專利名稱:模擬人頭振動(dòng)儀的制作方法
本發(fā)明涉及一種多功能的骨導(dǎo)送話器測試儀。具體的說就是模擬人前額機(jī)械阻抗特性、模擬骨導(dǎo)語言頻譜特性、模擬人頭顱外形尺寸及重量的模擬人頭振動(dòng)儀。
眾所周知，目前檢測骨導(dǎo)送話器的方法，國內(nèi)外基本是移用振動(dòng)臺(tái)測加速度計(jì)的方法。由于骨導(dǎo)送話器與振動(dòng)臺(tái)面接觸的振動(dòng)特性和力阻抗特性均與實(shí)際人頭語言振動(dòng)特性，皮膚的機(jī)械阻抗特性相差甚遠(yuǎn)。因此，用振動(dòng)臺(tái)檢測骨導(dǎo)送話器的性能不能反映實(shí)際使用情況，影響使用效果。另外，裝有骨導(dǎo)送話器的通信帽如飛行帽，坦克帽等的有關(guān)參數(shù)至今還沒有客觀測試方法。所以需要研制一種模擬測試儀。
據(jù)查、國際電工委員會(huì)電聲測試裝置分會(huì)(IEC SC29C)、美國軍標(biāo)(MIL)均沒有類似用途的測量儀器。1970年，美國人G.J.Sebes等人用塑料墊粘貼在振動(dòng)臺(tái)面上(J.A.E.SV018N04.1970、P241)企圖模擬人皮。但它沒有考慮人頭皮的機(jī)械阻抗特性。經(jīng)過十年后，1979年，日本人凡谷義朗等人把丹麥B&K公司的4930型人工乳突作改進(jìn)，即從接受骨導(dǎo)助聽器的振動(dòng)改為激發(fā)振動(dòng)測試骨導(dǎo)送話器。凡谷的意圖是利用人工乳突上的一小塊人工頭皮(直徑為φ45mm的小球冠形橡膠組合件)在與骨導(dǎo)送話器阻抗匹配的情況下接觸測試。凡谷的工作確定比G.J.Sebes前進(jìn)一步了。但是他們的測試裝置與測試方法仍不能反映骨導(dǎo)語言基本特性，而且通信帽的有關(guān)參數(shù)仍然不能測試。
我們進(jìn)行骨導(dǎo)語言基本特性研究以后發(fā)現(xiàn)同一壓電拾振器在不同部位拾取骨導(dǎo)語譜的區(qū)別，在高頻段衰減有慢、有快;同一部位用不同重量拾振器拾取骨導(dǎo)語譜的區(qū)別，也是在高頻段衰減有慢、有快;高噪聲轟擊人頭時(shí)，“顫噪”會(huì)影響語言可懂度，顫噪影響程度與人頭表面積成正比，與重量成反比。我們研制的模擬人頭振動(dòng)儀能成功的體現(xiàn)出以上特性，實(shí)屬國內(nèi)外首創(chuàng)。
本發(fā)明的目的和用途是代替目前骨導(dǎo)送話器用的小振動(dòng)臺(tái)，并且可以給出小振動(dòng)臺(tái)測試結(jié)果的修正曲線及修正值;本發(fā)明與通用電聲儀器配套使用，可以測試骨導(dǎo)送話器的頻響，靈敏度等技術(shù)參數(shù);本發(fā)明可以代替測試人員在高噪聲環(huán)境下進(jìn)行發(fā)話試驗(yàn)，用來檢測骨導(dǎo)送話器及其通信帽的動(dòng)態(tài)信噪比和語言可懂度。激振力可以仿照發(fā)話聲級(jí)大聲、小聲隨意調(diào)節(jié)。
模擬比較試驗(yàn)和理論分析，證實(shí)了本發(fā)明有良好的效果人前額發(fā)話與模擬人頭振動(dòng)儀顱頂發(fā)話兩者語圖的音調(diào)、基音、共振峰、諧波頻率相同;兩者的頻譜包絡(luò)、幅度也相似。主觀試聽比較兩者發(fā)話都清晰可懂，聽感自然，無明顯差別。本發(fā)明是骨導(dǎo)送話器、通信帽的比較理想的測試儀器，有良好的主客觀一致性。
本發(fā)明由人頭機(jī)械阻抗模擬器〔1〕、模擬器信號(hào)源〔2〕、靜壓力指示器〔3〕三個(gè)部分組成如〔圖1〕。
〔圖2〕給出人頭機(jī)械阻抗模擬器〔1〕與模擬器信號(hào)源〔2〕聯(lián)接的原理方框圖。模擬器信號(hào)源〔2〕由語噪聲源〔4〕、驅(qū)動(dòng)電路〔5〕、校準(zhǔn)電路〔6〕表頭電路〔7〕，測量電路〔8〕，監(jiān)聽電路〔9〕以及內(nèi)裝壓電換能器〔10〕，毫伏表〔11〕、牛頓表〔12〕等組成。
〔圖3〕是人頭機(jī)械阻抗模擬器〔1〕的主要結(jié)構(gòu)示意圖。它由磁路部件〔19〕、驅(qū)動(dòng)部件〔20〕、球冠形橡膠組合件即人工頭皮〔21〕組成。
本發(fā)明的人頭機(jī)械阻抗模擬器〔1〕的外形符合IEC29C平均頭徑、頭高、頭弧尺寸、重量為3.3-3.8kg。固有一階諧振頻率45-80Hz，二階諧振頻率7-12kHz，顱頂?shù)臋C(jī)械阻抗特性如〔圖4〕所示。
