阅读说明：本技术 对多个电声器件进行测试 (Testing multiple electroacoustic devices ) 是由 A·肯金 K·斯托达特 G·考恩 K·盖茨 于 2017-04-12 设计创作，主要内容包括：声学测试装置可以包括用于多个被测器件(DUT)的连接,以支持同时测试两个或更多个微型电声器件。声学测试装置可以允许以小于每个DUT一个参照麦克风的比率对多个DUT进行测试。因此,可以在无需通过额外的参照麦克风而增加大量成本的情况下加快测试DUT的速度。例如,单个参照麦克风可以用于测试通过声学测试腔耦合在一起的两个或四个DUT。(The acoustic testing apparatus may include connections for multiple Devices Under Test (DUTs) to support testing two or more micro electro-acoustic devices simultaneously. The acoustic testing apparatus may allow testing of multiple DUTs at a rate less than one reference microphone per DUT. Thus, the speed of testing the DUT can be increased without adding significant cost through an additional reference microphone. For example, a single reference microphone may be used to test two or four DUTs coupled together by an acoustic test chamber.)

对多个电声器件进行测试

技术领域

本公开涉及微型麦克风。具体而言，本公开的各部分涉及微型麦克风的测试和制造。

背景技术

微型麦克风，例如微机电系统(MEMS)麦克风，需要在销售之前或者在集成到电子设备中之前经过测试。为了确认特定微型麦克风是否在期望的技术要求内运行，微型麦克风被用来测量在受控环境中产生的声音。使用高精度参照麦克风测量相同条件下产生的声音，并比较两个结果以确定特定微型麦克风的运行能力。这种测试过程例如可用于确定在制造过程中特定微型麦克风何时损坏或者制造过程何时失败。图1A和图1B示出了一种用于测试微型麦克风的示例性装置。

图1A和图1B分别是示出了根据现有技术的用于麦克风的声学测试装置的俯视图和横截面图。测试装置100包括声学体积部110，其将源120与参照麦克风118和被测器件(DUT)112声学地耦合。DUT 112可以通过机械和/或声学连接到DUT承座114以及通过接口印刷电路板(PCB)116的电连而与测试装置100连接。源120可以被启动以在声学体积部110中产生声场，该声场可以由参照麦克风118和DUT 112测量。为了测试多个器件，可以将DUT112从DUT承座114上移走并替换为另一个DUT。

由于每次仅能将一个DUT 112耦合到声学体积部110，因此测试装置100测试DUT的处理量受到限制。因此，增加测试DUT的处理量需要多个测试装置。部分由于参照麦克风118的尺寸较大，测试装置占用制造设施中的空间。另外，参照麦克风118是昂贵的工具，使得增加测试装置的数量以提高测试处理量是昂贵的解决方案。

本文提到的缺点仅是代表性的，并且被包括仅是为了突出表明对测试装置的需要，包括在消费者级别的设备(例如移动电话)中使用的微型麦克风。本文描述的实施例解决了某些缺点，但是未必一定是本文描述的或本领域已知的每个。另外，除解决上述缺点之外，本文描述的实施例还可以具有其它优点，并且可以用于其它应用。

发明内容

声学测试装置可以包括用于多个被测器件(DUT)的连接，以支持同时测试两个或更多个微型电声器件。“微型电声器件”或“微型麦克风”是指包括MEMS的麦克风以及在一维上小于约六毫米的小型电麦克风。声学测试装置可以允许以小于每个DUT一个参照麦克风的比率测试多个DUT。因此，可以在无需通过额外的参照麦克风而增加大量成本或尺寸的情况下加快测试DUT的速度。例如，单个参照麦克风可以用于测试通过声学测试腔耦合在一起的两个或四个DUT。可以将一个或多个声源耦合到声学测试腔以产生测试声场。随着DUT的数量增加并且因而声学测试腔的尺寸增加，两个或更多个声源可以用于在声学测试腔内获得期望的声压级(SPL)。

