Search

KR-20260060705-A - MICROPHONE SENITIVITY INSPECTION APPARATUS AND MICROPHONE SENITIVITY INSPECTION METHOD USING THE SAME

KR20260060705AKR 20260060705 AKR20260060705 AKR 20260060705AKR-20260060705-A

Abstract

본 발명은 마이크로폰 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 마이크로폰들의 감도를 동시에 정밀하게 검사할 수 있는 마이크로폰 감도 검사장치에 관한 것이다. 본 발명의 마이크로폰의 감도 검사장치는 밀폐형의 챔버와, 상기 챔버의 일측단에 설치되어 챔버의 내부로 주파수 대역 신호를 발생시키는 주파수발생기와, 상기 챔버의 타측단에 설치되어 챔버의 내부를 통과한 주파수 대역 신호를 수신하는 기준 마이크로폰과, 상기 기준 마이크로폰과 함께 챔버의 타측단에 설치되어 챔버의 내부를 통과한 주파수 대역 신호를 수신하는 적어도 하나 이상의 검사대상 마이크로폰과, 상기 주파수발생기에 요구되는 주파수 대역 신호 및 전력을 제공하는 신호발생기와, 상기 기준 마이크로폰이 수신한 주파수 대역 신호와 검사대상 마이크로폰이 수신한 주파수 대역 신호를 대비하여 검사대상 마이크로폰의 감도를 산출하는 신호분석기를 포함한다.

Inventors

  • 신금재
  • 노은식

Assignees

  • 한국생산기술연구원

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241025

Claims (8)

  1. 밀폐형의 챔버; 상기 챔버의 일측단에 설치되어 챔버의 내부로 주파수 대역 신호를 발생시키는 주파수발생기; 상기 챔버의 타측단에 설치되어 챔버의 내부를 통과한 주파수 대역 신호를 수신하는 기준 마이크로폰; 상기 기준 마이크로폰과 함께 챔버의 타측단에 설치되어 챔버의 내부를 통과한 주파수 대역 신호를 수신하는 적어도 하나 이상의 검사대상 마이크로폰; 상기 주파수발생기에 요구되는 주파수 대역 신호 및 전력을 제공하는 신호발생기; 및 상기 기준 마이크로폰이 수신한 주파수 대역 신호와 검사대상 마이크로폰이 수신한 주파수 대역 신호를 대비하여 검사대상 마이크로폰의 감도를 산출하는 신호분석기를 포함하는, 마이크로폰 감도 검사장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 챔버의 일측단에는 주파수발생기가 밀착 결합되는 제1통공이 형성된 제1고정부재가 부착되고; 상기 챔버의 일측단에는 제1통공에 대응되는 제2통공이 형성되며; 상기 챔버의 타측단에는 기준 마이크로폰과 검사대상 마이크로폰들이 착탈 가능하게 끼워져 결합되는 복수의 제3통공이 형성된 제2고정부재가 부착되고; 상기 챔버의 타측단에는 각 제3통공에 일대일로 대응되는 제4통공들이 형성된, 마이크로폰 감도 검사장치.
