Control de calidad de los módulos para micrófonos A2B

Control de calidad de los módulos para micrófonos A2B

A2B (Automotive Audio Bus) es una tecnología de red digital desarrollada por AD (Analog Devices) para conectar componentes y dispositivos de audio en un coche. La red A2B utiliza cables de dos hilos sin blindaje (UTP), lo que reduce significativamente el peso y la complejidad de los juegos de cables. La interfaz A2B de dos hilos se utiliza para la alimentación, el control de red y la transmisión bidireccional de datos de audio de alta resolución a través de múltiples canales.

Debido al rápido crecimiento del uso del reconocimiento de voz en los automóviles, el sistema A2B suele estar equipado con un módulo de micrófono MEMS. Para asegurar su correcto funcionamiento, se deben comprobar las especificaciones absolutas de los micrófonos MEMS incorporados y, lo que es más importante, su comportamiento relativo entre sí.

En esta página aprenderá cómo conectar los módulos de micrófono A2B a un sistema de prueba acústica y cómo medir los parámetros relevantes en un procedimiento de prueba fiable.

De un vistazo

  • Para mediciones de módulos para micrófonos A2B
  • Fácil integración en la solución de prueba de micrófonos NTi Audio
  • Caracterización de micrófonos individuales y de módulo completo

Interfaz con un módulo para micrófono A2B

La definición de la interfaz A2B es propietaria. Por ejemplo, para acceder a los datos de audio para el control de calidad de la matriz del micrófono, se necesita un dispositivo que convierta los datos de red A2B en un formato analógico o digital AES/EBU. Las señales de los canales de audio convertidos (p.ej. de micrófonos MEMS digitales) pueden ser alimentadas al analizador de audio. Para ello, existen varios dispositivos de interfaz A2B disponibles en el mercado, como el A2B Analyzer de Mentor. Esto es programable y se puede integrar completamente en el sistema de prueba de micrófonos NTi Audio.

Una vez que las señales de micrófono están disponibles en el analizador de audio, éste realiza los procedimientos de medición para los arreglos de micrófonos digitales MEMS.

Los parámetros típicos para una prueba de calidad son los mismos que para la mayoría de los demás micrófonos: sensibilidad, respuesta de frecuencia, distorsión y relación señal/ruido (SNR). Para una caracterización completa de un micrófono en un entorno de laboratorio, se miden o calculan parámetros adicionales como el Ruido de Entrada Equivalente (EIN) y el rango dinámico.

En todas las mediciones absolutas (es decir, las que no se expresan en % o dB), las unidades de los micrófonos digitales MEMS difieren de las de los micrófonos analógicos. Mientras que para este último la sensibilidad se expresa en mV/Pa o dBV/Pa, para los micrófonos digitales la unidad es dBFs. Esto significa "escala completa de decibelios"(decibel full scale) y describe la diferencia entre la ganancia de un micrófono digital a 94 dBSPL (1 Pa) y la ganancia digital máxima de ese micrófono. Este punto de máxima ganancia digital también se denomina AOP (Acoustic Overload Point).

Visualización acústica vs. digital

Para la caracterización de un módulo de micrófono A2B, es de interés cómo los valores de los micrófonos MEMS ensamblados se comportan entre sí. Un parámetro típico es el " Rango de sensibilidad ", es decir, la diferencia entre la sensibilidad más alta y la más baja de todos los micrófonos MEMS en el circuito impreso.


Características especiales de los micrófonos digitales MEMS

Los micrófonos digitales MEMS proporcionan datos en formato PDM de ciclo ½ El micrófono requiere una entrada de señal de reloj (CLK) y envía los datos a través de su salida DATA. Dos micrófonos comparten una línea de datos. Por lo tanto, cada micrófono está configurado como un micrófono "izquierdo" o "derecho". Esto se hace cableando la entrada L/R a Vdd o a tierra. La tensión de alimentación de los micrófonos MEMS suele ser de 1,8 V o 3,3 V. Los micrófonos MEMS se conectan a la entrada L/R mediante un cable.

