AP应用文档：提升扬声器异音检测标准（一）

“异音”（Rub & Buzz）是一个模糊定义的术语，广泛用于指代扬声器产生的一类恼人失真，特别是指由制造缺陷产生的失真。异音可由扬声器驱动装置本身缺陷造成，也可由组装至成品（扬声器箱、智能音箱、电视、电话等）中相对脆弱的驱动装置的缺陷造成。尽管在大多数情况下，异音与扬声器驱动装置及包含扬声器驱动装置的成品的缺陷相关，但是异音也可能对配有麦克风的产品（例如现代智能设备或汽车免提系统）产生至关重要的影响。例如，麦克风防护罩发出的卡塔声或嗡嗡声可严重影响言语质量，甚至是言语可懂度。在处理语音命令时，这将显著降低智能设备的性能。

诚然，异音是质量专业人士需攻克的领域。理想情况下，质量专业人士希望在产品线末端检测出恼人的异音失真，避免将故障产品送至终端客户。这点适用于单独制造的扬声器驱动装置以及装配至成品中的扬声器驱动装置。

扬声器异音缺陷

作为一种复杂的机电装置，扬声器从本质上就易受到各种潜在缺陷的影响，从而导致异音失真。例如，图 1 所示的扬声器驱动装置的剖面图。这是一款典型的低频驱动装置。然而，类似组件和异音缺陷潜在来源存在于各类驱动装置中。其中，音圈（在磁铁产生的圆柱磁场中移动）和极片构成了直线电机。音圈由位于锥盆背后的悬架固定到位，后者施加回复力，引导音圈在磁铁和极片之间的间隙内顺畅移动。锥盆前侧悬边必须将锥盆固定到位，并确保锥盆在低频状态下相对较大的位移。许多部件由胶黏剂黏在一起。为此，以下潜在缺陷可导致异音：

当音圈在气隙内移动时，如果音圈轴和磁铁间不对齐，就可能导致发出摩擦声。

芯片磁铁材料等颗粒物及多余的胶水串可能卡在音圈和磁铁（或极片）间的间隙内。

当扬声器在高电平下驱动时，组件（例如，锥盆、悬边、外壳、音圈筒、防尘盖）间胶接处粘连不良可导致组件间发出嗡嗡声。

如果音圈悬挂得离背板过近，当偏移水平较高时，也可产生不良影响。

标志牌和锥盆之间的接线敷设不当，当偏移水平较高时，接线将拍打到锥盆。

成品

考虑到扬声器驱动装置可能存在异音缺陷，因此，在生产线上筛查扬声器本身是否存在这一缺陷，这点至关重要。然而，当驱动装置（或麦克风）装配至成品上时，也可能产生导致归类为异音失真的缺陷。当易穿刺某些驱动装置部件和零件上较软材料的工具未妥善紧固或对齐时，将导致产品在使用过程中发生振动，最终产生噪声。此外，如果外部组件（如扬声器防护罩、麦克风防护罩或安装汽车麦克风的车门面板）未能妥善装配，也可能发出异音。

图1.低频驱动装置（低音扬声器）剖面图，含标记部件。

异音检测

上述存在于扬声器或声学产品成品中的缺陷往往可导致失真，但是通常并不总与主信号谐波相关。例如，如果设备由导致异音的单频纯音（正弦信号）驱动，在与正弦频率呈整数倍的测量频谱中，将可能发生异音失真伪影。

尽管普通人能够清楚地听到异音，但是利用测量算法对其进行可靠测量始终并非易事。原因如下：

传统音频质量度量方式不起作用：尽管传统度量标准方式（如频率响应、总谐波失真（THD））对量化音频质量的许多方面十分奏效，但对检测异音却毫无用处。据图2 显示，三台小型驱动装置（一台正常装置及两台具有可听见异音的装置）所测得的频率响应和总谐波失真响应曲线不相上下。只有异音缺陷异常严重时，才会导致可测得的频率响应和总谐波失真变化。

图 2.小型驱动装置三份样本（其中一台不存在可听见的声音缺陷，其他两台具有可听见的异音失真）的频率响应（上）和总谐波失真响应（下）图。

异音伪影为低电平和高频率：异音信号的电平往往极低。例如，异音伪影的电平可比基波信号低 50dB 甚至更多（即，在测量声压级上约低 300倍）。然而，人类听觉却十分擅长识别此类小信号，尽管在测量结果中，这些信号似乎会被基波信号“所淹没”。此外，异音伪影往往发生在频率相对较高的环境，即，在大多数低环境噪声及高次谐波环境中。因此，环境噪声不会掩盖异音，基波信号（以及对扬声器而言往往较高的前几次谐波）也不会掩盖异音。

异音属于主观问题：大多数测量可提供客观结果，但异音却属于主观问题。异音对不同的人产生的恼人程度不尽相同。但是对于哪些异音是可接受，而哪些不可接受，却并没有统一标准。

难以获取生产测试环境：扬声器和声学产品成品需要在生产线末端进行测试。生产线末端通常具有较高的环境噪声水平，包括制造活动产生的瞬态噪声。声学测试室有助于隔离噪声，但功能也仅限于此。在存在这种噪声的情况下，极难检测低电平的异音信号。

安排受训人员在产品工作频率范围内聆听产品受到激励时发出的声音，这是检测异音的一种方法。正如借助人类听觉检测异音一样，这种方法存在一定问题，因为听者在聆听高电平正弦波驱动的扬声器发出的声音后，将很快陷入疲劳。在过去 10-20年间，人们已采用各种方法，从某种程度上模仿人类双耳和大脑的能力，在基波信号和环境噪声较强的环境中，检测此类细微的低电平信号。自 2021年起，APx500软件中新增了多项新技术。如今，APx500可获得以下异音检测测量结果：

异音

高次谐波失真（HOHD）

SoneTrac异音（和 SoneTrac残留信号）

异音响度

下期将详细讨论这些测量结果，敬请关注。如需完整应用文档，我们将在连载完成后提供下载。