  3. 제1항 또는 제2항의 마이크로폰의 감도 검사장치를 이용한 마이크로폰의 감도 검사방법에 있어서, 상기 주파수발생기가 주파수 대역 신호를 챔버의 내부로 발생시키는 단계; 상기 기준 마이크로폰과 검사대상 마이크로폰이 챔버를 통과한 주파수 대역 신호를 수신하는 단계; 상기 신호분석기가 기준 마이크로폰이 수신한 주파수 대역 신호와 검사대상 마이크로폰이 수신한 주파수 대역 신호를 대비하여 검사대상 마이크로폰의 감도를 산출하는 단계를 포함하는, 마이크로폰의 감도 검사장치를 이용한 마이크로폰의 감도 검사방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 신호분석기가 기준 마이크로폰이 수신한 주파수 대역 신호와 검사대상 마이크로폰이 수신한 주파수 대역 신호를 대비하여 검사대상 마이크로폰의 감도를 산출하는 단계는, 기준 마이크로폰의 감도를 이용하여 주파수별 챔버 내 음압을 산출하는 단계; 산출된 주파수별 챔버내 음압을 이용하여 검사대상 마이크로폰의 주파수별 감도를 산출하는 단계를 포함하는, 마이크로폰의 감도 검사장치를 이용한 마이크로폰의 감도 검사방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 기준 마이크로폰의 감도를 이용하여 주파수별 챔버 내 음압을 산출하는 단계는, 상기 기준 마이크로폰이 수신한 주파수 대역 신호의 크기를 기준 마이크로폰의 감도로 나눈 값을 주파수별 챔버 내 음압으로 산출하는, 마이크로폰의 감도 검사장치를 이용한 마이크로폰의 감도 검사방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 산출된 주파수별 챔버내 음압을 이용하여 검사대상 마이크로폰의 주파수별 감도를 산출하는 단계는 상기 검사대상 마이크로폰이 수신한 주파수 대역 신호의 크기를 산출된 주파수별 챔버내 음압으로 나눈 값을 검사대상 마이크로폰의 주파수별 감도로 산출하는, 마이크로폰의 감도 검사장치를 이용한 마이크로폰의 감도 검사방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 주파수발생기가 주파수 대역 신호를 챔버의 내부로 발생시키는 단계 이전에, 검사 위치별로 주파수별 음압 오차율을 산출하여 검사 위치에 따른 음압차이가 발생하는지의 여부를 확인하는 단계를 더 거치도록 하는, 마이크로폰의 감도 검사장치를 이용한 마이크로폰의 감도 검사방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 주파수별 음압 오차율은, 상기 제2고정부재에 형성된 제3통공들에 각각 기준 마이크로폰을 결합시킨 다음, 일측의 기준 마이크로폰의 주파수별 음압값을 타측의 기준 마이크로폰의 주파수별 음압값으로 나눈 값에서 1을 뺀 절대값을 백분율로 환산하여 산출하는 것을 특징으로 하는, 마이크로폰의 감도 검사장치를 이용한 마이크로폰의 감도 검사방법.