电子设备可以电耦合到DUT、声源和参照麦克风，以对附接到测试装置的DUT执行同时测试。例如，个人计算机(PC)或其它可编程逻辑控制器(PLC)可以启动具有特定期望输出的声源，并且同时记录来自DUT和参照麦克风的输出。控制器可以通过接口印刷电路板(PCB)电耦合到各部件，该接口印刷电路板形成围绕声学测试腔的外壳的一部分。在一些实施例中，声源的期望输出可以是一系列不同频率和不同强度的声音。PC可以将来自DUT的记录输出与来自参照麦克风的记录输出进行比较，以确定指示DUT的记录输出与参照麦克风的记录输出之间的差异的误差值。当误差值在参照麦克风输出附近的预定阈值量之内时，可以确定DUT在技术要求范围内。

诸如微型麦克风的DUT可以被结合到电子设备中。减少安装在电子设备中的无法操作或不可接受的麦克风的数量可以降低制造成本，减少保修服务并提高客户忠诚度。可以结合微型麦克风的电子设备可用于具有音频输出的电子设备，例如：音乐播放器，CD播放器，DVD播放器，蓝光播放器，耳机，便携式扬声器，耳机，移动电话，平板电脑，个人计算机，机顶盒，数字视频记录器(DVR)盒，家庭影院接收器，信息娱乐系统，汽车音频系统等。

根据一个实施例，一种装置可以包括：声学测试腔，其包括封闭的空气体积；耦合到声学测试腔的参照麦克风；耦合到声学测试腔的至少两个声源；以及至少两个器件承座，所述至少两个器件承座被构造成各自接收器件，以将所述器件耦合到所述声学测试腔，从而使用参照麦克风和至少两个声源同时测试所述器件。

本文描述了DUT相对于彼此的位置以及相对于声学测试腔的位置的几种构型，但是用于使用单个参照麦克风测试多个DUT的测试装置的许多其它构型也是可能的，并且在本公开的范围内。例如，在一些构型中，参照麦克风被耦合在声学测试腔的近似中心处，并且测试装置被构造成使得声源和DUT距离参照麦克风近似等距地定位。近似中心可以指在从声学测试腔的一侧到声学测试腔的另一侧的线的中点的95-99.9％以内的位置。近似等距的量可以指DUT与参照麦克风之间的距离的在另一DUT与参照麦克风之间的其它距离的95-99.9％以内的变化。在一些实施例中，声源和DUT可以对称地定位在中心参照麦克风的周围。

将DUT声学地耦合到源和参照麦克风的声学测试腔可以具有各种形状。在不同的示例中，声学测试腔是椭圆形、圆形、矩形、方形或多边形的。声学测试腔可以被形成为在平台与限定封闭空间的附接的接口印刷电路板(PCB)之间的封闭空间。当接口PCB是平板时，平台的形状可以限定声学测试腔的形状。在一些实施例中，声学测试腔可以具有从中心圆形开口延伸的花瓣状路径，并且DUT和源可以通过PCB中的通向其中一个花瓣状部分的开口来声学地耦合到参照麦克风和源，DUT或源中的每个可以位于不同的花瓣状部分中。在一些实施例中，花瓣状部分可以是弯曲的，使得从一个DUT到另一个DUT不存在直接的声学路径。

根据另一实施例，一种方法可以包括：在包括封闭的空气体积的声学测试腔中使用单个参照麦克风同时测试两个或更多个微型麦克风器件。该方法可以包括将两个或更多个微型电声器件(例如，麦克风)插设到装置的两个或更多个测试承座中，其中，两个或更多个测试承座被耦合到包括封闭的空气体积的声学测试腔，并且声学测试腔被耦合到单个参照麦克风，以同时测试两个或更多个微型电声器件；启动被耦合到声学测试腔的两个或更多个声源，以在声学测试腔内产生声场；测量单个参照麦克风响应于声场的参照输出；测量两个或更多个微型电声器件响应于声场的输出；和/或将参照输出与两个或更多个微型电声器件的输出中的每个进行比较。两个或更多个微型麦克风器件可以是两个或更多个微机电系统(MEMS)麦克风器件或微型麦克风器件(例如MEMS麦克风)的混合。微型电声器件的测试可以是电子设备的制造过程的一部分，其用于确认电声器件以期望的技术要求运行。可以利用本文描述的测试装置的所述实施例中的一个来执行该测试。

