本發(fā)明涉及用于校準(zhǔn)探針的聲學(xué)負(fù)載阻抗，前述探針用于確定聲源特性。更具體地，本發(fā)明涉及確定診斷探針和助聽(tīng)器的聲源特性。

背景技術(shù)：

聲學(xué)戴維南(Thevenin)校準(zhǔn)為用于確定聽(tīng)力診斷學(xué)和助聽(tīng)器(HA)中使用的聲學(xué)探針的等效戴維南參數(shù)的方法。戴維南校準(zhǔn)是在例如聽(tīng)力診斷應(yīng)用中測(cè)量聲學(xué)時(shí)執(zhí)行的重要校準(zhǔn)步驟，這是因?yàn)樵趫?zhí)行聽(tīng)力診斷以評(píng)估潛在的聽(tīng)力損失時(shí)要求準(zhǔn)確度高。因此，在至少聽(tīng)力診斷應(yīng)用中使用的聲學(xué)探針應(yīng)在實(shí)際診斷測(cè)量之前進(jìn)行校準(zhǔn)。

聲學(xué)戴維南校準(zhǔn)確定將用于對(duì)象如受測(cè)人員的耳道中的測(cè)量的聲學(xué)探針的源特性(即源壓力和源阻抗)。從校準(zhǔn)步驟確定聲學(xué)探針的源特性使可能測(cè)量施加到探針或HA的任何負(fù)載阻抗。因而，聲學(xué)探針的戴維南校準(zhǔn)為校準(zhǔn)步驟，其通常在對(duì)象如用戶(hù)耳道中的實(shí)際測(cè)量之前執(zhí)行，例如為提供診斷目的，應(yīng)測(cè)量其阻抗。類(lèi)似地，在其它聲學(xué)應(yīng)用如音樂(lè)聲學(xué)內(nèi)，戴維南校準(zhǔn)也可在測(cè)量聲學(xué)儀器如音樂(lè)儀器的阻抗以獲得聲學(xué)儀器的性能特性之前應(yīng)用于聲學(xué)探針。

因而，在測(cè)量對(duì)象的聲學(xué)特性領(lǐng)域，通常應(yīng)意識(shí)到，在感興趣的對(duì)象的實(shí)際測(cè)量之前執(zhí)行聲學(xué)探針的戴維南校準(zhǔn)。

戴維南校準(zhǔn)方法基于向探針或HA呈現(xiàn)多個(gè)參考負(fù)載，其阻抗已知或者可分析計(jì)算。通常，這些負(fù)載為不同長(zhǎng)度的硬壁圓柱形波導(dǎo)。之后，每一波導(dǎo)中的響應(yīng)用于使用最小二乘擬合(即求解最小二乘擬合以確定源壓力和源阻抗)確定戴維南參數(shù)(即探針的源特性)。

在實(shí)踐中，該校準(zhǔn)程序?qū)Σ▽?dǎo)的分析或假定的平面波阻抗非常敏感。實(shí)際上，由探針(或HA)看到的真實(shí)阻抗(即測(cè)得的負(fù)載阻抗)因與從探針(或HA)中的窄導(dǎo)出口(如管或環(huán)形縫)到更寬的波導(dǎo)的聲音過(guò)渡相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象 而不同于分析阻抗。在接近導(dǎo)出管處測(cè)量聲壓，在測(cè)得的頻率響應(yīng)函數(shù)中引入誤差。

在聲學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，通常知道前述引入的誤差由聲學(xué)探針和施加到其的負(fù)載之間的幾何失配引起，及它們至少與隱失模式有關(guān)。因而，在感興趣對(duì)象的阻抗測(cè)量期間通常需要避免至少隱失模式的影響。

在測(cè)量真耳結(jié)構(gòu)(即聲學(xué)探管插入到受試者的耳道內(nèi))的聲學(xué)阻抗時(shí)用于避免隱失模式的一種方法已聚焦于足夠地衰減因隱失模式引起的任何局部、非傳播的聲場(chǎng)。這已通過(guò)限制外部刺激的頻率含量或者輕拉探管傳聲器、記錄受試對(duì)象中的響應(yīng)、稍微超過(guò)將聲音刺激發(fā)射到受試對(duì)象內(nèi)的探管變換器的平面而實(shí)現(xiàn)。換言之，補(bǔ)償隱失模式的一種方法是通過(guò)使聲學(xué)探針的測(cè)量傳聲器超過(guò)探針尖的平面凸出給定距離，藉此探針響應(yīng)明顯不太受隱失模式影響。該方法的主要缺點(diǎn)在于源出口和傳聲器入口之間的過(guò)多波導(dǎo)包括在源特性中，從而當(dāng)插入到不同尺寸規(guī)格的波導(dǎo)內(nèi)時(shí)導(dǎo)致校準(zhǔn)無(wú)效。