Description

마이크로폰의 감도 검사장치 및 이를 이용한 마이크로폰의 감도 검사방법{MICROPHONE SENITIVITY INSPECTION APPARATUS AND MICROPHONE SENITIVITY INSPECTION METHOD USING THE SAME} 본 발명은 마이크로폰 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 마이크로폰들의 감도를 동시에 정밀하게 검사할 수 있는 마이크로폰 감도 검사장치에 관한 것이다. 일반적으로, 마이크로폰(microphone)은 외부의 음성신호를 전기신호로 변환하는 장치로서, 이동통신 단말기, 정보통신기기, 보청기 등의 의료기기 및 소형화된 스마트 센서나 정밀기기 등에 널리 사용되고 있다. 이러한 마이크로폰은 제조가 완료되거나, 수명 및 환경으로 인하여 사용 중 주기적인 검교정이 요구되는 경우, 마이크로폰의 감도(V/Pa)가 기준 규격의 상한과 하한의 범위 내에 있는지를 확인하는 검수과정을 필수적으로 거치게 된다. 하지만, 종래에는 마이크로폰 감도 검사를 각 마이크로폰 마다 개별 공정으로 수행하고 있어 검사시간이 많이 소요되고, 다수의 검수장비를 구비하여야 할 뿐만 아니라, 외부의 소리 유입이나 전자기파의 반사를 막기 위해 흡음재로 만든 무향실(無響室, ANECHOIC CHAMBER)내에서 검사가 이루어져야 하므로 검사설비를 갖추는데 지나치게 많은 비용이 소요되는 문제점이 있었다. 아울러, 무향실의 특성상 음원이 쉽게 분산되기 때문에 음원의 출력이 낮은 저주파 영역의 경우에는 감도 검사가 정상적으로 이루어지기 힘들다는 문제도 있다. 도 1은 본 발명에 따른 마이크로폰의 감도 검사장치의 단면도이다. 도 2는 본 발명에 따른 마이크로폰의 감도 검사장치의 우측면도이다. 도 3은 마이크로폰의 감도 검사장치를 이용한 마이크로폰의 감도 검사방법을 나타내는 순서도이다. 도 4는 본 발명을 구성하는 신호분석기가 산출한 검사대상 마이크로폰의 주파수별 감도를 나타내는 그래프이다. 도 5는 각 위치별로 산출한 검사대상 마이크로폰의 주파수별 음압 오차율을 나타내는 그래프이다. 본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 아울러, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 예컨대, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 아울러, "포함한다" 또는 "구비한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 아울러, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명함에 있어, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 명료성을 위하여 가능한 중복되지 않게 상이한 부분만을 주로 설명한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 마이크로폰 감도 검사장치는 챔버(100)와, 상기 챔버(100)의 일측단에 설치되는 주파수발생기(200)와, 상기 챔버(100)의 타측단에 설치되는 기준 마이크로폰(300)과, 상기 기준 마이크로폰(300)과 함께 챔버(100)의 타측단에 설치되는 검사대상 마이크로폰(400)과, 상기 주파수발생기(200)에 연결된 신호발생기(500)와, 상기 기준 마이크로폰(300)과 검사대상 마이크로폰(400)에 연결된 신호분석기(600)를 포함한다. 상기 챔버(100)는 외부로부터 소음이 유입되는 것을 방지하고 균일한 음원의 전달을 위하여 밀폐된 곡면체 구조를 가진다. 본 실시예에서는 상기 챔버(100)가 일측에서 발생된 주파수 대역 신호를 타측으로 균일하게 전달하도록 양단이 폐쇄된 동일 직경의 원통 형상으로 형성된 것을 예를 들어 도시하였으나, 이에 국한될 필요는 없다. 상기 챔버(100)의 일측단에는 주파수발생기(200)가 밀착 결합되는 제1고정부재(110)가 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 제1고정부재(110)는 주파수발생기(200)와 연통되는 제1통공(111)이 형성된다. 그리고, 상기 챔버(100)의 일측단에는 제1통공(111)에 대응되는 제2통공(101)이 형성된다. 따라서, 상기 주파수발생기(200)는 제1통공(111)과 제2통공(101)을 통해 챔버(100)와 연통된 상태로 설치가 용이하게 이루어진다. 