Contrôle qualité des modules de microphone A2B
A2B* (abréviation de Automotive Audio Bus) est une technologie de réseau numérique d’AD (Analog Devices). Elle est conçue pour connecter tous les appareils et composants audio à l’intérieur d’une voiture. La caractéristique pratique d’A2B est que les connexions sont réalisées à l’aide d’un câble à paire torsadée non blindée (UTP) à 2 fils. Cela permet une réduction importante du poids et de la complexité des faisceaux de câbles. L’interface A2B à 2 fils fournit l’alimentation électrique, le contrôle du réseau, ainsi qu’un audio numérique bidirectionnel de haute qualité sur plusieurs canaux.
Un appareil A2B typique que je vois fréquemment dans mon travail quotidien est constitué de modules de microphone avec une interface A2B. Ces modules contiennent un réseau de, par exemple, trois ou quatre microphones MEMS numériques. Le module est généralement situé à proximité du panneau central supérieur. Cela permet une écoute dirigée (formation de faisceaux) dans une application de communication mains libres.
La définition de l’interface A2B est propriétaire. Pour accéder aux données audio, afin de tester la qualité du réseau de microphones, par exemple, un appareil est nécessaire pour décoder les données du réseau A2B au format audio numérique analogique ou AES/EBU. Les signaux de canal audio décodés (par exemple, des microphones MEMS numériques) peuvent ensuite être acheminés vers l’analyseur audio pour les tests. Il existe quelques dispositifs de décodage de ce type disponibles dans le commerce. Ils sont programmables et peuvent être intégrés dans les systèmes de test de microphone existants.
Analyseur A2B de Mentor Automotive
Une fois que le signal audio est accessible à l’analyseur audio, les tests de mesure des réseaux de microphones MEMS numériques sont effectués.
Les paramètres typiques d’intérêt pour un test de CQ sont la sensibilité, la réponse en fréquence, la Distortion et parfois le rapport signal/bruit (SNR). Pour une caractérisation complète du microphone, généralement effectuée dans un environnement de laboratoire, des paramètres tels que l’EIN (Equivalent Input Noise) et la plage dynamique sont mesurés ou calculés. En option, le comportement directionnel d’un microphone à différentes fréquences peut être mesuré à l’aide d’un plateau tournant.
Pour toutes les mesures absolues (celles qui ne sont pas exprimées en % ou en dB), l’unité pour les microphones MEMS numériques est le dBF. Cela signifie « décibels en dessous de la pleine échelle » et décrit la marge d’un microphone numérique de 94 dBSPL (1 Pa) à la sortie numérique maximale de ce microphone. Ce point de sortie numérique maximale est également appelé AOP (Acoustic Overload Point).
Domaines acoustique et numérique
Pour caractériser les performances du module de microphone A2B complet, il est intéressant de voir comment les microphones MEMS assemblés se comportent les uns par rapport aux autres. Un paramètre typique est la « plage de sensibilité » ; la différence entre la sensibilité la plus élevée et la plus faible mesurée sur les microphones MEMS assemblés.
Particularités des microphones MEMS numériques
Les microphones MEMS numériques fournissent des données au format PDM ½ cycle. Le microphone nécessite une entrée CLK et fournit ses données sur une sortie DATA. De plus, deux microphones partagent une ligne de données. Par conséquent, chaque microphone est configuré pour être un microphone « gauche » ou « droit ». Ceci est réalisé en câblant la broche d’entrée L/R à Vdd ou à la masse.
En fonctionnement normal, le microphone « gauche » écrit un bit de données sur chaque front montant du signal d’horloge, tandis que le microphone « droit » écrit un bit de données sur chaque front descendant. Pendant qu’un microphone écrit des données, l’autre met sa sortie DATA dans un mode haute impédance. Sur le codec A2B qui reçoit les données, les données du signal gauche et droit sont ensuite séparées et regroupées en deux flux de signaux.
Fonctionnement normal de deux microphones MEMS numériques
Mais que se passe-t-il lorsque l’un des deux microphones n’est pas assemblé correctement ou est manquant ?
Fonctionnement avec un microphone MEMS inopérant ou manquant
Dans cet exemple, le microphone droit est manquant. Par conséquent, seul le microphone gauche écrit sur la ligne de données. Sur les fronts descendants, le microphone gauche met sa ligne DATA dans un état de haute impédance. Par conséquent, la ligne DATA conserve son état tel qu’il a été précédemment écrit par le microphone gauche. Par conséquent, du point de vue du codec A2B récepteur, le microphone droit semble fournir exactement les mêmes données que le microphone gauche. Les deux flux de données sont identiques ! Ce problème doit être résolu par le système de test de microphone, car la détection d’un microphone manquant est un devoir fondamental lors du test d’un module de microphone A2B.
Présentation du système de test du module A2B
Le système de mesure de base pour tester un réseau de modules de microphone A2B se compose d’un analyseur audio, d’un décodeur A2B, d’un haut-parleur de référence et d’un microphone de référence. Un logiciel PC contrôle généralement un tel système.
Logiciel de CQ du module de microphone A2B
*A2B est une marque déposée d’Analog Devices Inc.