本發(fā)明的實(shí)施，由白噪聲發(fā)聲器與粉紅噪聲濾波器組成的語噪聲源〔4〕產(chǎn)生語噪聲信號(hào)。此信號(hào)饋給以厚膜集成電路STK441為主體的驅(qū)動(dòng)級(jí)，與補(bǔ)償頻響電路構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路〔5〕。它激勵(lì)機(jī)械阻抗模擬器〔1〕的驅(qū)動(dòng)部件〔20〕的顱骨產(chǎn)生的力譜特性能保證顱頂實(shí)現(xiàn)所要求的骨導(dǎo)語譜特性如〔圖5〕所示。在顱骨內(nèi)裝有鋯鈦酸鉛壓電晶體片的壓電換能器〔10〕，它的輸出是通過校準(zhǔn)電路〔6〕的電子開關(guān)進(jìn)入校準(zhǔn)電路的高阻抗和低噪聲放大器。然后再經(jīng)表頭電路〔7〕放大、整流、檢波以牛頓表〔12〕監(jiān)視激振力大或小。安裝在靜壓力指示器〔3〕與機(jī)械阻抗模擬器〔1〕的顱頂之間的被測骨導(dǎo)送話器或通信帽的輸出經(jīng)〔16〕輸入至高阻抗、低噪聲放大器構(gòu)成的測量電路〔8〕。測量端〔17〕可同外接電平記錄儀等儀器聯(lián)接，進(jìn)行技術(shù)參數(shù)測量。也可以直接從毫伏表〔11〕讀出被測骨導(dǎo)送話器的輸出電壓。監(jiān)聽放大器〔9〕為功率放大器，可通過輸出端〔18〕外接揚(yáng)聲器監(jiān)聽。
本發(fā)明還有切斷保護(hù)電路。當(dāng)通過輸入端〔15〕輸入外接信號(hào)太大，牛頓表〔12〕指示超過4N時(shí)，表頭電路〔7〕反饋一電壓自動(dòng)將驅(qū)動(dòng)電路〔5〕的輸入信號(hào)斷開，達(dá)到保護(hù)驅(qū)動(dòng)電路〔5〕和人頭機(jī)械阻抗模擬器〔1〕的目的。
為使用與檢修方便，本發(fā)明有粉紅噪聲電壓輸出端〔13〕和頭顱頻響檢查端〔14〕。
人頭機(jī)械阻抗模擬器〔1〕采用電動(dòng)式驅(qū)動(dòng)，頭顱表面粘有人工頭皮。靜壓力指示器〔3〕由可以拆卸的金屬支架和彈簧指示器構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種由人頭機(jī)械阻抗模擬器[1]、模擬器信號(hào)源[2]、靜壓力指示器[3]組成的模擬人頭振動(dòng)儀，其特征具有模擬人頭前額機(jī)械阻抗特性、模擬骨導(dǎo)語譜特性、模擬人頭平均外形尺寸與重量。
2.按權(quán)利要求
1所述的模擬人頭振動(dòng)儀，其特征是人頭機(jī)械阻抗模擬器〔1〕的顱頂，所提供的機(jī)械阻抗特性在〔圖4〕所示的上、下限范圍內(nèi)。
3.按權(quán)利要求
1所述的模擬人頭振動(dòng)儀，其特征是模擬器信號(hào)源〔2〕的輸出，能保證顱頂?shù)恼駝?dòng)特性如〔圖5〕所示的骨導(dǎo)語譜特性上、下限范圍內(nèi)。且激振力隨發(fā)話聲級(jí)大小而調(diào)節(jié)。
4.按權(quán)利要求
1所述的模擬人頭振動(dòng)儀，其特征是人頭機(jī)械阻抗模擬器〔1〕的頭顱外形尺寸符合IEC 29C頭形的平均頭高、頭徑、頭弧、重量為3.3-3.8kg，其固有一階諧振頻率45-80Hz，二階諧振頻率7-12KHz。
專利摘要
本發(fā)明是一種模擬人頭振動(dòng)儀，由人頭機(jī)械阻抗模擬器、信號(hào)源和靜壓力指示器三大部分組成。它模擬前額機(jī)械阻抗特性與語譜特性，模擬人頭的外形尺寸及重量。用來測量骨導(dǎo)送話器及其通信帽或通信系統(tǒng)?？梢哉鎸?shí)、客觀地反映出骨導(dǎo)送話器或通信帽的技術(shù)性能。還可以代替測試人員在高噪聲環(huán)境下，進(jìn)行發(fā)話試驗(yàn)，檢測骨導(dǎo)送話器及其系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信噪比和可懂度。
文檔編號(hào)H04R29/00GK86107182SQ86107182
公開日1987年4月22日 申請(qǐng)日期1986年10月20日
發(fā)明者林祥榮 申請(qǐng)人:電子工業(yè)部第三研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan