在不同的区域，以将干扰情况降至最低。

上图所示即为一款良好的布局规划。

尽可能使用差分讯号。

具有差分输入的音频组件可以抑制噪声。

隔离接地电流，避免数字电流增加模拟电路的噪声。

模拟电路使用星状接地。

音讯功率放大器的电流消耗量通常很大，这可能会对它们自己的接地或其他参考接地有不良影响。

将电路板上未用区域都变成接地层。

在讯号线迹附近执行接地覆盖(ground flood)，讯号线中不需要的高频能量可透过电容耦合接到地面。

不建议的做法在电路板上使用混合电路。

尽管手机的射频区一般都被认为是模拟的，但从射频区耦合到音频电路中的噪声可能被解调为可听见的噪声。

电路板上的模拟音频讯号布线太长。

太长的模拟音频线迹可能会吸收数字和射频电路的噪声。

一.手机音频识别测试
分三个步骤
●被测物发声
●测试设备采集并通过声卡记录声音
●算法分析测试数据
二.手机发出的声音是线性的
硬件声卡采集的方式是通过PCM编码方式来记录一段时间的音频数据三.声音采集步骤
●音频设备初始化启动
●被测物开始发声
●算法分析解析音频数据
获取到的音频数据我们通过”过零点个数”的方式来判断该段数据是否为被测物起始频率
获取到音频原始数据后进行加窗操作使用HANNING窗操作然后将数据使用FFT算法处理得到频域的数据
最后得到每个频点的AMP,THD,HOHD
通过这三个音频指标来卡控被测物的性能。

手机音频性能测试规范目录1 序言 (2)2 参考文献 (2)3 目的 (2)4 范围 (2)5 术语和缩略语 (2)6 测试仪器结构 (2)7 测试系统 (3)7.1 测试系统配置图 (3)7.2 测试系统启动过程 (3)8 测试系统校正 (3)9 测试项目 (3)9.1 发送灵敏度/频率响应 (3)9.2 发送响度（SLR） (4)9.3 接收灵敏度/频率响应 (5)9.4 接收响度（RLR） (6)9.5 侧音屏蔽度 (7)9.6 发送失真 (7)9.7 接收失真 (8)9.8 回音损耗 (9)9.9 空闲信道噪声 (9)10 参数调整 (10)11 其它噪声主观判断测试 (11)11.1 射频噪声测试 (11)11.2 RECEIVER到MICROPHONE的啸叫测试 (12)11.3 LCM屏啸叫测试 (12)11.4 实际通话测试 (12)序言本文件规定了音频测试方法参考文献（1） ETSI《3GPP TS 510.10-1-460》目的该文件制定目的在于使硬件测试工程师在测试音频性能时有所遵循，确保手机音频性能符合相关规范以及实际使用要求。

范围该文件适用于所有公司研发的具有语音同伙功能的移动终端产品术语和缩略语请参考GSM01.04测试仪器结构Company Description ModelGSM System Simulator CMU200 R&SAudio Analyzer UPL16 R&STelephone test Head 4602B B&KEar Simulator 4195 B&KArtificial Mouth 4227 B&K2690A-OS2 B&K Microphone Power Supply &Preamplifier测试系统测试系统配置图测试系统启动过程正确连接测试设备后，逐个开启仪器电源。

UPL16应该运行 3GPP目录下的3GPP_TST.BAS文件。

手机音频测试计划(试用)1.本计划指的是在试产阶段的手机音频测试,一般选择P1版的完整成品机来测试,需要提供相关的产品功能说明,充电器1pc,有线及蓝牙耳机各1pc(如是标配的话).2.手机需要2台样机(至少需确保跟音频有关的部分功能完好),附电池.3.测试时间一般为5~6天,其中播放测试需进行96小时.4.测试项目包括:4.1. 来电铃声的响度测试.测试2台样机的所有铃声的最大响度幅度, 用声压计距离10CM 测试,判定标准为所有单曲音量不小于90dB,80%单曲音量大于95dB.4.2.MP3播放测试:用来测试音频部分的可靠性.选择音量大的歌曲连续播放96小时,手机开最大音量(标准模式),接充电器.4.3.测试音频输出功率.选择音量大的歌曲播放,用万用表测试其平均有效值,确保不超过设计范围.4.4.客观指标测试:采用Head Acoustic音频测试系统进行测试,每项都有具体的指标作判定4.4.1 发送灵敏度(SEND):4.4.2 发送响度评定值(SLR): 8±3dB4.4.3 接收灵敏度(RECEIVE):4.4.4 接收响度评定值(RLR):4.4.5 回波回损(ECHO):≥46dB4.4.6 侧音掩蔽评定值(STMR): 13±5dB4.4.7 稳定度储备(STAB_MRG):6dB,及检测不到音频振荡4.4.8 发送失真(DIST_SND):4.4.9 接收失真(DIST_REC):4.5.音频模拟测试.采取主观评价的方法来判定手机的音频部分是否能很好的达到或超过消费者的需求,对于可靠性部分尽量采取极限环境测试,非可靠性部分一般模拟用户的实际使用环境测试.4.5.1.通话测试:在嘈杂的环境下测试通话的效果是否令人满意,及免提通话效果测试,有线耳机效果测试,要求声音大语音清晰.4.5.2.通话录音及摄像录音:要求回放时声音基本清楚,背景噪音小.4.5.3.MP3(MP4)播放效果测试:选择市面上较大的音乐进行播放测试,要求失真度在可接受范围内,声音大.常用的格式能够支持.4.5.4.语音拔号:识别率基本令人满意.4.5.5.来电铃声:铃声可选择性大,回放效果好.4.5.6.闹铃及按键,游戏声音: 声音适中,清晰.4.5.7.低电报警: 声音大小适中,明显.4.5.8.词酷:发声语音清晰,声音大.4.5.9.开关机及按键时的冲击声音(含蓝牙):在可接受范围内.4.5.10.双方通话时第三方打入时的铃声:可接受范围内.4.5.11.有线耳机及蓝牙播放音乐测试:音质好,基本无失真.。

