全面解读TWS耳机实验室测试与产线测试现状
TWS耳机的快速发展,产品性能在不断提升,功能也越来越丰富,使其逐渐受到了消费者的认可,得到了迅速的普及。
在这背后,有着许多如主控芯片、电源管理IC、无线充电接收芯片、充电盒电池、耳机电池等供应链厂商的努力,也有工厂装配、产品检测等相关厂商的付出,才能够使TWS耳机健康稳定的发展。
TWS耳机从设计、到来料加工,再到成品装配出厂销售的过程中,产品测试环节起到了关键性的作用。TWS耳机的测试主要包括实验室测试和产线测试两个部分,前者主要用于研发阶段的品质测试,以及射频、声学、安全性等各项认证;后者则主要用于生产阶段的品质把控,在各阶段提前测试,降低成品的不合格率。
此次我爱音频网将从5个方向来和大家分享TWS耳机的测试产业链:
TWS耳机为什么要做测试?
目前TWS耳机测试包含的两个部分:实验室测试、产线测试
TWS耳机产线测试流程
国际上的测试设备介绍
国内有哪些音频产线测试设备
一起来看看吧~
TWS耳机为什么要做测试?
TWS耳机在研发阶段需要做大量的测试,主要目的是为了界定产品的性能与品质,同时通过产品的各项认证,使得产品能够保障质量的推向市场。
TWS耳机在产线生产阶段需要进行大量测试,其中包含的因素有很多方面,主要目的则是为了甄别不良品,从而严格把控出厂产品品质。
一方面,相较于传统耳机TWS耳机材料丰富多样,无法百分百保证来料的质量;另一方面,TWS耳机与常规数码产品不同,它具有独特的声学器件,喇叭和麦克风,这两个元器件的好坏无法直接通过观察去识别。
并且据我爱音频网了解到,产线目前还需要大量的人工装配工序。在TWS耳机装配的过程中,喇叭这个单元上,需要采用胶水固定,采用胶水能够起到良好的固定作用,但同时,也可能会对声音的效果造成影响。等等因素结合在一起,使得如果想要严格把控产品品质,就需要增加在TWS耳机产线阶段的测试。
TWS耳机测试系统
1、实验室测试
实验室测试属于绝对测试,主要是在研发阶段,测试结果用于TWS耳机各项功能的调试。为了获取准确的测试结果,TWS耳机的研发测试一般都需要在消音室内进行,从而避免外界噪声、内部反射造成的回声的影响。经过不断的测试和调整,使测试数据达到指定标准,使TWS耳机的性能得到保障。
测试项目主要包括TWS耳机响度、延时、信噪比、单频干扰、失真、频响、动态音量控制,以及目前火爆的TWS耳机功能ANC主动降噪、ENC通话降噪等,测试结果均有相应的标准进行参考,从而使TWS耳机在生产之前达到需要的要求,再进行量产。
2、生产产线测试
产线测试相较于实验室测试属于相对测试范畴。由于产线的条件限制,以及对于产能的要求,其测试方式与实验室测试有所不同。主要通过与已有的基准数据进行对比,来分析测试项目的产品是否合格。
在产线生产之前,需要准备一副TWS耳机样机产品,经过实验室测试,对耳机的各项数据进行调试,达到产品的各项要求。再将样机带到产线上,通过产线上的测试设备,对样机进行各项测试,记录测试结果,留作对比基准。
在产线生产过程中,需要保证测试的产品与此前同等环境下测试的样机数据基本相同,从而保障产线生产过程中的产品能够达到合格的要求。
TWS耳机产线测试流程
想要了解TWS耳机产线测试流程,首先要了解耳机的生产流程。蓝牙耳机生产流程主要包括电声器件IQC来料检测、SMT&烧录、PCBA RF测试、PCBA音频测试、前腔半成品测试、成品装配、成品耳机RF测试、免屏蔽房耳机UI测试、成品耳机音频测试和成品耳机老化测试。
其中需要检测的环节主要有电声器件IQC来料检测:单体喇叭/动铁音频特性、麦克风单元音频特性检测;PCBA RF检测:射频指标测试、电源电流检测;PCBA音频测试:SPK电路输出测试、主麦/副麦测试、程序烧录测试;前腔半成品测试:喇叭音频指标测试、FB-MIC指标测试、喇叭阻抗测试。
成品测试环节包括成品耳机RF测试里的射频指标测试:功率、频偏、单时隙灵敏度等;免屏蔽房耳机UI测试:蓝牙连接、按键功能测试等;成品耳机音频测试:喇叭/麦克风音频特性检测、ANC降噪测试、ENC降噪测试;成品耳机老化测试:充电曲线&放电曲线、耳机使用耗电时长。
经过以上电声器件IQC来料检测、PCBA RF检测、PCBA音频测试、前腔半成品测试、成品耳机RF测试、免屏蔽房耳机UI测试、成品耳机音频测试、成品耳机老化测试8项测试,最终TWS耳机达到了严格的合格标准,然后才能上市,到达消费者的手中。
国际上的音频分析仪,音频产线测试设备
目前国际上的音频测试设备主要为音频分析仪以及相应的配件、软件产品。能够对音频产品进行测试,对音频数据进行分析,结合消声室为产品提供专业的实验室测试。
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Audio Precision 和GRAS是声学和音频测试领域的领先制造商。AP拥有业界最高性能的音频分析仪 – APX555B, THD+N 达到 -120 dB,让用户研发创新而高性能的音频和声学消费或专业产品。GRAS是全球噪声和振动行业的领先者,提供一系列高性能的测试麦克风和夹具。
AP和GRAS有完整的耳机和TWS测试方案,研发方面可以利用高性价比的APX525B分析仪搭配GRAS的45CA夹具或Kemar。生产方面可以利用AP全新的APX517B一体化声学测试仪减少测试时间,APX517B可以配置快速配对的蓝牙模块来提高生产力,同时GRAS有一系列的人工嘴和测试麦克风供不同产线的测试需求。AP还有软件测试仪APX500 Flex,可以任意配搭第三方声卡提供经济型的生产测试方案。
丹麦BK
丹麦Brüel & Kjær声学和振动测量公司是声学和振动的测量、分析领域的全球领导者,是世界领先的测量仪器制造商。公司正式成立于1942年12月4日,总部位于丹麦哥本哈根。
BK拥有完整的测量链,提供技术先进的解决方案,从单只传感器到整套“交钥匙”系统,囊括了整个声学和振动测量链;产品组合包括声学和振动测量分析所需全部部件和工具,并可智能组装为系统;在某些情况下,不仅提供系统,也运行系统,并提供分析结果。从二十世纪50年代以来,旗下产品已成为其他产品所对照的标杆产品。生产的标准类仪器,多用于制定标准。
海德声科(HEAD acoustics China)是全球领先的声学解决方案及声音与振动分析领域供应商,2017年在中国设立子公司海德声学(上海)科技有限公司。
HEAD acoustics凭借其在声学领域的专业性和相关软硬件研发的先驱地位,在NVH、声学和语音音频质量的测量、分析和优化领域广受赞誉。其产品和服务广泛用于汽车、电信,IT设备、办公用品和家电行业的制造商和研究机构,以及在声音环保领域的企业与院所等。
Listen
Listen是世界领先的音频和电声测试测量公司,创建于1995年,同年正式推出旗舰产品SoundCheck,Listen开拓电声测量技术20年,具备功能强大的创新测试方法和算法,快速和灵活的测试,并以卓越的服务和客户支持,设立了行业的标准。
SoundCheck是一套模块化基于PC的电声测试系统,能高性能地完成电声产品各种参数的测试。测试产品包括扬声器、麦克风、电话机和手机、助听器、耳机和通讯装置、电子元件等。
NTI
NTi Audio AG是声学,音频和振动应用的测试和测量解决方案的领先制造商。总部位于列支敦士登的沙恩,专门从事用于制造质量控制目的的终端音频测试,提供在安全关键环境中测试公共广播系统的仪器,还生产针对专业音频行业的手持式音频分析仪和发生器。旗下FX100音频分析仪涵盖了广泛的应用范围,采用了模块化系统,可以为客户精确地配备测量任务所需的硬件和软件选件。
从上面的汇总可以发现,目前国际上音频测试设备主要是音频分析仪以及相应的配件、软件产品。
在音频产线测试设备方面,由于需要现场的资源进行调配,所以目前国际上还没有专门的产品。市场上主要是通过现场的系统集成商,去选择测试仪器来做成测试系统,再推广到产线上去。
国内音频产线测试设备厂商
目前国内的音频测试,主要集中在产线测试设备,这也取决于国内得天独厚的地域优势,耳机生产厂家都集中在中国,因此而生了众多产线测试设备供应商。同时国内厂家也在不断的研发专业音频分析仪提升技术实力。
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深圳市爱普泰科电子有限公司(ABTEC)专业提供声学测试方案及音视频自动化测试系统,帮客户实现测试智能化、数据信息化。旗下产品广泛应用于耳机、手机、音箱、智能穿戴产品、医疗电子、汽车电子与摄像头等多个领域。爱普泰科的一拖四蓝牙耳机音频测试方案为TWS耳机喷发式增长量身定制,UPH可达到480个/小时。
可提供的测试项目:
ANC降噪测试
L/R耳机被动降噪曲线、主动降噪曲线、降噪效果曲线、 降噪平衡曲线、响度;相位曲线;主动降噪自动调整、自动烧录功能;产品烧录次数状态查询;滤波电路频响曲线。
声学测试
频响曲线;灵敏度(SPL);可选阶数谐波失真(2-20次);总谐波失真曲线(THD);左右声道单频点失真度;异常音检测(Rub&Buzz);左右耳机平衡度曲线、极性、隔离度;自定义单频点平衡度;电声信噪比;麦克风频响曲线、平均灵敏度、失真曲线。