聚焦于針對(duì)幾何失配引入的誤差補(bǔ)償阻抗測(cè)量的其它方法目標(biāo)在于將修正因子應(yīng)用于對(duì)受試對(duì)象執(zhí)行的阻抗測(cè)量及隨后應(yīng)用于任何探針校準(zhǔn)程序。

如先前詳細(xì)說(shuō)明的，在本領(lǐng)域內(nèi)已知使用包括環(huán)形發(fā)聲縫隙的傳統(tǒng)阻抗探針執(zhí)行聲學(xué)波導(dǎo)的聲學(xué)輸入阻抗測(cè)量，前述縫隙假定提供恒定的體積速度。此外，用于測(cè)量輸入阻抗的聲學(xué)探針如已經(jīng)闡述的，在第一步在真實(shí)阻抗測(cè)量之前校準(zhǔn)，以獲得用于阻抗測(cè)量的聲學(xué)探針的戴維南參數(shù)(即源特性)。在隨后的第二步，校準(zhǔn)的聲學(xué)探針插入到將測(cè)量其阻抗的受試對(duì)象、裝置、另一波導(dǎo)或儀器內(nèi)。如先前描述的，真實(shí)阻抗測(cè)量，無(wú)論是在耳道中還是音樂(lè)應(yīng)用中進(jìn)行，同樣可能經(jīng)歷與聲學(xué)探針和受試對(duì)象之間的幾何失配有關(guān)的誤差。

除了已經(jīng)描述的現(xiàn)有技術(shù)方法之外，其它提出的用于補(bǔ)償測(cè)得的阻抗中的前述誤差隨后校準(zhǔn)用于測(cè)量的聲學(xué)探針的方法包括獲得的阻抗測(cè)量結(jié)果的修正。前述修正被提出通過(guò)測(cè)得的阻抗的肉眼檢查進(jìn)行，及包括與頻率成比例的虛修正因子，其被調(diào)節(jié)使得阻抗最小值放在阻抗測(cè)量中的兩個(gè)隨后最大值之間的半途。此外，與頻率的平方根成比例的真實(shí)修正因子被調(diào)整使得阻抗最小值的包 絡(luò)等于阻抗最大值的包絡(luò)。該修正幾何失配的方法對(duì)隨后用聲學(xué)探針進(jìn)行測(cè)量有一些限制。在確定校準(zhǔn)的聲學(xué)探針的修正因子時(shí)，這在具有與將要測(cè)量的對(duì)象匹配的特定幾何結(jié)構(gòu)的管中進(jìn)行。這要求將在最終的阻抗測(cè)量中進(jìn)行測(cè)量的測(cè)量裝置應(yīng)通過(guò)具有同樣直徑的管實(shí)質(zhì)上與聲學(xué)探針連接，因?yàn)樵摴茉糜诠烙?jì)修正因子。因而，該方法確定的與幾何失配有關(guān)的修正因子僅可在有限數(shù)量的實(shí)際裝置上使用，其與在探針前面修正測(cè)量期間假定的裝置具有實(shí)質(zhì)上一樣的幾何結(jié)構(gòu)。

顯然，已知的方法均與確定探針的源特性無(wú)關(guān)，這些特性在先前的校準(zhǔn)步驟中通過(guò)將環(huán)形探針?lè)旁诎霟o(wú)限波導(dǎo)中以傳統(tǒng)方式確定。校準(zhǔn)僅使用單一負(fù)載即可能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵撎结樇俣楹愣w積速度源。這相當(dāng)于在戴維南參數(shù)中假定無(wú)限源阻抗。前述校準(zhǔn)將受隱失模式的影響，但由于在非反射負(fù)載的阻抗譜中不存在阻抗最小值，相對(duì)影響將可忽略。