第34卷第6期河北工业大学学报2005年12月V ol.34No.6JOURNAL OF HEBEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY December2005文章编号：1007-2373(2005)06-0051-06GSM手机音频设计和测试孙江胜，韩月秋（北京理工大学信息科学技术学院，北京100081）摘要：详细叙述了终端的音频指标要求和测试调试方法，之后基于Infineon平台的一个实际项目中，论述了如何测试和配置控制数据全过程，使读者能够全面了解GSM手机音频方面的技术标准和电路调试过程．关键词：移动通信；音频处理；手机中图分类号：TN929.53文献标识码：AGSM Handset Audio Design and TestSUN Jiang-sheng，HAN Yue-qiu(School of Information Science and Technology,Beijing Institute of Technology,Beijing100081,China)Abstract：The theme particular present acoustics requirements of terminal device and relative test methods.For the more,based on a project with Infinoen platform,provide the detail process of testing and configuring the audio control data,letthe reader fully understand the audio criterion of GSM handset and the course to realization.Key words：mobile communication；acoustic；handset随着手机基带IC集成度和性能的提高，手机音频电路设计的难点主要集中在测试与如何满足达到GSM规范和通过CTA的产品认证测试．由于这部分测试涉及DSP控制技术、音频测试标准、音频测试环境、产品的物理结构、电路设计环境等方面的因素，因此需要采用综合方法和实验手段来完成．1GSM音频标准与测试方式GSM标准的终端音频规范[1]，明确规定了从终端的音频测试设备、测试的过程和测试项目这3方面内容，其目的是确保终端产品话音的传输质量和再现过程，具体测试项目包含如下几个方面：1）呼叫建立和结束过程中语音信道建立（包括MT，MO，Network to MS,Call Hold等）；2）在RF收发环路工作状态的音频指标；3）终端单方向发射状态下，网络射频接收调制获得的音频指标；4）终端单方向接收状态下，网络标准音频发送信号在终端中获得的音频接收指标；5）EFR Signal(增强型全速率语音编码)方式下，手机环路工作状态的音频指标；6）多方通话状态下，终端多时隙工作状态下的音频指标测试．在GSM标准中，所有测试项目均依据TMDA系统的无线通讯协议，规范并要求终端在各种协议规范的工作条件下，达到音频传递标准，从而保证整个GSM系统的完整性和性能的兼容性．这方面的测试是整个GSM协议栈测试验证的一个部分，由GSM终端芯片的平台方案提供商完成这部分的测试和调试，而各个平台厂家的测试方案也各不相同，因此这里仅就Infinoen一种平台方案的实现过程举例说明．图1为Infinoen公司基带IC支持音频输入/输出和针对GSM规范测试方面接口设计，其中DAI（Digital Audio Interface）在系统中是专门设计用于支持GSM标准协议认证所需要的音频控制和输入/输出接口．根据实际采用的实验设备，可以有多种不同的技术实现方式，图2给出了采用UR16设备建立的测试实验环境．收稿日期：2005-06-11作者简介：孙江胜（1968-），男（汉族），博士生．52河北工业大学学报第34卷2CTA 测试规范与GSM 标准要求的测试内容不同，CTA 中的音频测试主要从电话产品所要达到声音质量和音频传导特性角度出发．因此，CTA 测试内容要简化一些，对产品的特性指标测试与用户的实际使用感受更贴近一些，国内的GSM 终端产品主要采用CTA 标准[2]作为产品音频指标上所要达到的指标，一般性的音频指标[3]主要有如下的内容．2.1发送灵敏度/频率响应（Sending sensitivity/frequency response ）发送灵敏度/频率响应指标是输入测试音频率的函数，是指输出电平与输入声压(人工嘴处)之比．2.2发送响度评定值（Sending loudness rating ）发送响度评定值(SLR )是一种基于客观单音频测试的表示发送频率响应的方法．这种测试表征收听者对话音信号的感受情况，是终端测试过程中一个十分重要的测试指标．2.3接收灵敏度/频率响应（Receiving sensitivity/frequency response ）接收灵敏度/频率响应指标是输入测试音的函数，用dB 表示，是指输出声压(仿真耳中的)与输入电平(以DAI 处PCM 比特流代表)之比．2.4接收响度评定值（Receiving loudness rating ）接收响度评定值(RLR )是一种基于客观单音测试的表示接收频率响应的方法，这种测试表征收听者对话音信号的感受情况，同SLR 指标一样，也是终端测试过程中一个十分重要的测试指标．2.5侧音掩蔽评定值(Side Tone Masking Rating )侧音响度评定值(STMR )是基于客观单音的测试，表示仿真嘴至仿真耳间的通路损耗，这种测试表征说话者说话时对他本人话音的感受(说话者侧音，由侧音掩蔽评定值-STMR 表示)，或收听者对从麦克风收到的背景噪声的感受(收听者侧音评定值-LSTR )．2.6稳定度储备(Stability margin )收发稳定度储备是指为防治产生振荡而在基准话音编译码器的来去通路间插入的增益的度量．2.7发送失真(Distortion Sending )发送失真是发射信号与总失真之比，是对发射机设备线性度的量度．3终端的音频设计设计手机音频部分关键在于选择和计算音频通路上的各种参数，使之配合达到标准的要求．下面就Infineon 公司的手机平台方案作为一个实例，讲述整个电路构成和设计，及内部匹配的音频处理数字滤波器的原理和参数计算方式．图1基带IC 音频输入/输出及DAI 测试接口Fig.1Audio in/out and DAI test ports in Baseband IC图2规范测试的搭建Fig.2Test environment for specification testEarpieceRingerCar KitDigital Audio InterfaceDSP PartV oice codingViterbi FilterV oice encodingDACADCDAI 受话输出受话输出话音输入Artifical mouthScale_inScale_outPhoneA r t i f i c i a l e a r53孙江胜，等：GSM 手机音频设计和测试第6期3.1手机中基带IC 音频电路模型在Infineon 平台中，基带IC 提供了双路差分的语音信号输出和语音接收电路，除支持免提功能的手机需要外加音频功放外，基带IC 片内的音频输出电路完全能够提供普通手机送话器需要的信号功率．如图3所示，设计者可以通过灵活的参数设置，支持多种类型的送话器．因此设计工作关键是计算确定各放大器参数、并实际调试达到技术标准的要求．3.2各级模拟与数字音频信号放大控制与Biquad 滤波器的设计在IC 的收发音频电路中，通过软件设定控制寄存器设置图3中各级放大器的参数，来达到手机听筒音量的调整和音频指标．其中，收发通路上的Biquad 滤波器采用无限脉冲响应数字滤波器来计算实现音频信号发送接收频响，如图4所示．其传输函数为：（设输入为：；输出为：），就有=12212º¯Êý±íʾ£¬ÆäÖÐ=1+2121+2．(2)从到的传输函数为+2121+2,21,．4产品音频性能测试4.1发送频率响应的参数设置与调整按照图2准备好产品与实际的测试环境，调整发送频率响应到表1规定的范围内．图3基带IC 支持的语音通道Fig.3Voice channel in Baseband IC片外模拟电路部分数字电路部分VGTXVG1RXVG2RXADCDACM U XScal_InScal_Out Scal_MicScal_RecBiquad-In #1Biquad-In #2Biquad-Out #2Biquad-Out #1Tone Generation#1DAI-InterfaceTone Generation#2T one Generation#3Speech _MixT o n e _M i xG a i n _O u tS i d e _T o n eV o i c e b a n d D a t a B u f f图4Biquad 滤波器的算法结构Fig.4The algorithm of Biquad filterInputT1a02*a1a2Truncation to16bit2*b1b2OutputT154河北工业大学学报第34卷以紧急呼叫的方式（呼叫112）在手机与CMU200综测仪之间建立通话的连接，并设置上行发送信道的放大器为0dB (Scale_In =0x7FFF )，保持Mic 的增益放大器一定的能量输出（设置Scale_Mic =0x2FFE ，最小时设置为0x4000），在这种情况下，将在Matlab 中计算出来的Biquad 滤波器系数分别设置入(Biquad_In #1)和(Biquad_In #2)之中，验证产品在表1规定的音频频率点发送响度是否在规范的要求之内．实验证明了理论计算的系数在实际的测试中能有很好的匹配效果．最后，用1K 间隔的扫频方式来再次对比验证产品的发送频响情况，实验结果如图5所示，作为对比，图5a ）为设置(Biquad_In #1)和(Biquad_In #2)为直通情况下的发送频率响应，图5b )是设置计算系数后的发送频率响应，可以看出图5b ）的产品指标完全在规范要求之内．4.2调整确定发送响度评定值根据GSM 规范的要求，规定了上行音频发送信道在信号能量值方面需要达到的范围：==6.5dB ，已经在SLR 要求的范围内，为达到较好的信号偏差和容余，继续调整数字放大器的放大值使之继续降低1.5dB ．通过计算，需要数字放大器减小1.2倍，因此计算获得的设置数据为Scale_Mic =0x4000/1.2=0x3555．3）设置=30dB ，保持Scale_In =0x4000(直通值)，设置Scale_Mic =00x3555，在不同的频率下测试此时的１２２０００３０００６２０００４６３４００４55孙江胜，等：GSM 手机音频设计和测试第6期接收频率响应的参数调整是手机产品中音频测试过程最容易发生问题的一项测试，从原理上产品参数的调整和计算方式与发送频率响应基本一样，调整的主要目标是针对Biquad 滤波器系数(Biquad_Out #1)和(Biquad_Out #2)，初步参数来源可以通过Matlab 计算，需要注意的是不同的产品由于使用的Receiver 不同，需要采用不同的耳型（Type1和Type3.2两种耳型）来测试和调试，这两种耳型在参数调整和响应曲线上会有比较大的不同．耳型的选择对于具体的测试来说非常重要，一般说来，所采用的Receiver 会有两种不同类别的频率特性，一种是直线型频响的，这种Receiver 的频率特性曲线本身就是比较类似于GSM1110规范中的频率响应范围，所以这种频率特性的Receiver 就比较适合于无泄漏的耳型，也就是比较适合其频响特性完全的直接的无泄漏的Type1耳型来测试．另外还有一种新型Receiver ，本身具有一定的频率响应特性，低频响应比较好，高频的抑制特性较好，因为这种Receiver 的频率特性是前高后低，所以比较适合Type3.2低泄漏型的耳型，因为Type3.2低泄漏型的耳型的特点是“Leak ”（泄漏），而泄漏一般是低频部分的泄漏比较明显，正因为其低频部分的响应比较好，所以就刚好适合被泄漏掉一部分，进而再结合Biquad 数字滤波器的调整来达到一个整体的平衡．4.4调整内部参数，达到接收响度评定值GSM 规范规定了下行音频发送信道在信号能量值方面需要达到的范围：RLR =2±3dB ．同样的，需要最大限度的使用模拟放大器部分的增益，最小限度的使用数字放大器的增益；在实际产品测试中，使用EPN1的Reicver 信道，因此首先将模拟前端VG1RX 放大器的增益设置成最大；然后再调节后端数字增益放大器Scale_Out ，Scale_Rec ，使得信号增益落在标准范围之内．这样做的目的是最大限度的保证信号传递的质量．下面是实验中具体设置及测试数据的步骤：1）设置VG1RX =0dB (最大值)，Scale_Out =Scale_Rec =0x4000(直通值)；测试此时的RLR =12（低2挡）．2）设置VGTX =12dB ，保持Scale_Out =Scale_Rec =0x4000(直通值)；测试此时的SLR =1220003002520000534002µÄÉÏÏÞֵΪ2dB(300Hz )/30056河北工业大学学报第34卷较，综合反映出系统信号-噪声及失真比SINAD （Signal to Noise and Distortion Ratio ），在测试中，不断增加人工嘴的音量直到音频分析仪接收到的信号能量达到35~+10dBm 的变化范围，GSM 标准容许的SINAD 最小的比率如表3所规定．首先，我们认为测试的环境为绝对安静，不会增加附加的干扰；如果测试得到的SINDA 值十分接近指标的要求，只有1~2dB 的差距，这里提供的解决方法是：减少上行信道的增益2~3dBm ，虽然这样会影响SLR 的指标，但仍然在标准的范围内，同时增强人工嘴的信号输出2~3dBm ；这样将有助于提供足够的余量保证SINDA 值达到上表要求．另一种情况是，在某些ARL 对应的值上无法达到标准要求，就需要具体情况具体分析：如果测试在ARL 比较低的信号情况时，可以通过测试，比较高时则测试无法达到标准，则这种情况很有可能是由于信号失真产生的；理论上，上行信道的放大倍数越大，则信号失真产生的噪音分量就越大，一种比较比较典型的造成上行信道失真的原因是波峰削顶，因此仔细检查上行信道各个放大器参数的设置，防止波峰削顶的现象发生就可以解决这个问题．如果无法达标的情况反过来，在ARL 比较高的信号情况下可以通过测试，而低时则无法达标，这种情况将不是由于信号失真产生，极有可能的是在电路中，有噪声产生或直接的电路噪声窜扰造成，这种情况分析起来将相当复杂．唯一的办法是从电路的设计中寻找原因，特别是MIC 附近的线路是否受到干扰，假设MIC 的信号输出为10mV ，则只要1.34mV 的窜扰产生，就完全可以导致测试失败．4.7检查稳定度储备指标本项指标是测试手机的MIC 与受话器之间产生自激的情况，通常的，正确的设置发送响度评定值SLR 和接收响度评定值（RLR ）后，该指标将能够通过．如果失败，更多的情况是由于不合理的产品结构设计导致，可以通过在改变结构，增加产品内部MIC 和受话器之间隔离等当时达到该项指标的要求．5产品设计与测试过程的经验总结不论是GSM 规范的要求还是国内的入网测试，其宗旨是从手机实用性、用户使用的感受性这两方面，注重产品整体通话过程中音质的好坏．因此，在产品设计中，特别是音频的指标的测试中，不仅需要完全达到指标，还需要开拓思路，从电路和产品的结构两方面考虑，使产品的通话音质达到最佳的人耳收听效果，这方面许多国外的手机品牌厂家作了大量的研究，其结果值得我们进一步学习和借鉴，并将影响我们产品设计的工作方向．参考文献：[1]GSM Specification 11.10[S ]．ETSI TC-SMG:"Digital cellular telecommunications system (Phase 2+),Mobile Station (MS )conformancespecification"，2000-05．[2]YD/T 884-1996，900MHz TDMA 数字蜂窝移动通信网移动电话机设备技术指标及测试方法[S ]．[3]YDN 055-1997，900/1800MHz TDMA 数字蜂窝移动通信网移动电话机设备技术规范[S ]．[4]Target Specification ．E-GOLD V3GSM Baseband system [Z ]．Infineon Technologies AG ，2002-02[5]李人厚，张平安．精通MATLAB [M ]．西安：西安交通大学出版社，1997．208-213．表3对比ARL 值容许的最小SINDA 比值Tab.3Compared ARL,minimal permittedSINDA rating对应的ARL 值/dB信号噪声及失真比率SINAD /dB3022.51033.3033.7731.71025.5。

