聲學(Acoustic)是什麼?

一般我們常聽到的「聲學」,其實更準確一點地來說其實是電聲學(Electroacoustics),電聲學涉及到耳機、麥克風、音響等聲音系統的聲音重建和錄製的設計。是一種專門研究聲電交互轉換的原理和技術,同時也包含了聲音信號的接收、儲存、加工、傳遞、測量、播放及應用的聲學分支。

Robert Bruce Lindsay所發表的聲學之輪 (Wheel of Acoustics),呈現了聲學的各個領域。
Robert Bruce Lindsay所發表的聲學之輪 (Wheel of Acoustics),呈現了聲學的各個領域。圖片出處:Wikipedia

 

而提到電聲學,免不了要談到聲學的測量。在業界,通常會使用Soundcheck來進行聲學測量。Soundcheck是由Listen公司所開發及編寫的音頻或者電聲的測試軟體,需要搭配硬體方能組成一個完整的測試系統。只要是涉及到音頻或者電聲的測試,都可以使用 Soundcheck進行測試。可以使用Soundcheck測試的產品有:音響,耳機,話筒,電話,手機等。

工廠管理 – 聽聲音,辨優劣!一探QC中的聲學測試應用及分析 (上篇)
只要是涉及到音頻或者電聲的測試,都可以使用 Soundcheck進行測試。可以使用Soundcheck測試的產品有:音響,耳機,話筒,電話,手機等。圖片出處:Listen, Inc.

 

隨著人們對聲學產品(音頻裝置)的了解越來越深,對相關產品的播放及收錄音質要求也就越來越高,現在的消費者對音響設備的最低要求已經不僅僅是停留在過去那種「只要能夠正常播放/收錄聲音」的這個基本認知上,更多的是對播放/收錄音質方面的高度檢視。此時工廠對於產品的檢測就不能只是簡單地依賴作業員的人耳,輕易地判定音質的好或壞,取而代之的則是分析方式更加專業,篩選過程更為嚴謹的聲學測試。

 

為何要進行聲學測試?

對終端使用者而言,聲學測試的最主要目的,無非就是要滿足消費者對產品音質的高度需求及期待,透過聲學的測試,讓消費者在體驗產品時所聆聽到的音質是滿意、悅耳且不失真。另一方面,對製造商及生產工廠而言,聲學測試可以有效地將音質出現瑕疵的問題產品攔阻在工廠內部,並即時地對缺陷進行維修及優化,最後再出貨給終端使用者,讓產品能符合消費者對產品的期待,確保消費者的產品體驗是良好的。

 

聲學工程師所扮演的角色是什麼?

在整個聲學測試的過程中,聲學工程師扮演著很關鍵的重要角色。他必須確保產品是處在穩定的測試環境中,同時是按照規格的要求來進行測試。一旦發生聲學不良的狀況,即會根據分析結果,責令工廠對製程、來料進行相關改善。提升示整個聲學測試的良率,減少不良品流出的可能性。

 

檢測的聲音品質-就交給百佳泰

百佳泰多年來深耕專業測試領域,並不斷鑽研與專精各種不同產品項目的客製化測試與驗證分析。我們打造Audio聲學驗證實驗室,並有專業的服務團隊及駐廠(或遠端)的聲學工程師可協助廠商釐清產品根本問題,針對音質與音量提供相對應的測試解決方案,大幅降低產品於市場上退貨的可能性以及使用者體驗不佳的反應,確保您的產品擁有良好的輸出音訊品質。

 

百佳泰 聲學驗證測試服務內容及特色

 

聲學測試環境與設備相關諮詢

  • 無響箱(Chamber)的搭建。
  • 根據不同的產品功能、用途及驗證項目,提供聲學測試環境及設備上的諮詢建立,同時並計畫不同的驗證項目和允收標準。例如麥克風會著重在於noise/echo cancellation,喇叭的檢測重點則會放在確認頻率響應的曲線狀況,以及非線性失真的高低。
  • 待測物與錄音/播放設備和監測電腦之間的連接,如何操作設備,以及設備清單的相關確認等。
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聲學測試環境搭建示意圖

 