前述内容已经略述而不是宽泛地描述本发明的实施例的某些特征和技术优点，以使得可以更好地理解以下

具体实施方式

。以下将描述形成本发明的权利要求的主题的附加特征和优点。本领域技术人员将理解，公开的概念和具体实施例可以易于用作修改或设计用于执行相同或类似目的的其它结构的基础。本领域技术人员还将意识到，该等同的构成不脱离所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围。当结合附图考虑以下描述时，根据以下描述将可以更好地理解附加特征。然而，将清楚地理解的是，提供的每一个附图仅仅是为了示例和描述，而不是意图限制本发明。

附图说明

为了更完全地理解公开的系统和方法，现在参照结合附图进行的以下描述。

图1A是示出根据现有技术的用于麦克风的声学测试装置的俯视图。

图1B是示出根据现有技术的用于麦克风的声学测试装置的横截面图。

图2是示出根据本公开的一些实施例的用于同时测试多个微型麦克风的声学测试装置的框图。

图3是示出根据本公开的一些实施例的用于同时测试多个微型麦克风的声学测试装置的等距视图。

图4A是示出根据本公开的一些实施例的用于在声学测试腔中同时测试多个微型麦克风的声学测试装置的俯视图，其中被测器件通过花瓣状部分耦合到声学测试腔。

图4B是示出根据本公开的一些实施例的用于在声学测试腔中同时测试多个微型麦克风的声学测试装置的等距视图，其中被测器件通过花瓣状部分耦合到声学测试腔。

图5是示出根据本公开的一些实施例的用于在声学测试腔中同时测试多个微型麦克风的声学测试装置的等距视图，其中被测器件通过弯曲的花瓣状部分耦合到声学测试腔。

图6是示出根据本公开的一些实施例的用于同时测试多个微型麦克风的示例性方法的流程图。

具体实施方式

图2是示出根据本公开的一些实施例的用于同时测试多个微型麦克风的声学测试装置的框图。测试装置200可以包括声学地耦合到若干个其它部件的声学测试腔202。声学测试腔202可以是压力腔环境。腔202可以被设计成在腔202内具有跨越感兴趣的频率范围的均匀压力场。例如，在最高频率下，压力变化不得超过指定量。在一些实施例中，腔202的最长尺寸小于最短波长的1/6。在其它实施例中，如下文所述，腔202可以更大以具有应用于所记录的测试数据的修正功能。

参照麦克风212、声源204A-B以及被测器件(DUT)206A-B可以声学地耦合到声学测试腔202。腔202可以被充分隔离，使得DUT 206A-B和参照麦克风212仅接收由声源204A-B产生的声场。DUT 206A-B可以分别通过DUT承座208A-B耦合到腔202，DUT承座208A-B允许DUT206A-B容易地连接到测试装置200。控制器210可以电联接到参照麦克风212、声源204A-B和DUT 206A-B。控制器210可以操作声源204A-B，以便在期望的时间产生期望的声场，并且记录参照麦克风212和DUT 206A-B响应于声场的输出。控制器210可以对记录到的输出执行操作，或者将数据传送到另一部件(例如个人计算机)以进行分析。