手机硬件测试标准-音频测试目录CONTENTS 1•概述2•手机硬件测试环境3•音频测试一、概述1 目的规范手机整机硬件系统/单元测试方法，检验整机硬件/软件设计是否符合标准（规范）。

2 适用范围规范本公司自研手机及委外研发手机通用测试、测量方法、原理以及指导建议，在实际产品中，由于不同的平台、不同的需求，硬件差别较大，测试测量可能存在一些差异，可根据本规范的建议的项目、方法、原理进行测试验证；若本规范没有涵盖的测试项目，也可根据产品的实际情况，做好测试计划，力求覆盖整个系统的每个单元。

3 参考文献《YD/T1538-2006 数字移动终端音频性能技术要求和测试方法》《中国移动通信集团公司业务卡管理体系 SIM 卡基础技术规范》《SD Specifications Part 1 Physical Layer Specification Version 2.00》4 术语Tr：信号上升时间，是指信号幅度从 10%上升至 90%的时间Tf：信号下降时间，是指信号幅度从 90%下降至 90%的时间Vih：输入电压上限Vil：输入电压下限Voh：输出电压上限Vol：输出电压下限二、手机硬件测试环境1 正常测试条件1.环境条件：温度：20℃~30 ℃相对湿度：45~75%气压：86kPa~106kPa2. 电源电压：3.9V2 极限测试条件1. 温度：极低温度：-15℃2. 相对湿度：干燥环境：相对湿度<5％潮湿环境：相对湿度>93％3. 气压：86kPa~106kPa4. 电源电压：极高电压：4.3V极低电压：3.5V3 极限条件测试流程1、在极限条件的建立期间，被测设备可以处于关机状态，在测试环境建立后，将被测设备在测试环境下放置在 30 分钟，达到热平衡后，启动被测设备，开始测试。