此外，已知的方法提出在校準(zhǔn)用于阻抗測(cè)量的聲學(xué)探針之后補(bǔ)償隱失模式，然而，對(duì)隨后的實(shí)際裝置測(cè)量有一些限制。因而，在目前的方法中，在校準(zhǔn)聲學(xué)探針時(shí)已經(jīng)引入的可能誤差未被考慮。

因此，需要提供一種解決方案，其消除或者至少減少與上面提及的探針和給定波導(dǎo)之間的幾何失配相關(guān)聯(lián)的校準(zhǔn)誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

這一及其它目標(biāo)通過(guò)提供校準(zhǔn)方法實(shí)現(xiàn)，其在將用于隨后對(duì)感興趣裝置進(jìn)行阻抗測(cè)量的聲學(xué)探針的校準(zhǔn)期間考慮施加到聲學(xué)探針的任何負(fù)載(如將要測(cè)試的裝置)的任何幾何失配。

也就是說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，開(kāi)始描述的問(wèn)題通過(guò)提供執(zhí)行探針或助聽(tīng)器的聲學(xué)戴維南校準(zhǔn)的方法解決或至少減少，其中該方法包括步驟：向?qū)⒁_定其源特性的探針或助聽(tīng)器的輸出提供多個(gè)不同的聲學(xué)負(fù)載，一次一個(gè)聲學(xué)負(fù)載。根據(jù)本發(fā)明，每一聲學(xué)負(fù)載由已知的聲學(xué)輸入阻抗(其例如可使用基于適當(dāng)測(cè)量的先驗(yàn)分析計(jì)算或確定)和另外的隨頻率而變的復(fù)數(shù)修正因子ΔZ(f) 表征。通過(guò)應(yīng)用聲學(xué)負(fù)載的該修正的輸入阻抗，探針傳聲器處的聲壓和探針注入的體積速度之間的關(guān)系(即比)可針對(duì)多個(gè)頻率正確地確定，從而獲得探針或助聽(tīng)器的、符合需要的實(shí)質(zhì)上正確的源特性。

使用該方法，實(shí)現(xiàn)了在裝置的實(shí)際阻抗測(cè)量之前已經(jīng)在聲學(xué)探針的戴維南校準(zhǔn)時(shí)考慮了因幾何失配引入探針響應(yīng)的誤差。因而，隨后使用校準(zhǔn)的探針進(jìn)行的阻抗測(cè)量將包括隱失模式的可能影響和在校準(zhǔn)期間已補(bǔ)償?shù)牧鲃?dòng)損失。

更詳細(xì)地，傳統(tǒng)的戴維南校準(zhǔn)方法基于向聲學(xué)探針提供多個(gè)不同的聲學(xué)負(fù)載(通常為不同長(zhǎng)度的波導(dǎo))。這些聲學(xué)負(fù)載的阻抗已知或者可分析計(jì)算。這些聲學(xué)負(fù)載在下面將稱(chēng)為“分析阻抗”或“參考阻抗”。本發(fā)明中描述的修正因子應(yīng)理解為直接應(yīng)用于在聲學(xué)探針的戴維南校準(zhǔn)步驟中使用的每一聲學(xué)負(fù)載。

應(yīng)注意，盡管在下面聲學(xué)負(fù)載通過(guò)聲波導(dǎo)例示，但根據(jù)本發(fā)明，聲學(xué)負(fù)載可以是任何尺寸規(guī)格和幾何結(jié)構(gòu)的腔體，只要其可應(yīng)用在根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置中。