图3中示出了用于通过声学测试腔声学地耦合各器件的装置的一个示例性测试装置。图3是示出根据本公开的一些实施例的用于同时测试多个微型麦克风的声学测试装置的等距视图。测试装置300包括平台302，该平台302具有用于声学测试腔的切口302A。切口302A被示为圆形，但是可以使用其它形状来形成该声学测试腔。当印刷电路板(PCB)(未示出)被布置在平台上方以与切口302A形成封闭体积时，可以形成声学测试腔。PCB可以包括用于接收DUT 206A-D的承座以及用于将DUT 206A-D与声学测试腔声学地耦合的开口。平台302还可以包括用于将声源204A-B声学地耦合到声学测试腔的开口，并且可选地包括用于将声源204A-B连附至平台302的机械装置。平台302中的开口306允许将参照麦克风(未示出)声学地耦合到平台302，并且可选地包括用于将参照麦克风连附到平台302的机械装置。在图3所示的示例中，声源204A-B对称地布置在用于参照麦克风的开口306周围，并且DUT206A-D对称地布置在开口306周围。但是，用于部件的其它布置对于测试装置300来说也是可能的，以支持使用一个或多个参照麦克风对DUT进行测试，使得DUT与参照麦克风之比大于一。尽管示出了单个参照麦克风，但是也可以使用多于一个参照麦克风。DUT与参照麦克风之比大于1的构型可以在测试微型麦克风时提高效率，并降低测试成本。

另一示例性测试装置可以包括具有多个部段的声学测试腔。例如，测试腔可以包括主形状以及附接到该主形状的副形状。DUT和源可以声学地耦合到副形状；并且，参照麦克风可以声学地耦合到主形状。这种测试装置的一个实施例在图4A和图4B中示出。图4A-B分别是示出根据本公开的一些实施例用于在声学测试腔中同时测试多个微型麦克风的声学测试装置的俯视图和等距视图，其中被测器件通过花瓣状部分耦合到声学测试腔。测试装置400包括具有第一切口402A和多个第二切口402B-G的平台402。可以通过将诸如PCB的物体布置在平台402的顶部上来封闭切口402A-G，以将切口402A-G相对于外部环境密封并且形成声学测试腔。第一切口402A可以具有圆形形状，第二切口402B-G可以具有花瓣形状。但是，可以使用与所示形状不同的形状来形成声学测试腔。声源204A-B和DUT206A-D中的每个可以通过不同的花瓣状部分声学地耦合到声学测试腔。声源204A-B可以通过平台402的底部耦合到声学测试腔。DUT 206A-D可以通过PCB或密封切口402A-G的其它物体耦合到声学测试腔。

图5中示出了具有多个部段的另一示例性声学测试腔，图5是示出根据本公开的一些实施例的用于在声学测试腔中同时测试多个微型麦克风的声学测试装置的等距视图，其中被测器件通过弯曲的花瓣状部分耦合到声学测试腔。测试装置500包括具有第一切口502A和多个第二切口502B-G的平台502。第二切口502B-G可以是弯曲的花瓣形状。花瓣状部分的弯曲可以阻挡DUT 206A-D和声源204A-B中的任何一个与DUT 206A-D和声源204A-B中的其它任何一个的直接声学路径。

图6中示出了一种用于使用测试装置同时测试两个或更多个电声器件的方法。图6是示出了根据本公开的一些实施例的用于同时测试多个微型麦克风的示例方法的流程图。方法600可以在框602处通过将两个或更多个微型电声器件(例如，麦克风)插设到测试装置的两个或更多个测试承座中来开始。两个或更多个测试承座被耦合到声学测试腔，该声学测试腔具有被声学地耦合到单个参照麦克风的封闭空气体积，以同时测试两个或更多个微型电声器件。方法600可以与本文描述的任何测试装置实施例或者支持使用单个参照麦克风同时地测试电声器件和/或测试许多电声器件的其它测试装置一起使用。

在插设被测器件(DUT)之后，可以开始DUT的测试。在框604处，启动声源以在声学测试腔内产生声场。在框606处，测量单个参照麦克风响应于声场的参照输出。在框608处，测量两个或更多个微型电声器件响应于所产生的声场的输出。框604、606和608可以同时执行或者以其它顺序执行。

在框610处，可以比较来自框606和608的测量结果，以确定微型电声器件的运行参数。例如，可以执行比较以验证微型电声器件的输出是否在参照麦克风的参照输出附近的预定范围内。当比较结果表明微型电声器件在技术要求的范围内时，可以将该器件安装在电子设备中。可以在记录输出和参照输出之后执行框610处的比较，或者可以在记录测量值的同时近乎实时地执行框610处的比较。