2、极限条件测试至少必须覆盖以下情况<1>. 极低温度、极低电压、正常湿度；<2>. 极低温度、极高电压、正常湿度；<3>. 极高温度、极低电压、正常湿度；<4>. 极高温度、极高电压、正常湿度；<5>. 正常温度、正常电压、潮湿环境；4 单板/系统工作条件单板/系统要可靠接地单板/系统上电正常工作，各模块工作均正常，30分钟后再开始测试单板/系统在轻载及满载情况下均应测试单板/系统电源稳定在额定电压±3%范围内5 测试手法要求1、测试点尽量不要引飞线，非引不可也要尽量短2、尽量减少探头探针与探头地线所构成的环路面积3、手不要触摸测试信号4、2个探头不能共用同一地线5、测量时，使输入信号达到最大示波器的满刻度6、测量时，示波器探头和电缆要远离潜在串扰源的地方7、测试过程中，禁止在测试环境附近打电话或使用其他有强辐射的设备，避免对测试结果产生干扰8、测量时，如果测量结果超出规格，须再次确认测试点与芯片规格，确认测量条件及测量方法无误后，更换新的PCBA板测量，若测量结果仍是Fail，则定性为Bug并与硬件/软件人员确认。

音频测试操作指导书一. 测试目的：测试手机的音频指标是否符合标准。

二．测试设备：综合测试仪R&S CMU200音频分析仪R&S UPL16头胸模拟器B&K HATS测试头B&K 4602B人工耳B&K Type 1、Type 3.2H、Type3.3人工嘴B&K 4227调节放大器B&K 2690功率放大器B&K 2716C手机2 台，电池2 块三．手持式音频测试操作步骤1. 设置放大器B&K 2690 (Microphone supply)为31.6mV/P；2. 设置功率放大器B&K 2716C (Transformer)放大倍数为0；进行CDMA音频测试时，Power amplifier放大倍数为6；3. GSM测试人工耳选择TYPE1 或TYPE3.2；CDMA测试人工耳TYPE3.2。

GSM&WCDMA测试设备连接图PS：UPL的输入端通过放大器B&K 2690与人工耳连接；UPL的输出端通过功率放大器B&K 2716C与人工嘴连接。

CDMA测试设备连接图PS：UPL的输入端通过放大器B&K 2690与人工耳连接；UPL的输出端通过功率放大器B&K 2716C与人工嘴连接。

3. UPL开机，进入手动测试界面，按F3(外部键盘)进入自动测试开始界面。

手机开机后，与CMU建立连接，将手机的Microphone 对准人工嘴，手机的Receiver 用橡皮泥粘在人工耳上，密封好防止漏音。

1) 用外部键盘敲入以下命令进入GSM/WCDMA音频测试程序●Shell●C:\3GPP\exit *一定是在C:\3GPP目录下●Load”3GPP_tst●Run2) 用外部键盘敲入以下命令进入CDMA音频测试程序●Shell●C:\3GPP\exit *一定是在C:\3GPP目录下●Load”CDMA_tst●Run4. UPL屏幕下方出现下面显示5. 按F6或按对应在仪器下方的软键，出现下面界面，选择测试用的相应的人工耳型号；6.1)GSM/WCDMA音频测试时，出现下面界面，按F6，手机与CMU建立通话并设置CMU为Bit StreamHandset low(GSM) , Channel 62, PCL 12，或V oice Speechcodec low (WCDMA)；进入测试程序，屏幕上出现下面界面和提示：F5为退出，F6~F11选择测试项，F12下一页F6~F10选择测试项，F12下一页F6~F8为校准项2）CDMA音频测试时，也会出现以上类似界面，CMU设置1st Service Class 为Speech Service，Service Cfg Speech Service→ Service Option3→ V oice Code→ 8K enhanced low。

手机声腔设计和音频电路检测原理声音的基础知识一.声音的基础知识1.声压：由声波引起的压强变化称为声压，用符号P表示，单位为微巴(ubar)或帕(Pa)1 ubar==m2一个标准大气压P0= x10-5Pa表达式：P=Po(ωt-kx+Ψ)通常所指的声压是指声压的均方根值，即有效声压。

2.频率：声源每秒振动的次数称为频率，单位为Hz.人耳可听得见的声波频率范围约为20Hz~20000Hz,即音频范围3.声速：在介质中传播速度称为声速。

固体最快，液体次之，空气中最慢。

在空气中传播340m/s,水中1450 m/s，钢铁中5000m/s 4.波长：相邻同相位的两点之间的距离称为波长λCo=λf Co为空气中声速f为频率5.声压级：Lp=20lg(P/Po)(dB)Po为基准声压2x10-5 pa基准声压为为2x10-5 pa，称为听阀，即为0dB当声压为20Pa时，称为痛阀，即为120dB由此可见，声压相差百万倍时，用声压级表示时，就变成了0dB到120dB 的变化范围。