實(shí)際上，探針看到的真實(shí)阻抗不同于分析平面波阻抗，這是因?yàn)榕c從探針或助聽(tīng)器中的窄口(如管或縫隙)到更寬的波導(dǎo)的聲音過(guò)渡相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象。如先前所述，這些現(xiàn)象由用于阻抗測(cè)量的聲學(xué)探針和聲學(xué)探針插入于其中的受試對(duì)象(如負(fù)載、波導(dǎo)、耳道等)之間的幾何失配引起。該幾何失配在測(cè)得的阻抗中引入誤差，通?？醋髯杩骨€中最小值的移位，其相較分析阻抗偏離。因而，在使用戴維南校準(zhǔn)確定探針的源特性即源壓力和源阻抗時(shí)，參考阻抗(也稱(chēng)為分析或建模阻抗)應(yīng)被修正以考慮前述失配從而隨后獲得施加到探針的聲學(xué)負(fù)載的準(zhǔn)確的阻抗測(cè)量。因此，在本發(fā)明中，“探針的實(shí)質(zhì)上正確的源特性”應(yīng)理解為在校準(zhǔn)期間考慮因聲學(xué)探針和施加到其的負(fù)載之間的幾何失配引入的任何誤差的源特性(即聲壓和體積速度)。前述根據(jù)本發(fā)明在校準(zhǔn)期間考慮任何幾何失配修正因子的戴維南校準(zhǔn)的探針可用在隨后的裝置阻抗測(cè)量中，但現(xiàn)在測(cè)量使在調(diào)查研究中由探針和聲學(xué)負(fù)載之間的幾何失配引起的影響包括在測(cè)得的阻抗中的聲學(xué)阻抗。

因而，由該幾何失配引入的誤差可通過(guò)將隨復(fù)頻率而變的修正因子(或函數(shù))應(yīng)用于在此描述的方法中使用的分析阻抗而明顯減少。也就是說(shuō)，修正因子可應(yīng)用于用于實(shí)現(xiàn)戴維南校準(zhǔn)目的的每一負(fù)載的任一分析阻抗。復(fù)數(shù)修正因子可表達(dá)為：

ΔZ(f)＝ΔZre(f)+iΔZim(f) (1)

將修正因子的實(shí)部加到分析阻抗的實(shí)部導(dǎo)致阻抗最小值的減幅變化，即阻抗最小值的Q因子減小或增大。將修正因子的虛部加到分析阻抗的虛部導(dǎo)致估計(jì)的阻抗的最小值頻移同時(shí)保持最大值。

加到分析阻抗的實(shí)部的修正因子尋求將因聲音繞銳角轉(zhuǎn)角行進(jìn)時(shí)出現(xiàn)的速度奇點(diǎn)引起的影響加到分析阻抗上。該影響主要在非常接近聲音出口測(cè)量聲壓時(shí)看到，因?yàn)樗俣葓?chǎng)的大梯度必須由動(dòng)量方程中的等效壓力降平衡。

虛修正因子尋求將隱失模式的影響加到分析阻抗上。隱失模式在聲音從狹窄過(guò)渡到更寬的波導(dǎo)時(shí)出現(xiàn)，作為疊合在平面波上的球面波傳播，順著波導(dǎo)行進(jìn)短距離。

如先前背景技術(shù)部分所述，前述復(fù)數(shù)修正因子在現(xiàn)有技術(shù)中已被加到實(shí)際測(cè)得的阻抗，不作為用于實(shí)際測(cè)量的聲學(xué)探針的戴維南校準(zhǔn)的一部分。如先前詳細(xì)說(shuō)明的，對(duì)于將確定的修正因子進(jìn)一步用在新的阻抗測(cè)量中，這至少要求確保將要測(cè)量的對(duì)象具有實(shí)質(zhì)上一樣的幾何結(jié)構(gòu)以獲得準(zhǔn)確的阻抗測(cè)量。如上所述，在聲學(xué)探針的戴維南校準(zhǔn)之后的該形式的隱失模式補(bǔ)償與本發(fā)明中描述的方法無(wú)關(guān)，這樣的修正未考慮在聲學(xué)探針校準(zhǔn)期間已經(jīng)引入的誤差。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，修正因子在迭代過(guò)程中針對(duì)每一波導(dǎo)個(gè)別地進(jìn)行調(diào)整以獲得最低的可能誤差(定義為獲得的戴維南參數(shù)估計(jì)修正的參考阻抗的能力)，其考慮插入的輕微差異從而導(dǎo)致每一波導(dǎo)的修正因子變化。用于將誤差收斂到最小值的迭代步驟的數(shù)量通過(guò)對(duì)倆修正因子應(yīng)用等于從先前校準(zhǔn)獲得的特定探針和波導(dǎo)組合的預(yù)期值的初始值而減少。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的第一實(shí)施例，上面提及的負(fù)載為相應(yīng)聲波導(dǎo)的輸入阻抗。根據(jù)本發(fā)明可使用的波導(dǎo)的非限制性例子被示出并在下面的詳細(xì)描述中描述。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的第二實(shí)施例，已知的聲學(xué)阻抗分析確定。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的第三實(shí)施例，修正因子在迭代過(guò)程中針對(duì)每一負(fù)載或波導(dǎo)個(gè)別地調(diào)整，藉此獲得最低的、因探針插入到聲學(xué)負(fù)載內(nèi)的細(xì)微差異導(dǎo)致每一波導(dǎo)的修正因子變化引起的可能誤差。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的第四實(shí)施例，誤差收斂到最小值所需的迭代步驟的數(shù)量通過(guò)對(duì)倆修正因子應(yīng)用等于從先前校準(zhǔn)獲得的特定探針和波導(dǎo)組合的預(yù)期值的初始值而減少。

