[发明专利]一种测试校正装置及方法

说明书

本发明旨在提供一种能够改善测试系统的非线性、减小系统谐波失真的测试校正装置及方法。所述测试校正装置包括信号发生模块、信号采集模块、信号处理模组、波形发生模块、波形分析模块以及THD分析模块，所述信号处理模组与波形发生模块、波形分析模块相连接，所述信号发生模块和所述信号采集模块均与所述信号处理模组、所述THD分析模块连接；校正方法通过多项式函数来校正装置的非线性以改善装置的THD性能。本发明应用于声学信号测试校正的技术领域。

技术领域

本发明应用于声学信号测试校正的技术领域,特别涉及一种测试校正装置及方法。

背景技术

随着社会的发展，技术的进步，几乎所有的消费电子产品都有声音相关的功能，如手机的麦克风可以接受声音信号，扬声器可以放出声音。用户对于高保真声音的需求也是越来越强烈，高保真的声音信号需要用失真度极低的测试系统来保证测试结果的准确。以电声学测试仪器为例，其测量的电信号的动态范围要求已经超过120dB，并要求同时具有足够低的失真如谐波失真小于0.0001%。通常有电声学测量的声卡对音频功放、高保真芯片、扬声器以及麦克风等需要测量的产品测量进行要降低总谐波失真（Total HarmonicDistortion，简称THD）。

由于电子元器件尤其是半导体元件，其本身就有较强的非线性，无论如何优化系统设计都没法完全消除其带来的影响。系统非线性是导致信号失真的主要原因，若要做到足够低的失真，必须要改善系统的非线性。通常都会用传输特性曲线来描述电路的非线性，通过不断改变电路或装置的输入，并记录每个输入值对应的输出值，把输入值做x轴，输出值做y轴然后作图，就可以得到一条曲线，此曲线即为装置的传输特性曲线。

通常都会对非线性的环节加入校正电路或者选用更高性能的元件。校正电路需要结合实际的非线性设计对应的电路且不易调节，对于数字化的仪器则可以引入校正算法来改善非线性。得到曲线后就可以用一个函数表达式y=h(x)描述这条曲线，但是精确的得到这个表达式十分困难，若考虑对此函数进行泰勒级数展开，就会得到一个多项式函数，而多项式函数的系数可以直接对曲线拟合得到，用有限阶次的多项式函数来近似h(x)，就可以把拟合的误差做的足够小。测试仪器多用分段一次函数，但是对于电声测试仪器这类有着极低失真要求的仪器，简单的分段函数已经不能满足要求。只能保证端点的误差最小或校正区间内均方误差最小，不能完全校正非线性。在分段校准方式中，端点之间用直线拟合，这和系统固有曲线不同，故而又引入了新的失真；且分段的区间或者近似折线的段数会直接影响最终的校正结果。同时，系统传递特性多是基于静态输入，没有考虑到系统对交流信号的响应会有延时，延时导致的失真没法被消除。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种能够改善测试系统的非线性、减小系统谐波失真的测试校正装置及方法。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括信号发生模块、信号采集模块以及信号处理模组，所述信号处理模组与输入输出信号相连接，所述信号发生模块和所述信号采集模块均与所述信号处理模组连接，所述信号发生模块的输出端与被测声学对象的输入端连接，所述信号采集模块与被测声学对象的响应端配合，所述信号处理模组包括预校正模块和后校正模块，所述预校正模块的输入端与输入信号端口连接，所述预校正模块的输出端与所述信号发生模块的输入端连接，所述后校正模块的输出端与输出信号端口连接，所述后校正模块的输入端与所述信号采集模块的输出端相连接，所述测试校正装置还包括波形发生模块、波形分析模块以及THD分析模块，所述THD分析模块的输入端短接在所述信号发生模块的输出端和所述信号采集模块的输入端之间，所述THD分析模块的输出端与所述预校正模块和所述后校正模块相连接，所述波形发生模块与所述波形分析模块以及所述预校正模块连接，所述波形分析模块与所述后校正模块连接。