由上式可以看出声压变化10倍，相当于声压级变化20dB；声压变化100倍，相当于声压级变化40dB一般交谈为30 dB纺织车间为100 dB 6.声压级与功率的关系：ΔP=10lg(w/wo)(dB)wo为参考功率功率增加一倍，声压级增加3 dB 7.声压级与距离的关系：ΔP=-20lg(r1/ro)(dB)ro为参考距离距离增加一倍，声压级减小6 dB从人耳的听觉特性来讲，低频是基础音，如果低频音的声压值太低，会显得音色单纯，缺乏力度，这部分对听觉的影响很大。

对于中频段而言，由于频带较宽，又是人耳听觉最灵敏的区域，适当提升，有利于增强放音的临场感，有利于提高清晰度和层次感。

而高于8KHz略有提升，可使高频段的音色显得生动活泼些。

一般情况下，手机发声音质的好坏可以用其频响曲线来判定，好的频响曲线会使人感觉良好。

声音失真对听觉会产生一定的影响，其程度取决于失真的大小。

手机音频测试流程----以ADI430平台为例1 测试目的GSM手机FTA音频测试要求。

2 测试仪器及工具UPL16音频测试仪、CMD55（或CMU200）、4227音频放大器、模拟耳、模拟嘴、测试支架、DAI BOX、射频电缆、直流电源、消音箱、1KHZ音源、模拟嘴校准支架、测试手机、测试SIM卡。

3 测试连接示意图4 测试步骤4.1 校准模拟耳和模拟嘴每次测试之前都需要校准模拟耳和模拟嘴。

把1KHz标准音源加在模拟耳上，打开UPL16，在options菜单中选MAIN.BAS，在MAIN.BAS菜单中选CALIB_MIC，把1KHz标准音源加在模拟耳上，打开1KHz标准音源，执行CALIB_MIC，完成模拟耳的校准。

模拟耳固定在测试支架上，把校准后的模拟耳用校准支架固定在模拟嘴上，把整个测试支架（包括模拟耳、模拟嘴等）置于消音箱中。

在UPL16的MAIN.BAS选项中执行CALIB_MOU选项，完成模拟嘴的校准。

4.2 设置4227音频放大器打开4227音频放大器，在Transducer Supply菜单中设置电源为200V，在Amplifier Set-up 菜单中设置截止频率为22.4KHz。

4.3 连接DAI BOX把DAI BOX的25脚连接端接UPL16，18脚连接端接测试手机的系统连接器。

DAI BOX 需要加7.5-9.0V直流电压。

4.4 手机上网测试手机装上测试SIM卡，通过射频电缆与CMD55通讯。

建立起通讯以后选择进入CMD55的DAI菜单中的Acoustic Devices选项。

4.4 音频指标测试进入UPL16的MAIN.BAS菜单，依次选择30.1(FRQ_SND)、30.2(SLR)、30.3（FRQ_REC）、30.4（RLR）、30.5.1（STMR）、30.6.2（STB_MRG）、30.7.1（DIST_SND）完成各项音频指标的测试。