En funcionamiento normal, el micrófono izquierdo escribe un bit de datos en cada flanco ascendente de la señal de reloj, mientras que el micrófono derecho escribe su bit de datos en cada flanco descendente. Mientras que un micrófono escribe datos, el otro pone su pin de salida DATA en un estado de „High-Impedance“ (Alta impedancia). El DSP que recibe los datos separa los datos de la señal izquierda y derecha y los forma en dos señales de audio.

Funcionamiento normal de dos micrófonos digitales MEMS

Pero, ¿qué sucede si uno de los dos micrófonos es defectuoso o si falta por completo?

Funcionamiento con un micrófono MEMS no funcional o no equipado

En este ejemplo, falta el micrófono derecho, por lo que sólo el izquierdo escribe en la línea de datos común. En los bordes descendentes, el micrófono izquierdo pone su línea DATA en un estado de alta impedancia. Por lo tanto, la línea DATA mantiene el mismo estado que fue escrita previamente por el micrófono izquierdo. Desde la perspectiva del DSP de recepción, el micrófono derecho parece ofrecer los mismos datos que el izquierdo, es decir, los dos flujos de datos son idénticos. El sistema de prueba debe detectar esta condición, que es una falla fundamental del módulo de micrófono A2B bajo prueba.

La solución recomendada de NTi Audio

Para la comprobación de los módulos para micrófonos A2B, el sistema de medición se compone de un analizador de audio, un analizador A2B de Mentor con API de servicio A2B, un altavoz de referencia y un micrófono de referencia. El sistema se controla a través de un software de PC.

Descripción general del sistema de prueba del módulo A2B


Analizador de audio FX100

El FX100 genera las señales de prueba para el altavoz (parlante) de referencia y analiza las señales procedentes de los micrófonos MEMS y del micrófono de referencia. Dependiendo del número de micrófonos MEMS y de los requisitos de tiempo, se pueden utilizar canales paralelos adicionales o interruptores de entrada.


Analizador A2B de Mentor

Caja de prueba de micrófono MEMS

Analizador A2B de Mentor Automotive

El analizador A2B Mentor proporciona una interfaz para conectar el dispositivo al bus A2B, configura el bus A2B y los elementos conectados, y está totalmente controlado por el software de prueba de micrófonos NTi Audio


El altavoz (parlante) de referencia

Esto debe proporcionar suficiente ancho de banda y presión sonora para cubrir los parámetros de prueba requeridos. Se recomienda utilizar un altavoz (parlante) coaxial (fuente de sonido puntual) para lograr una distribución uniforme del sonido.


El micrófono de referencia

El micrófono de referencia se utiliza para determinar el nivel de presión sonora del altavoz (parlante) en el momento de la medición. Esta información puede utilizarse para compensar una desviación o deriva del altavoz (parlante) de referencia.


El Software

Para las pruebas EOL (End Of Line) de los módulos para micrófonos A2B, el software RT-Mic es la elección ideal. Ofrece una fácil configuración, procedimientos de calibración guiada, adquisición de datos de referencia y cálculo de límites. Cada micrófono se caracteriza y evalúa según criterios buenos/malos. Los resultados de los micrófonos MEMS individuales fluyen hacia el resultado general.

Software RT-Mic EOL QC


Opciones & Accesorios

Medición y registro de la temperatura, humedad relativa y presión del aire mediante un sensor ambiental.

Lectura del número de serie de la muestra de ensayo con un lector de código de barras.

Determinación de la característica direccional de un solo micrófono MEMS con una plataforma giratoria.

Ventajas

  • Interfaz sencilla con los módulos para micrófonos A2B
  • Medición rápida y fiable de todos los parámetros acústicos relevantes de cada uno de los micrófonos MEMS
  • Análisis de micrófonos MEMS individuales así como de arreglos de micrófonos
  • Detección automática de micrófonos MEMS no funcionales o que faltan
  • Solución completa para el control de calidad al terminar la línea

Configuración

Sistema de prueba de módulos para micrófonos A2B

Sistema de prueba de módulos para micrófonos A2B

Incluido

  • Analizador de audio Flexus FX100
  • Mentor A2B Analyzer con A2B Service API
  • Micrófono de medición M2010
  • Software de micrófono RT para Flexus