东莞市奥普新音频技术有限公司具备10余年音频测试行业经验与技术沉淀,秉承着”让测试更快更精准”的使命,致力于为市场提供更好的一站式音频测试解决方案。自主研发、制造了AD1000系列、AD2000系列音频分析仪及其周边配套设备,并由此搭建了 TBS04、2x4 音频测试系统,具备极高的测试效率,为客户的生产产能不断提速。
可提供的测试项目:
音频曲线、失真、异常音、底噪
指南测控为蓝牙耳机产测全链条供应商,汇集了一批经验丰富的研发和测试工程师,在产测方面积累了丰富的经验,可以提供全阶段性能可靠、覆盖全面、安排合理、风格一致的产测方案,使产测高效运转,满足紧迫的市场需求。
旗下产品包含TWS耳机的主板PCBA一拖十固件烧录系统、主板PCBA一拖五功能测试系统、PCBA一拖二RF测试系统、主板PCBA一拖四音频测试系统、充电板PCBA一拖四测试系统、成品一拖二RF测试系统,成品一拖四/一拖八音频&ENC&ANC一体化测试系统等。
可提供的测试项目:
TWS常规声学
耳机喇叭(SPK):频率响应、频响分档、灵敏度、失真、极性、平衡度、异常音、延时;耳机话筒(MIC):频率响应、灵敏度、失真、堵咪测试。
ENC、ANC降噪
环境降噪:双咪ENC降噪、回音幅度;主动降噪:被动降噪量、降噪曲线、降噪最大深度、降噪平衡度、最有增益自动烧录
东莞市蓝测自动化科技有限公司LCAE是一家专业从事PCBA、射频、音频、降噪、功能自动化测试系统设计、开发及测试解决方案的高科技公司。在辐射信息通信技术类、汽车电子、消费类电子、智能家居、军工等众多行业实现多类型产品测试。
新推出蓝牙耳机PCBA &成品一拖四射频测试方案和推出蓝牙耳机PCBA &成品 ENC一拖四音频测试方案,避免了工厂人工成本增加。
可提供的测试项目:
射频:功率、频偏、灵敏度等。
电气:静态、工作、充电电流等。
美格信创始团队来自于NI美国国仪器的声音与振动测试生态体系,团队拥有10+年的声音与振动测试经验,是一家专注于测控行业的仪器设计、研发、生产与应用的国家高新技术企业。
旗下产品包括AudioExpert音频测试软件平台、TT转台、风噪源系列、配套的测试系统方案应用,是坚持从传感器,仪器到软件都自研自产的全栈式仪器商。美格信开发的 QFitting (Quick Fitting) 是一种适用于ANC量产测试的滤波器自适应算法。相比传统的增益调整,QFitting能最大程度的提高产品一致性、最大程度提高产能良率。
可提供的测试项目:
常规声学测试项:频响、灵敏度、THD、THD+N、SNR、异常音等
ENC测试项:Talk Mic、FF Mic、ENC降噪效果
ANC测试项:QFitting在线滤波器拟合调试、SPP无线烧录
其他测试项:底噪测试、电流测试、风噪测试、音频续航测试等
QIHANG启航电子
启航电子是从事蓝牙射频、音频、PCBA产线自动化测试系统的开发定制,提供高端进口仪器仪表代理销售、租赁、维修、计量、置换、技术支持等,蓝牙射频、音频、PCBA产线自动化测试系统的开发定制一站式服务商。主营业务包括蓝牙自动化测试系统、BK158智能蓝牙测试仪、兼容测试仪器等。
从我爱音频网的汇总可以看出,目前国产的生产产线测试设备已经非常完善,从基础的音频器件来料测试,到蓝牙RF射频测试,再到ENC通话降噪测试,以及近期非常火爆的ANC降噪测试,都有相应的测试系统帮助客户很好的把控产品的出厂质量,提升产品出厂合格率。
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我爱音频网总结
TWS耳机从设计研发到生产销售,要经历数十项的测试,每项测试都是为了在产品到达消费者手中后呈现最完美的状态,从而有效提升用户实际使用体验,为TWS耳机的稳定发展奠定基础。
TWS耳机检测主要分为前期研发阶段的实验室测试,使产品的各项数据达到需要的标准,提升产品性能。后期的生产产线测试,用于品质把控,提升产线生产的合格率,降低不良品上市的概率。
目前市场上的相关测试设备厂商,主要分为研发音频分析仪以及相应的配件、软件产品的厂商,和选择测试仪器来做成测试系统的系统集成商。也有自主研发,以此基础搭建系统的厂商。整体上,生产测试设备已经非常完善,并且还在不断地创新,提升产线测试效率,促进TWS耳机的健康稳定发展。
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