根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例，隨頻率而變的復(fù)數(shù)修正因子ΔZ(f)由下面的表達(dá)式給出：

ΔZ(f)＝ΔZre(f)+iZim(f) (2)

其中：

和ΔZim(f)＝iCimf (3)

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供用于診斷探針和助聽(tīng)器的聲學(xué)戴維南校準(zhǔn)的腔體，其中該腔體具有構(gòu)造成將聲學(xué)探針或助聽(tīng)器的聲音出口連接到該腔體的探針插頭。從聲學(xué)探針的聲音出口看到的聲學(xué)輸入阻抗為已知的聲學(xué)輸入阻抗和由下述表達(dá)式給出的另外的隨頻率而變的復(fù)數(shù)修正因子ΔZ(f)的組合：

ΔZ(f)＝ΔZre(f)+iΔZim(f)

根據(jù)本發(fā)明第二方面的實(shí)施例，該腔體為具有主體部分的波導(dǎo)，主體部分包括給定長(zhǎng)度和給定直徑的內(nèi)實(shí)質(zhì)上圓柱形的通道，該通道的第一縱向端通過(guò)實(shí)質(zhì)上聲學(xué)上剛性的板終結(jié)，而在對(duì)向的第二縱向端具有構(gòu)造成用于將探針的聲音出口連接到該通道的第二縱向端的探針插頭。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面的實(shí)施例，隨頻率而變的復(fù)數(shù)修正因子由下面的表達(dá)式給出：

和ΔZim(f)＝iCimf

其中Cre和Cim為實(shí)常數(shù)，f為頻率，i為虛數(shù)單位。

應(yīng)當(dāng)理解，盡管在所述的一些實(shí)施例中，隨頻率而變的復(fù)數(shù)修正因子的實(shí)部和虛部由上面的表達(dá)式(3)給出，但根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置不限于應(yīng)用該特定修正因子。

相較于修正因子未應(yīng)用于用于阻抗測(cè)量的聲學(xué)探針的戴維南校準(zhǔn)的初始方法(即現(xiàn)有技術(shù)方法)，獲得順利得多的且精確的校準(zhǔn)。在修正因子構(gòu)成阻抗的相對(duì)較大的部分的參考阻抗最小值附近尤其如此。當(dāng)然，本發(fā)明的直接優(yōu)勢(shì)在于探針(或HA)的更精確的診斷輸出。此外，由于修正因子通常隨頻率按比例變化，在希望以非常高的頻率校準(zhǔn)時(shí)，本發(fā)明似乎起決定性的作用。在近些年，一些研究已聚焦于從單一阻抗測(cè)量推導(dǎo)不同的參數(shù)如耳道面積函數(shù)和時(shí)域反射比。許多這些參數(shù)的估計(jì)似乎大大利用增加的校準(zhǔn)精度和以較高頻率校準(zhǔn)的能力。最后，本發(fā)明理論上使能以比當(dāng)前可能的校準(zhǔn)波導(dǎo)幾何失配嚴(yán)重得多的幾何失配校準(zhǔn)特征或助聽(tīng)器。

與本發(fā)明有關(guān)的用于聲學(xué)探針的典型使用情形是在診斷上下文中將測(cè)得的聲學(xué)阻抗轉(zhuǎn)換為功率反射率或吸收率，但也可包括在失真產(chǎn)品耳聽(tīng)力發(fā)射中的刺激電平估計(jì)。對(duì)于HA，可能的使用包括使用吸收率和簡(jiǎn)化的HA驗(yàn)配監(jiān)視中耳功能，這是因?yàn)椴恍枰结槀髀暺鹘咏哪ぁ?/p>

