A2B 汽车音频总线模块

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A2B(汽车音频总线)是 ADI(Analog Devices)公司推出的数字网络化技术。它专为连接车辆中的音频设备和元件而设计。A2B 的连接通过一条两芯非屏蔽双绞线实现。这大大减轻了重量以及安装难度。两芯 A2B 接口可以提供供电,网络控制和多通道的双向高品质数字音频。

随着车载语音识别应用的高速增长,A2B 模块中通常都包含 MEMS 麦克风阵列。为了保证产品完美运行,测试结果必须与技术指标对比。更重要的是,阵列中各支麦克风的相对结果也必须评估。本页将为您介绍如何连接 A2B 麦克风模块和声学测试系统,以及如何通过可靠的品质控制(QC)流程测量重要参数。

特性

  • 测量 A2B 麦克风模块
  • 无缝集成到 NTi Audio 麦克风测试方案
  • 测试麦克风单体或完整模块

如何连接 A2B 麦克风模块?

A2B 接口的技术受专利保护。要访问音频数据,就需要额外设备将 A2B 数据解码为模拟或 AES/EBU 数字音频格式。经解码的音频信号(如来自数字 MEMS 麦克风)即可接入音频分析仪测试。市场上有此类解码设备可供选择,如明导(Mentor)公司的 A2B 分析仪。它支持编程处理,能完全集成到 NTi Audio 的麦克风测试系统中。

数据一旦接入音频分析仪,就可以立即对数字 MEMS 麦克风阵列进行测试。

品质控制测试中涉及的参数和其它大多数麦克风基本一致,如灵敏度,频率响应,失真,信噪比(SNR)等。实验室环境下完整的测试内容有 EIN(等效输入噪声),PSR(电源抑制),PSRR(电源抑制比)和动态范围等。

对于所有的绝对测量(单位不是 % 或 dB),数字 MEMS 麦克风测量结果的单位不同于模拟麦克风。比如模拟麦克风的灵敏度单位是 mV/Pa 或 dBV/Pa,而数字麦克风的单位则为 dBFs,它表示“满刻度分贝”,描述的是 94 dBSPL(1 Pa)到被测麦克风最大数字输出间的余量。这个最大输出也是 AOP(声学过载点)。

声学 vs. 数字 vs. 模拟

要测试 A2B 模块中包含的多支 MEMS 麦克风,必须弄清所有 MEMS 麦克风之间的相对性能。一个典型的参数是“灵敏度跨度”,也就是 MEMS 麦克风中最大灵敏度和最小灵敏度的差值。

数字 MEMS 麦克风特性

主流 MEMS 麦克风输出 1/2 周期的 PDM(脉冲密度调制)数字信号。麦克风需要一个时钟输入(CLK),并通过 DATA 接口输出数据。此外,两支麦克风共用一条数据线。因此,它们分别配置为“左(L)”或“右(R)”麦克风。只需将 L/R 输入接 Vdd 或地即可实现。MEMS 麦克风供电大多为 1.8 V 或 3.3 V。

实际运行时,“左”麦克风会在时钟信号的每个上升沿写下一个字节,“右”麦克风则在下降沿。当一支麦克风写数据时,另一支麦克风会将数据输出端置于高阻抗模式。在接收信号的信号处理器中(DSP),左右两个信号再被一起灌入两个信号流中。

两支数字 MEMS 麦克风工作示意

如果两支麦克风中的一支没有安装或丢失了呢?

只有一支 MEMS 麦克风正常工作示意

示例中,右麦克风丢失,因此只剩左麦克风在写入数据。在信号下降沿,左麦克风将其数据端口置于高阻抗状态。数据链仍保持之前的状态,这样,对于数据接收端的 DSP 来说,右麦克风传来的信号和左麦克风完全相同。两条数据流是一样的!测试系统必须能识别这一问题,测试 A2B 麦克风模块时,检测麦克风丢失是最基本的。

NTi Audio 测试方案推荐

测试 A2B 麦克风模块的基本系统包括,音频分析仪,明导 A2B 分析仪及其 API,参考扬声器和参考麦克风。系统由计算机软件控制。

A2B 测试系统配置

FX100 音频分析仪

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FX100 会为参考扬声器生成测试信号,并分析来自待测 MEMS 麦克风和参考麦克风的信号。根据麦克风数量和时间限制,还可使用并行通道或输入切换盒。

明导(Mentor)A2B 分析仪

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Mentor Automotive 公司的 A2B 分析仪

它提供了连接汽车音频总线的接口,并配置 A2B 总线及其节点。A2B 分析仪完全由 NTi Audio 的麦克风测试软件控制。

参考扬声器

它必须能提供足够的带宽和声压级以满足测试条件。推荐使用同轴扬声器(点声源),避免不一致的声音分布。

参考麦克风

它用来测量每次从参考扬声器发出的信号。有了它的帮助,参考扬声器的任何偏差和漂移都能被抵消。

计算机软件

RT-Mic 软件是 MEMS 麦克风阵列产线终端(EOL)测试的理想选择。它设置简单,采用引导式设计帮助你校准,采集参考数据并计算框限。每支麦克风都经测量并与框限对比。总的测试结果将汇总并直接显示。

RT-Mic 产线终端测试系统

选件和附件

环境传感器可以记录温度,相对湿度和大气压。

扫描枪可记录待测体序列号。测试转盘则可以用于测量单支 MEMS 麦克风的指向性。

优势

  • 无缝连接 A2B 麦克风模块;
  • 快速精确测量所有相关声学参数;
  • 单支 MEMS 麦克风和完整 PCB 均可测量;
  • 检测未连接或不工作的 MEMS 麦克风;
  • 产线终端测试完整方案。

配置信息

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A2B 麦克风模块测试系统

包含

  • Flexus FX100 音频分析仪
  • Mentor A2B 分析仪及其 API
  • 量测麦克风 M2010
  • RT-Microphone 软件
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