每测试一项指标后手机需要关机复位一次。

智能⼿机⾳频测量与测试指南Smartphone Audio Measurement&Test Guide智能⼿机⾳频测量与测试指南Viking Zhang/09JUL2014[1-1]正确驳接仪器Connect Audio Analyzer Correct1:Prism Sound dScope III2:Audio Precision System-2322/2522/27223:Audio Precision APx525[1-2]正确驳接负载电阻32RZ Load Resistance[1-3]配置⾳频分析仪输⼊Audio Analyzer Input Configuration 1:Prism Sound dScope III2:Audio Precision System-2322/2522/27223:Audio Precision APx525[1-4]仪器⾃检Audio Analyzer Loopback Test(AP2722) 1:回路性能检测/Loopback Performance 2:查看可⽤模拟滤波器模块/Check Analog Filter Module[1-5]配置扫描器的分析源Sweep Source Configuration Target:Select Sweep Amplifitude Or Sweep Frequency Sweep Amplifitude=Tracking Test Wave LevelSweep Frequency=Tracking Test Wave Frequency NOTE:Start Sweep(Go)Before Play Test Wave[2-01]最⼤电平检测Max Level DetectionTarget:Detect EUT(Equipment Under Test)Max Output Power(Level) Test Signal Source:0dBFS_1k_L+RResult:0dBFS=551.8mV=9.5mW@32RZ=0dBr Reference Frequency Spectrum=No Wave Clip[2-02]线性度测试LinearityTarget:Test EUT LinearityTest Signal Source:Sweep_Amp_L+R_1kHzAnalog Analyzer:Mabe Loss Signal If Test Tone Level Very LowTry SAES-17Sharp Low Pass Filter For Detect Small Level Signal,Please Change Digital Analyzer For Test Linearity. Digital Analyzer:Digital Analyzer Can Sweep Stereo SignalWe Can Get Lower Trace And Noise Gate Threshold[2-03]本底噪声测试Noise Floor Target:Test EUT Residual Noise Test Signal Source:-INF_L+RNoise is Amplitude Reading=~3uV rmsWarning:Please Test Linearity First For Confirm Noise Gate.Test Signal Source:-60dBFS_1k_L+RSpectrum Show No Harmonics&Spurious Which Meant The Test Result Is Reliable. FFT Source=Anlr Rdg AmplNoise is THD+n Ampl(Notch Residual)Reading=~3uV rms[2-04]谐波失真加噪声VS调幅THD+n VS Amplitude Target:Test EUT THD+n Performance Test Signal Source:Sweep_Amp_L+R_1kHzTest Signal Source:Sweep_Freq_L+R_0dBFSTest Signal Source:Sweep_Freq_L+R_0dBFS[2-07]动态范围测试Dynamic Range(DNR) Target:Test EUT Dynamic RangeTest Signal Source:-60dBFS_1k_L+RDNR is THD+N Ampl Reading=-109dBA(A-Weight)[2-08]串扰/分离度测试Crosstalk/SeparateTarget:Test EUT Crosstalk PerformanceTest Signal Source:XTL_R_Sweep_Freq_0dBFS/XTR_L_Sweep_Freq_0dBFS XTL_R_Sweep_Freq_0dBFS Meant:L=-INF(Test Ch)/R=0dBFS(Anlr.Freq B) XTR_L_Sweep_Freq_0dBFS Meant:L=0dBFS/R=-INF(Test Ch)(Anlr.Freq A)Warning:Test Cable And Load Resistor Will Influence The Result.How To Test Crosstalk/Separate Correctly.Test_A:Bad Test Result And The Cable Will Influence The Result.It Is Real World Simulation Because Can Not Bypass Cable.Test_B:Good Test Result And The Cable Almost NOT Influence The Result. But The Signal Path Is Utopian In Real World.Headphone Jack:HPJ’s Ground Impedance Will Influence Performance.Target:Test EUT Intermodulation Distortion Test Signal Source:CCIF_13K1+14K1_L+R Result is CCIF Reading=-102dBFFT Band:20Hz-20kHz/Steps=20k/Avgs=8FFT Function:HiBW A/D@266144/LinFFT Band:20Hz-130kHz/Steps=20k/Avgs=8[2-10]互调失真测试CCIF19k+20k/1:1Target:Test EUT Intermodulation Distortion Test Signal Source:IMD_19K1+20K1_L+R Result is CCIF Reading=-100dB。

AAC声器件设计与测试AAC（Acoustic Audio Codec）声器件是一种用于音频信号的编解码的设备，主要用于实现高质量的音频传输和播放。

设计和测试AAC声器件需要考虑多个方面，包括硬件设计、软件设计和性能测试。

硬件设计方面，AAC声器件需要考虑音频信号的输入和输出接口、编解码芯片的选择和电路设计等。

首先，输入接口可以选择模拟音频输入和数字音频输入。

模拟音频输入通常使用音频放大器和模数转换器将模拟音频信号转换为数字音频信号，而数字音频输入则可以通过使用I2S或SPI接口与其他设备进行通信。

输出接口通常使用数字音频输出接口，可以通过使用I2S或SPI接口将编解码器输出的数字音频信号传输到其他设备。

选择合适的编解码芯片是实现高质量音频传输和播放的关键。

常用的编解码芯片有AAC编解码芯片、MP3编解码芯片和FLAC编解码芯片等。

电路设计方面，需要考虑功耗、抗干扰能力、噪声等问题，并在PCB设计过程中注意信号和电源的隔离，以保证音频信号的质量。

软件设计方面，需要编写驱动程序和应用程序来控制AAC声器件和实现音频编解码。

驱动程序可以使用C语言或汇编语言编写，用于控制硬件接口和与编解码芯片进行通信。

应用程序可以使用C语言或C++语言编写，用于实现音频编码和解码算法，并控制音频的输入、输出和处理过程。

在软件设计中需要注意编解码算法的优化和处理时间的控制，以保证音频信号的实时性和音质。

性能测试方面，需要对AAC声器件进行多个方面的测试来评估其性能。

首先是音频质量测试，通过对编码和解码的音频信号进行主观评价和客观评价来评估音频质量。

主观评价可以通过让专业人员进行听觉感知测试来进行，而客观评价可通过使用音频分析软件测量音频信号的失真度、信噪比、频谱平衡等参数来进行。

其次是时延测试，通过测量音频信号从输入到输出的延迟时间来评估实时性。

最后是稳定性和可靠性测试，通过长时间运行、大负载测试等来评估声器件的稳定性和可靠性。