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的各個(gè)方面將從下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述得以最佳地理解。為清晰起見(jiàn)，這些附圖均為示意性及簡(jiǎn)化的圖，它們只給出了對(duì)于理解本發(fā)明所必要的細(xì)節(jié)，而省略其他細(xì)節(jié)。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，同樣的附圖標(biāo)記用于同樣或?qū)?yīng)的部分。每一方面的各個(gè)特征可與其他方面的任何或所有特征組合。這些及其他方面、特征和/或技術(shù)效果將從下面的圖示明顯看出并結(jié)合其闡明，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)波導(dǎo)的示例性實(shí)施例的截面圖，其包括插入到圓柱形波導(dǎo)內(nèi)的探針插頭(以黑色圖示)。

圖2示出了未應(yīng)用任何修正值的校準(zhǔn)結(jié)果，其中圖2a示出了阻抗的量值，圖2b示出了阻抗的相位，及圖2c示出了對(duì)應(yīng)于四個(gè)施加的波導(dǎo)中的每一個(gè)的相對(duì)誤差的絕對(duì)值。

圖3示出了僅使用虛修正函數(shù)校準(zhǔn)的結(jié)果。

圖4示出了實(shí)和虛修正函數(shù)均被使用的校準(zhǔn)結(jié)果。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖提出的具體描述用作多種不同配置的描述。具體描述包括用于提供多個(gè)不同概念的徹底理解的具體細(xì)節(jié)。然而，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，這些概念可在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情形下實(shí)施。系統(tǒng)和方法的幾個(gè)方面通過(guò)多個(gè)不同的塊、功能單元、模塊、元件、電路、步驟、處理、算法等(統(tǒng)稱(chēng)為“元素”)進(jìn)行描述。根據(jù)特定應(yīng)用、設(shè)計(jì)限制或其他原因，這些元素可使用電子硬件、計(jì)算機(jī)程序或其任何組合實(shí)施。

參考圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的校準(zhǔn)波導(dǎo)件的截面圖，其整體上由附圖標(biāo)記1指示。該波導(dǎo)包括沿縱軸X縱向延伸的圓柱形主體部分2。在圓柱形主體部分2內(nèi)，提供構(gòu)成波導(dǎo)的腔體3，在其一端5處，具有通過(guò)第二螺紋端部7固定到主體部分2上的實(shí)質(zhì)上聲學(xué)上剛性的板6。在波導(dǎo)件1的對(duì)向縱向端4處，插入了由適當(dāng)?shù)膹椥圆牧先缦鹉z制成的探針插頭8。探針插頭8借助于第一螺紋端部9固定到波導(dǎo)件1的主體部分2。探針插頭的近端形成波導(dǎo)的輸入平面10。主體部分2可由鋁或另一適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?。阻抗測(cè)量探針(未在圖1中示出)可插入在探針插頭8中。典型的用于阻抗測(cè)量的探針將包括兩個(gè)聲音傳導(dǎo)通道，一個(gè)用于將聲音信號(hào)從適當(dāng)?shù)脑窗l(fā)射到波導(dǎo)3內(nèi)，一個(gè)用于將聲音從波導(dǎo)傳導(dǎo)到測(cè)量傳聲器。探針插頭使探針尖端(在其處來(lái)自聲音發(fā)射源的聲音進(jìn)入波導(dǎo)并由測(cè)量傳聲器拾取)能精確地放置成與波導(dǎo)腔體3的輸入?yún)⒖计矫纨R平。

探針正確地放在每一校準(zhǔn)波導(dǎo)中很重要。根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例，使用一組四個(gè)長(zhǎng)度分別為1.2cm、1.45cm、1.75cm、2cm的波導(dǎo)，所有波導(dǎo)的直 徑均為4mm。為獲得明確的波導(dǎo)長(zhǎng)度，探針必須精確地放置成與波導(dǎo)的輸入平面10齊平。這通過(guò)圖1中所示的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。