아울러, 상기 챔버(100)의 타측단에는 제2고정부재(120)가 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 제2고정부재(120)는 기준 마이크로폰(300)과 검사대상 마이크로폰(400)들이 착탈 가능하게 끼워져 결합되는 복수의 제3통공(121)이 형성된다. 그리고, 상기 챔버(100)의 타측단에는 각 제3통공(121)에 일대일로 대응되는 제4통공(102)들이 형성된다. 따라서, 상기 기준 마이크로폰(300)과 검사대상 마이크로폰(400)들은 제3통공(121)과 제4통공(102)을 통해 챔버(100)와 연통된 상태로 설치가 용이하게 이루어진다. 한편, 기준 마이크로폰(300)과 검사대상 마이크로폰(400)들의 용이한 설치를 위하여, 상기 제3통공(121)에는 상기 기준 마이크로폰(300)과 검사대상 마이크로폰(400)들이 밀착되게 끼워지는 별도의 결합구(130)가 부착될 수도 있다. 상기 주파수발생기(200)는 챔버(100) 내부로 주파수 대역 신호를 발생시키는 장치로서, 스피커일 수 있다. 상기 기준 마이크로폰(300)은 이미 감도를 알고 있는 기성품이며, 챔버(100) 내부를 통과한 주파수 대역 신호를 수신한다. 이와 같은 상기 기준 마이크로폰(300)은 챔버(100)의 타측단에 단일로 설치된다. 상기 검사대상 마이크로폰(400)은 감도를 검사하고자 하는 제품으로서, 챔버(100) 내부를 통과한 주파수 대역 신호를 수신한다. 상기 검사대상 마이크로폰(400)은 챔버(100)의 타측단에 기준 마이크로폰(300)과 함께 적어도 하나 이상 설치된다. 본 실시예에서는 주파수 대역 신호를 왜곡됨 없이 수신할 수 있도록 상기 검사대상 마이크로폰(400)을 중앙에 배치하고, 검사대상 마이크로폰(400)들 사이의 주파수별 음압 오차율이 최소화되도록 상기 검사대상 마이크로폰(400)들이 기준 마이크로폰(300)을 중심으로 동일 반경 상에서 일정간격을 두고 배치된 것을 예를 들어 도시하였으나, 이에 국한될 필요는 없고, 주파수 대역 신호의 왜곡 및 주파수별 음압 오차율이 최소화되는 위치라면 기준 마이크로폰(300)과 검사대상 마이크로폰(400)들의 배치 형태는 얼마든지 달라질 수 있다. 상기 신호발생기(500)는 주파수발생기(200)에 연결되어 주파수발생기(200)에 요구되는 주파수 대역 신호 및 전력을 제공한다. 상기 신호분석기(600)는 검사대상 마이크로폰(400)과 검사대상 마이크로폰(400)에 연결되어 기준 마이크로폰(300)이 수신한 주파수 대역 신호와 검사대상 마이크로폰(400)이 수신한 주파수 대역 신호를 대비하여 검사대상 마이크로폰(400)의 감도를 산출한다. 이와 같이 구성된 본 발명의 마이크로폰의 감도 검사장치를 이용하여 마이크로폰의 감도를 검사하는 방법을 설명한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 먼저, 신호발생기(500)를 통해 주파수발생기(200)를 구동시켜 주파수 대역 신호를 챔버(100) 내부로 발생시킨다.(S1) 주파수발생기(200)에 의하여 챔버(100)의 일측단에서 발생된 주파수 대역 신호는 챔버(100)의 타측단으로 균일하게 전파되며, 챔버(100)의 타측단에 설치된 기준 마이크로폰(300)과 검사대상 마이크로폰(400)에 의해 주파수 대역 신호의 수신이 이루어진다.(S2) 그리고 신호분석기(600)가 기준 마이크로폰(300)이 수신한 주파수 대역 신호와 검사대상 마이크로폰(400)이 수신한 주파수 대역 신호를 대비하여 검사대상 마이크로폰(400)의 감도를 산출한다.(S3) 즉, 상기 신호분석기(600)는 이미 알고 있는 기준 마이크로폰(300)의 감도를 이용하여 주파수별 챔버(100) 내 음압을 산출한 다음, 산출된 주파수별 챔버(100)내 음압을 이용하여 검사대상 마이크로폰(400)의 주파수별 감도를 산출하는 것이다. 이때, 상기 신호분석기(600)는 아래의 수학식 1과 같이, 기준 마이크로폰(300)이 수신한 주파수 대역 신호의 크기를 이미 알고 있는 기준 마이크로폰(300)의 감도로 나눈 값을 주파수별 챔버(100) 내 음압으로 산출한다. 그리고, 상기 신호분석기(600)는 아래의 수학식 2와 같이, 검사대상 마이크로폰(400)이 수신한 주파수 대역 신호의 크기를 산출된 주파수별 챔버내 음압으로 나눈 값을 검사대상 마이크로폰(400)의 주파수별 감도로 산출한다. 도 4는 본 발명을 구성하는 신호분석기가 산출한 검사대상 마이크로폰의 주파수별 감도를 나타내는 그래프로서, 산출된 검사대상 마이크로폰(400)의 주파수별 감도가 기준 규격의 상한과 하한의 범위 내에 있으면 양품으로 판정한다. 한편, 상기 주파수발생기(200)가 주파수 대역 신호를 챔버(100) 내부로 발생시키기 이전에,