Controle de qualidade de módulos de microfone A2B

Controle de qualidade de módulos de microfone A2B

A2B (abreviação de Automotive Audio Bus) é uma tecnologia da Analog Devices. Ela foi projetado para conectar todos os dispositivos e componentes de áudio dentro de um carro. A característica prática do A2B é que as conexões são realizadas usando um cabo UTP (Unshielded Twisted Pair) de 2 fios. Isso proporciona uma grande redução no peso e na complexidade dos chicotes de cabos. A interface A2B de 2 fios fornece fonte de alimentação, controle de rede e áudio digital bidirecional de alta qualidade em vários canais.

Devido ao rápido crescimento do uso de aplicativos de reconhecimento de voz automotivo, os módulos A2B sempre contêm matrizes de microfone MEMS. Para garantir uma operação sem falhas, os testes devem ser realizados com relação aos valores absolutos de especificação e, ainda mais importante, aos valores de todos os microfones da matriz em relação um ao outro. Esta página explica como conectar os módulos de microfone A2B a um sistema de teste acústico e como medir os principais parâmetros relevantes em um procedimento confiável de controle de qualidade.

Pontos chave

  • Para medições de módulos de microfone A2B
  • Integração perfeita na solução de teste de microfone NTi Audio
  • Caracterização de componentes de microfone único, bem como de módulo completo

Como fazer interface com um módulo de microfone A2B

A definição da interface A2B é proprietária. Para obter acesso aos dados de áudio, para testar a qualidade da matriz do microfone, por exemplo, é necessário um dispositivo que decodifique os dados da rede A2B para o formato de áudio digital analógico ou AES / EBU. Os sinais do canal de áudio decodificado (por exemplo, dos microfones MEMS digitais) podem então ser roteados para o analisador de áudio para o teste. Existem alguns desses dispositivos de decodificação disponíveis comercialmente, como o Mentor A2B Analyzer. Este dispositivo é programável e pode ser totalmente integrado ao sistema de teste de microfone NTi Audio.

Quando o sinal de áudio estiver acessível ao analisador de áudio, os testes de medição para matrizes de microfone MEMS digital são realizados.

Os parâmetros típicos de interesse para um teste de Controle de Qualidade são os mesmos que para os testes da maioria dos outros microfones; Sensibilidade, Resposta de frequência, Distorção e, às vezes, Relação sinal / ruído (SNR). Para uma caracterização completa do microfone normalmente realizada em um ambiente de laboratório, parâmetros como EIN (Ruído de entrada equivalente) e Faixa dinâmica também são medidos ou calculados.

Para todas as medições absolutas (aquelas que não são expressas em % ou dB), as unidades para microfones MEMS digitais são diferentes. Enquanto a sensibilidade dos microfones analógicos é expressa em mV / Pa ou dBV / Pa, a unidade para microfone digital é dBFs. Isso significa "decibels below Fullscale" e descreve o espaço livre de um microfone digital de 94dBSPL (1Pa) até a sua saída digital máxima. Esse ponto de saída digital máxima também é conhecido como AOP (Acoustic Overload Point).

Observação acústica vs. digital

Para caracterizar o desempenho de um módulo A2B contendo vários microfones MEMS, é interessante como os microfones MEMS montados se comportam um em relação ao outro. Um parâmetro típico é o "período de sensibilidade"; a diferença entre a sensibilidade mais alta e mais baixa medida nos microfones MEMS montados.


Particularidades do microfone MEMS digital

Os microfones MEMS digitais entregam dados no formato PDM de ½ ciclo. O microfone requer uma entrada CLK e entrega seus dados em uma saída DATA. Além disso, dois microfones compartilham uma linha de dados. Portanto, cada microfone está configurado para ser um microfone "esquerdo" ou "direito". Isso é feito conectando o pino de entrada L / R ao Vdd ou ao terra. Os microfones MEMS são fornecidos principalmente por 1,8V ou 3,3V.

Em operação normal, o microfone "esquerdo" grava um bit de dados em cada extremidade ascendente do sinal do relógio, enquanto o microfone "direito" grava um bit de dados em cada extremidade descendente. Enquanto um microfone está gravando dados, o outro coloca sua saída DATA no modo de alta impedância. No DSP que está recebendo os dados, os dados de sinal esquerdo e direito são separados e reunidos em dois fluxos de sinal.

Operação normal de dois microfones digitais MEMS

Mas o que acontece quando um dos dois microfones não está montado corretamente ou está faltando?

Operação com um microfone MEMS inoperante ou ausente

Neste exemplo, o microfone direito está ausente, portanto, apenas o microfone esquerdo está gravando na linha de dados. Nas extremidades em queda, o microfone esquerdo coloca sua linha de DADOS no estado de alta impedância. Portanto, a linha DATA mantém seu estado, como foi escrito anteriormente pelo microfone esquerdo. Como resultado, da perspectiva do DSP receptor, o microfone direito parece fornecer exatamente os mesmos dados que o microfone esquerdo. Os dois fluxos de dados são idênticos! Esse problema deve ser resolvido pelo sistema de teste, pois a detecção de um microfone ausente é um recurso fundamental ao testar um módulo de microfone A2B.

A solução recomendada pela NTi Audio

O sistema básico de medição para testar os módulos de microfone A2B consiste em um analisador de áudio, um analisador Mentor A2B com API de serviço A2B, um alto-falante de referência e um microfone de referência. O sistema é controlado por um software para PC.

Visão geral do módulo de teste A2B


O analisador de áudio FX100

O FX100 gera os sinais de teste para o alto-falante de referência e analisa os sinais provenientes dos microfones MEMS e de um microfone de referência. Dependendo do número de microfones MEMS e das restrições de tempo, podem ser usados ​​canais paralelos adicionais ou comutadores de entrada.


Analisador Mentor A2B

MEMS Mic Test Box

Analisador A2B da Mentor Automotive

Fornece uma interface para conectar o DUT no barramento A2B. Configura o barramento A2B e os nós do barramento conectado. O analisador A2B é totalmente controlado pelo software de teste de microfone NTi Audio.


O alto-falante de referência

Isso deve fornecer largura de banda e pressão sonora suficientes para cobrir as condições de teste necessárias. É recomendável usar um alto-falante de design coaxial (fonte pontual) para evitar uma distribuição sonora não uniforme.


O microfone de referência

Isso serve para medir o sinal verdadeiro proveniente do alto-falante durante cada medição. Com essas informações, qualquer desvio ou desvio do alto-falante de referência pode ser compensado.


O software para PC

Para testes EOL (End Of Line) de módulos de microfone A2B, o software RT-Mic é a escolha ideal. Ele oferece uma configuração fácil de manusear, fluxos de trabalho guiados para calibração, coleta de dados de referência e cálculo de limites. Cada microfone é medido e julgado de acordo com os critérios Aprovado / Reprovado. Os resultados dos testes individuais de microfone MEMS são resumidos em um resultado geral do DUT (Dispositivo em teste).

Software RT-Mic EOL QC


Opções e acessórios

Um sensor de ambiente pode medir e registrar a temperatura, umidade relativa e pressão barométrica junto com os dados de medição.

Um leitor de código de barras pode ser usado para ler o número de série do DUT medido. Uma plataforma giratória é usada para determinar a característica direcional de um único microfone MEMS.

Benefícios

  • Interface perfeita para o seu módulo de microfone A2B
  • Medição rápida e precisa de todos os parâmetros acústicos relevantes.
  • Microfone MEMS único e avaliação PCB completa.
  • Detecção integrada de microfones MEMS inoperantes ou ausentes.
  • Solução chave na mão para aplicativos de teste de EOL.

Configurações

Analisador de áudio Flexus FX100

Sistema de teste do módulo de microfone A2B

contém

  • Analisador de áudio Flexus FX100
  • Mentor A2B Analyzer com API de serviço A2B
  • Microfone de medição M2010
  • Software de microfone RT para Flexus