在根據(jù)本發(fā)明的方法中，例如四個(gè)波導(dǎo)中的每一個(gè)均用在聲學(xué)探針的戴維南校準(zhǔn)中，其中至少一復(fù)數(shù)校正因子應(yīng)用于這些波導(dǎo)的每一參考阻抗。因而，在該例子中，至少四個(gè)探針響應(yīng)用在隨后的最小二乘擬合誤差優(yōu)化中以獲得用于測(cè)量的聲學(xué)探針的最佳源特性。這樣，聲學(xué)探針在對(duì)感興趣的裝置進(jìn)行實(shí)際阻抗測(cè)量之前校準(zhǔn)，以考慮參考阻抗中的任何誤差，這些誤差至少由聲學(xué)探針和施加到其的負(fù)載之間的可觀程度的幾何失配引起。

下面的圖2、3和4示出了應(yīng)用本發(fā)明原理的有利效果的例子。所示結(jié)果對(duì)應(yīng)于四個(gè)不同的波導(dǎo)。

圖2示出了未應(yīng)用任何修正函數(shù)的校準(zhǔn)結(jié)果。圖2a示出了估計(jì)的阻抗12相較于對(duì)應(yīng)的參考阻抗11的量值，其基于四個(gè)不同長(zhǎng)度的波導(dǎo)的實(shí)際測(cè)量。圖2b分別示出了估計(jì)的和對(duì)應(yīng)的參考阻抗14、13的相位。圖2c示出了對(duì)應(yīng)于四個(gè)施加的波導(dǎo)中的每一相應(yīng)波導(dǎo)的相對(duì)誤差的絕對(duì)值15。如從圖2c明顯看出的，未應(yīng)用任何修正函數(shù)的校準(zhǔn)因探針和波導(dǎo)之間的幾何失配導(dǎo)致非常大的誤差。從圖2a可明顯看出的是，聲學(xué)探針和波導(dǎo)之間的幾何失配在阻抗測(cè)量的最小值方面引入實(shí)質(zhì)的移位，該移位在未進(jìn)行修正時(shí)將導(dǎo)致明顯的阻抗誤差。

根據(jù)本發(fā)明，源自上面提及的失配的大誤差通過(guò)應(yīng)用復(fù)數(shù)隨頻率而變的修正因子修正：

ΔZ(f)＝ΔZre(f)+iΔZim(f)

其中f為頻率，i為虛數(shù)單位。該修正應(yīng)用于對(duì)用于聲學(xué)探針的戴維南校準(zhǔn)的波導(dǎo)執(zhí)行的阻抗測(cè)量。

根據(jù)Fletcher et al.(2005)，其提出使用復(fù)數(shù)修正因子ΔZ(f)的下述實(shí)部和虛部：

和ΔZim(f)＝iCimf

然而，特別應(yīng)注意的是，本發(fā)明不限于使用上面的修正函數(shù)ΔZre(f)和ΔZim(f)。此外，還應(yīng)注意，F(xiàn)letcher et al.中描述的方法并未公開(kāi)從戴維南校準(zhǔn) 確定聲學(xué)探針的任何源特性，而這些源特性將用于隨后的測(cè)量。而是，F(xiàn)letcher的方法暗示前述戴維南校準(zhǔn)在第一步驟中執(zhí)行，在任何進(jìn)一步的阻抗測(cè)量之前。因而，任何幾何失配的修正應(yīng)用于具有指定幾何結(jié)構(gòu)的特定負(fù)載，由此，確定的修正因子實(shí)質(zhì)上僅可應(yīng)用于類(lèi)似幾何結(jié)構(gòu)和/或尺寸規(guī)格的裝置，如先前詳細(xì)說(shuō)明的。

相反，在此描述的方法已經(jīng)在將用于隨后的測(cè)量的聲學(xué)探針的戴維南校準(zhǔn)期間應(yīng)用復(fù)數(shù)修正因子。這樣，確保在探針的揚(yáng)聲器出口處的聲學(xué)體積速度和校準(zhǔn)期間使用的傳聲器入口處的聲壓之間的比準(zhǔn)確得多地建模，而不是簡(jiǎn)單地使用平面波阻抗。與Fletcher et al.相反，隨后的未知的聲學(xué)負(fù)載的阻抗測(cè)量將包括所有這些效果。