在框610处对输出的处理可以包括基于声学测试腔的特性以及源相对于DUT和参照麦克风的位置来补偿测量结果。当被同时测试的DUT与参照麦克风的距离不相等时，在将参照输出与DUT的输出进行比较时，可能需要针对不同距离补偿参照输出。在一些实施例中，DUT与参照麦克风对称和/或等距地间隔，以减少或消除这种对输出的补偿。“等距”地间隔可以允许特定的测试误差，例如，±0.1dB。对于此示例，在测试的最高频率下，相位差不应超过±9°。例如，在20kHz时，各DUT相距参照麦克风之间的距离的差不超过±0.43mm。当源没有相对于参照麦克风对称和/或等距定位时，也可以在框610处执行补偿。

图6的示意性流程图图示通常被阐述为逻辑流程图。同样地，在本文中没有流程图的情况下按照有序步骤的序列描述电路的其它操作。所描绘的顺序、所标记的步骤和所描述的操作指示了本发明的方法的各方面。可以设想在功能、逻辑或效果上等同于所示方法的一个或多个步骤或其部分的其它步骤和方法。另外，提供所采用的格式和符号以解释该方法的逻辑步骤，并且所采用的格式和符号不应被理解为限制该方法的范围。尽管在流程图中可以采用各种箭头类型和线类型，但是应理解它们不限制相应方法的范围。实际上，可以使用一些箭头或其它连接符来仅指示该方法的逻辑流程。例如，箭头可以指示所描绘方法的枚举步骤之间的未指定持续时间的等待或监视时段。另外，特定方法发生的顺序可以严格遵守或不严格遵守所示相应步骤的顺序。

例如在图6中示出的上述操作可以由被配置为执行所描述的操作的任何电路来执行。这种电路可以是在半导体衬底上构造的集成电路(IC)，并且包括逻辑电路(例如配置为逻辑门的晶体管)、以及存储器电路(例如配置为动态随机存取存储器(DRAM)、电可编程只读存储器(EPROM)或其它存储器设备的晶体管和电容器)。逻辑电路可以通过硬布线连接或通过经由包含在固件中的指令进行编程来配置。此外，逻辑电路可以被配置为能够执行软件中包含的指令的通用处理器。固件和/或硬件可以包括促使本文描述的信号处理被执行的指令。

如果在固件和/或软件中实现，则上面所述的功能可以在计算机可读介质上被存储为一个或多个指令或代码。示例包括使用数据结构来编码的非暂时性计算机可读介质和使用计算机程序来编码的计算机可读介质。计算机可读介质包括物理计算机存储介质。存储介质可以是可由计算机访问的任何可用介质。作为示例而不是限制，这样的计算机可读介质可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、压缩盘只读存储器(CD-ROM)或其它光学盘存储器、磁盘存储器或其它磁性存储设备、或可以用于以指令或数据指令的形式存储期望程序代码并可以由计算机访问的任何其它介质。磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光学盘、数字多功能盘(DVD)、软盘和蓝光盘。通常，磁盘磁性地再现数据，而光盘光学地再现数据。上述项的组合也可以被包括在计算机可读介质的范围内。

除了存储在计算机可读介质上以外，指令和/或数据也可以被提供为在被包括在通信装置上的传输介质上的信号。例如，通信装置可以包括具有指示指令和数据的信号的收发机。指令和数据被配置为使一个或多个处理器实现权利要求中所概述的功能。

虽然已经详细描述了本公开和某些代表性优点，但是应当理解，于此能够不脱离如由所附权利要求限定的本公开的精神和范围进行各种变化、替代和更改。此外，不意图将本申请的范围限制于说明书中描述的过程、机构、制造、物质的成分、措施、方法和步骤的特定实施例。因为本领域技术人员根据本公开将容易理解，可以利用当前存在的或以后开发的执行与于此描述的对应实施例基本相同的功能或实现基本相同的结果的过程、机构、制造、物质的成分、措施、方法、或步骤。因而，意图所附权利要求在它们的范围内包含该过程、机构、制造、物质的成分、措施、方法、或步骤。