原创 工厂管理 – 听声音，辨优劣！一探QC中的声学测试应用及分析 (上篇)

一般我们常听到的[声学]，更准确一点地来说是电声学(Electroacoustics），电声学涉及到耳机、麦克风、音响等声音系统的声音重建和录制的设计。是一种专门研究声电交互转换的原理和技术，同时也包含了声音信号的接收、储存、加工、传递、测量、播放及应用的声学分支。

而提到电声学，免不了要谈到声学的测量。在业界，通常会使用Soundcheck来进行声学测量。Soundcheck是由Listen公司所开发及编写的音频或者电声的测试软件，需要搭配硬件方能组成一个完整的测试系统。只要是涉及到音频或者电声的测试，都可以使用 Soundcheck进行测试。可以使用Soundcheck测试的产品有：音响，耳机，话筒，电话，手机等。

图片出处：Listen, Inc.

只要是涉及到音频或者电声的测试，都可以使用 Soundcheck进行测试。可以使用Soundcheck测试的产品有：音响，耳机，话筒，电话，手机等。

随着人们对声学产品(音频装置)的了解越来越深，对相关产品的播放及收录音质要求也就越来越高，现在的消费者对音响设备的最低要求已经不仅仅是停留在过去那种「只要能够正常播放/收录声音」的这个基本认知上，更多的是对播放/收录音质方面的高度检视。此时工厂对于产品的检测就不能只是简单地依赖作业员的人耳，轻易地判定音质的好或坏，取而代之的则是分析方式更加专业，筛选过程更为严谨的声学测试。

对终端使用者而言，声学测试的最主要目的，无非就是要满足消费者对产品音质的高度需求及期待，透过声学的测试，让消费者在体验产品时所聆听到的音质是满意、悦耳且不失真。

另一方面，对制造商及生产工厂而言，声学测试可以有效地将音质出现瑕疵的问题产品拦阻在工厂内部，并实时地对缺陷进行维修及优化，最后再出货给终端使用者，让产品能符合消费者对产品的期待，确保消费者的产品体验是良好的。

在整个声学测试的过程中，声学工程师扮演着很关键的重要角色。他必须确保产品是处在稳定的测试环境中，同时是按照规格的要求来进行测试。一旦发生声学不良的状况，即会根据分析结果，责令工厂对制程、来料进行相关改善。提升示整个声学测试的良率，减少不良品流出的可能性。

• 无响箱(Chamber)的搭建。
• 根据不同的产品功能、用途及验证项目，提供声学测试环境及设备上的咨询建立，同时并计划不同的验证项目和允收标准。例如麦克风会着重在于noise/echo cancellation，喇叭的检测重点则会放在确认频率响应的曲线状况，以及非线性失真的高低。
• 待测物与录音/播放设备和监测计算机之间的连接，如何操作设备，以及设备清单的相关确认等。

测试环境搭建示意图

透过对Chamber内部进行环境测试，以确保所使用的Chamber质量良好，同时发挥该有的功能并且运作正常。正所谓工欲善其事，必先利其器，只要产品处在Chamber内进行声学测试，其精确性和可靠性就很高，也不会影响其测试结果，更能有效收到产品的播放/收录音效质量，以及是否符合消费者所追求的高音质需求。主要的测试项目有：

• 回路测试(loop test)：进行产品处在Chamber里的音频循环测试，有助于验证音频装置的输入和输出的功能和质量是否良好。
• 量测重复性与再现性测试(GRR：Gage Repeatability and Reproducibility test)，确认Chamber内部环境配置和音频设备和产品连接是否正确？声音传递是否到位(DUT与SUT之间的收放)？以及当不同的作业员在执行Soundcheck声学软件测试时, 是否能够稳定且一致性的得出同样的测试结果，而无产生任何误差？
• Chamber内的音频设备，像是参考喇叭(Ref LS: Reference LoudSpeaker)的播放是否正常？参考麦克风(Ref MIC)的收音是否正常？以及整个Chamber的隔音是否良好，外部环境噪音是否会影响到Chamber内部的测试等。

以下是当产品处于Chamber内, 进行环境测试,时所产生的音频响应/噪音分析曲线图，工程师将会根据这些测试结果，来判断产品是否能符合客户的标准。

• 电路板贴片(SMT)：从麦克风(MIC)板的贴片制程，一路到半成品运输至产线的过程，任何有可能造成麦克风板不良的制程跟进。
• 半成品组装(Sub-Assembly)：涉及到MIC板贴附于壳件的组装。包括整个组装的环境是否满足质量要求、在组装过程中如何保护MIC内部不被污染，以及有可能造成MIC不良的制程跟进。
• 整机组装(System-Assembly)：涉及到MIC板和喇叭(Speaker)的组装成一台整机，可能造成不良的制程跟进。
• 根据如上述所提到的每一道制程稽核，将结果进行记录，并准备一份稽核检查表，对整个制程进行稽核。除了确认每一批生产的质量是否良好，也可以藉由演进稽核检查表来改善制程。

• 若是工厂先前就有对声学测试的结果进行数据统计，则会将工厂的统计数据结果与现场所跟进结果来进行比对，确认是否正确一致。
• 倘若工厂没有对声学测试结果数据进行统计，此时则会去取得前几批次的量产数据来统计，以了解前几批次的声学测试良率情况，并进行比对。

良率统计表：

• 对声学测试发现的重大问题进行失效分析(FA)，根据分析的结果推动制程或者来料的改善。
• 对声学测试产生的不良品进行维修的结果统计，具体地指出问题并进行改善。
• 取得产品声学测试的LOG资料，使用软件工具进行查看，透过生成的曲线进行对比，就能抓出异常，并针对异常问题进行分析改善。