[其他]模擬人頭振動儀

無效

• 申請號: 86107182
• 申請日: 1986-10-20
• 公開（公告）號: CN86107182A
• 公開（公告）日: 1987-04-22
• 發明（設計）人: 林祥榮
• 申請（專利權）人: 電子工業部第三研究所
• 主分類號: H04R29/00
• 分類號: H04R29/00
• 代理公司: 電子工業部專利服務中心
• 代理人: 張顯光

本發明涉及一種多功能的骨導送話器測試儀。具體的說就是模擬人前額機械阻抗特性、模擬骨導語言頻譜特性、模擬人頭顱外形尺寸及重量的模擬人頭振動儀。

眾所周知，目前檢測骨導送話器的方法，國內外基本是移用振動臺測加速度計的方法。由于骨導送話器與振動臺面接觸的振動特性和力阻抗特性均與實際人頭語言振動特性，皮膚的機械阻抗特性相差甚遠。因此，用振動臺檢測骨導送話器的性能不能反映實際使用情況，影響使用效果。另外，裝有骨導送話器的通信帽如飛行帽，坦克帽等的有關參數至今還沒有客觀測試方法。所以需要研制一種模擬測試儀。

據查、國際電工委員會電聲測試裝置分會（IEC SC29C）、美國軍標（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臺面上（J.A.E.SV₀18N₀4.1970、P241）企圖模擬人皮。但它沒有考慮人頭皮的機械阻抗特性。經過十年后，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，即從接受骨導助聽器的振動改為激發振動測試骨導送話器。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前進一步了。但是他們的測試裝置與測試方法仍不能反映骨導語言基本特性，而且通信帽的有關參數仍然不能測試。

我們進行骨導語言基本特性研究以后發現：同一壓電拾振器在不同部位拾取骨導語譜的區別，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語譜的區別，也是在高頻段衰減有慢、有快;高噪聲轟擊人頭時，“顫噪”會影響語言可懂度，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儀能成功的體現出以上特性，實屬國內外首創。

本發明的目的和用途是代替目前骨導送話器用的小振動臺，并且可以給出小振動臺測試結果的修正曲線及修正值;本發明與通用電聲儀器配套使用，可以測試骨導送話器的頻響，靈敏度等技術參數;本發明可以代替測試人員在高噪聲環境下進行發話試驗，用來檢測骨導送話器及其通信帽的動態信噪比和語言可懂度。激振力可以仿照發話聲級大聲、小聲隨意調節。

模擬比較試驗和理論分析，證實了本發明有良好的效果：人前額發話與模擬人頭振動儀顱頂發話兩者語圖的音調、基音、共振峰、諧波頻率相同;兩者的頻譜包絡、幅度也相似。主觀試聽比較兩者發話都清晰可懂，聽感自然，無明顯差別。本發明是骨導送話器、通信帽的比較理想的測試儀器，有良好的主客觀一致性。

本發明由人頭機械阻抗模擬器〔1〕、模擬器信號源〔2〕、靜壓力指示器〔3〕三個部分組成如〔圖1〕。

〔圖2〕給出人頭機械阻抗模擬器〔1〕與模擬器信號源〔2〕聯接的原理方框圖。模擬器信號源〔2〕由語噪聲源〔4〕、驅動電路〔5〕、校準電路〔6〕表頭電路〔7〕，測量電路〔8〕，監聽電路〔9〕以及內裝壓電換能器〔10〕，毫伏表〔11〕、牛頓表〔12〕等組成。

〔圖3〕是人頭機械阻抗模擬器〔1〕的主要結構示意圖。它由磁路部件〔19〕、驅動部件〔20〕、球冠形橡膠組合件即人工頭皮〔21〕組成。

本發明的人頭機械阻抗模擬器〔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，顱頂的機械阻抗特性如〔圖4〕所示。

本發明的實施，由白噪聲發聲器與粉紅噪聲濾波器組成的語噪聲源〔4〕產生語噪聲信號。此信號饋給以厚膜集成電路STK441為主體的驅動級，與補償頻響電路構成驅動電路〔5〕。它激勵機械阻抗模擬器〔1〕的驅動部件〔20〕的顱骨產生的力譜特性能保證顱頂實現所要求的骨導語譜特性如〔圖5〕所示。在顱骨內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電路〔6〕的電子開關進入校準電路的高阻抗和低噪聲放大器。然后再經表頭電路〔7〕放大、整流、檢波以牛頓表〔12〕監視激振力大或小。安裝在靜壓力指示器〔3〕與機械阻抗模擬器〔1〕的顱頂之間的被測骨導送話器或通信帽的輸出經〔16〕輸入至高阻抗、低噪聲放大器構成的測量電路〔8〕。測量端〔17〕可同外接電平記錄儀等儀器聯接，進行技術參數測量。也可以直接從毫伏表〔11〕讀出被測骨導送話器的輸出電壓。監聽放大器〔9〕為功率放大器，可通過輸出端〔18〕外接揚聲器監聽。