產品與聲學Chamber調校及驗證測試

透過對Chamber內部進行環境測試,以確保所使用的Chamber品質良好,同時發揮該有的功能並且運作正常。正所謂工欲善其事,必先利其器,只要產品處在Chamber內進行聲學測試,其精確性和可靠性就很高,也不會影響其測試結果,更能有效收到產品的播放/收錄音效品質,以及是否符合消費者所追求的高音質需求。主要的測試項目有:

  • 迴路測試(loop test):進行產品處在Chamber裡的音頻循環測試,有助於驗證音頻裝置的輸入和輸出的功能和品質是否良好。
  • 量測重複性與再現性測試(GRR:Gage Repeatability and Reproducibility test),確認Chamber內部環境配置和音頻設備和產品連接是否正確?聲音傳遞是否到位(DUT與SUT之間的收放)?以及當不同的作業員在執行Soundcheck聲學軟體測試時, 是否能夠穩定且一致性的得出同樣的測試結果,而無產生任何誤差?
  • Chamber內的音頻設備,像是參考喇叭(Ref LS: Reference LoudSpeaker)的播放是否正常?參考麥克風(Ref MIC)的收音是否正常?以及整個Chamber的隔音是否良好,外部環境噪音是否會影響到Chamber內部的測試等。

 

以下是當產品處於Chamber內, 進行環境測試,時所產生的音頻響應/噪音分析曲線圖,工程師將會根據這些測試結果,來判斷產品是否能符合客戶的標準。

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當產品處於Chamber內, 進行環境測試,時所產生的音頻響應

 

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當產品處於Chamber內, 進行環境測試,時所產生的噪音分析曲線圖

 

聲學產品的製程品質跟進、改良、維護和記錄

  • 電路板貼片(SMT):從麥克風(MIC)板的貼片製程,一路到半成品運輸至產線的過程,任何有可能造成麥克風板不良的製程跟進。
  • 半成品組裝(Sub-Assembly):涉及到MIC板貼附於殼件的組裝。包括整個組裝的環境是否滿足品質要求、在組裝過程中如何保護MIC內部不被污染,以及有可能造成MIC不良的製程跟進。
  • 整機組裝(System-Assembly):涉及到MIC板和喇叭(Speaker)的組裝成一台整機,可能造成不良的製程跟進。
  • 根據如上述所提到的每一道製程稽核,將結果進行記錄,並準備一份稽核檢查表,對整個製程進行稽核。除了確認每一批生產的品質是否良好,也可以藉由演進稽核檢查表來改善製程。

 

產品聲學測試良率的統計

  • 若是工廠先前就有對聲學測試的結果進行數據統計,則會將工廠的統計數據結果與現場所跟進結果來進行比對,確認是否正確一致。
  • 倘若工廠沒有對聲學測試結果數據進行統計,此時則會去取得前幾批次的量產數據來統計,以了解前幾批次的聲學測試良率情況,並進行比對。
  • 良率統計表:
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產品聲學測試 – 良率統計表

 

在產品聲學測試過程中,發現的不良原因分析及維修結果

  • 對聲學測試發現的重大問題進行失效分析(FA),根據分析的結果推動製程或者來料的改善。
  • 對聲學測試產生的不良品進行維修的結果統計,具體地指出問題並進行改善。
  • 取得產品聲學測試的LOG資料,使用軟體工具進行查看,透過生成的曲線進行對比,就能抓出異常,並針對異常問題進行分析改善。

工廠管理 – 聽聲音,辨優劣!一探QC中的聲學測試應用及分析 (上篇)

  • 百佳泰能夠為客戶量身定做客製化噪音測試,找出客戶產品在特定頻段的不正常噪音值,提供客戶進行產品改善的依據。
  • 百佳泰持續為美/日許多世界級客戶,提供客製化和標準化的聲學量測服務,並且在問題出現時, 由業內專家提供問題生成的肇因以及可用的改善方案。幫助客戶從設計階段就能驗證產品的音質,並且在量產的過程中確保產線的高良率。

 

百佳泰 Allion Labs | Audio聲學驗證實驗室

https://www.allion.com.tw/test-lab/audio-and-acoustics/

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