現(xiàn)在參考圖3，示出了僅使用虛修正函數(shù)ΔZim(f)＝iCimf的校準(zhǔn)結(jié)果。每一參數(shù)均針對(duì)每一波導(dǎo)優(yōu)化以考慮探針插入的輕微差異。圖3a示出了與對(duì)應(yīng)的參考阻抗16比較的、估計(jì)的阻抗17的量值。圖3b示出了估計(jì)的和對(duì)應(yīng)的參考阻抗的相位。圖3c示出了對(duì)應(yīng)于四個(gè)施加的波導(dǎo)中每一相應(yīng)波導(dǎo)的相對(duì)誤差19的絕對(duì)值。從圖3c可以明顯看出，阻抗最小值現(xiàn)在成一直線，誤差明顯減小，但對(duì)于從-90到+90度的更急劇的相位變化，估計(jì)的阻抗中的最小值更深。這表明由流動(dòng)損失引起的減幅量。

圖4示出了使用實(shí)和虛修正函數(shù)和ΔZim(f)＝iCimf的校準(zhǔn)結(jié)果。圖4a分別示出了估計(jì)的和參考阻抗的量值20(它們?cè)趫D中實(shí)際上重合)。圖4b示出了估計(jì)的和參考阻抗的相位21。圖4c示出了對(duì)應(yīng)于四個(gè)施加的波導(dǎo)中每一相應(yīng)波導(dǎo)的相對(duì)誤差的絕對(duì)值22。從圖4c可以明顯看出，減幅已被足夠地考慮，及誤差已下降到極低的水平。

上面的例子無(wú)疑地證明了通過(guò)將復(fù)數(shù)、隨頻率而變的修正因子應(yīng)用于參考阻抗在估計(jì)的阻抗中大幅減小在聲學(xué)探針的戴維南校準(zhǔn)期間已經(jīng)引入的誤差的能力。特別應(yīng)注意的是，應(yīng)用上面所示的具體修正函數(shù)僅構(gòu)成例子，本發(fā)明的范圍不限于該例子。

對(duì)于在此描述的方法，應(yīng)當(dāng)理解的是，由聲學(xué)探針和施加到其的任何負(fù)載之間的幾何失配引入的誤差的修正可通過(guò)使校準(zhǔn)誤差最小化而在校準(zhǔn)期間修正。從而，探針傳聲器上的壓力相對(duì)于探針注入的體積速度的比被建模，而不是平面波阻抗。然而，隨后的阻抗測(cè)量包括這些效果因而未用該方法補(bǔ)償。

總而言之，該方法包括步驟：

-提供用于在裝置、儀器或其它感興趣對(duì)象的阻抗測(cè)量中使用的聲學(xué)探針；

-提供一組幾何結(jié)構(gòu)不同且具有已知分析阻抗和/或測(cè)得的波導(dǎo)阻抗的波導(dǎo)；

-將聲學(xué)探針插入到每一波導(dǎo)中，對(duì)于每一波導(dǎo)建模聲學(xué)阻抗，將復(fù)數(shù)修正因子加到所述建模阻抗(也稱(chēng)為已知或分析阻抗)；

-使用具有修正因子的建模阻抗求解用于隨后的阻抗測(cè)量的聲學(xué)探針的戴維南參數(shù)(即源特性)，其中在針對(duì)每一波導(dǎo)確定修正因子的每一迭代步驟中，戴維南參數(shù)通過(guò)使系統(tǒng)的最小平方誤差函數(shù)最小化進(jìn)行計(jì)算以確定導(dǎo)致最低校準(zhǔn)相對(duì)誤差的一組修正因子；

-最后，使用所述修正的戴維南校準(zhǔn)，任何聲學(xué)阻抗可測(cè)量為從聲學(xué)探針看到的阻抗，這意味著隱失模式和流動(dòng)損失的可能影響包括在該測(cè)量中。

應(yīng)注意，復(fù)數(shù)修正因子的初始猜測(cè)可應(yīng)用于該模型以加速校準(zhǔn)建立。

應(yīng)意識(shí)到，本說(shuō)明書(shū)中提及“一實(shí)施例”或“實(shí)施例”或“方面”或者“可”包括的特征意為結(jié)合該實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本發(fā)明的至少一實(shí)施方式中。此外，特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中適當(dāng)組合。提供前面的描述是為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┰诖嗣枋龅母鱾€(gè)方面。各種修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見(jiàn)，及在此定義的一般原理可應(yīng)用于其他方面。

權(quán)利要求不限于在此所示的各個(gè)方面，而是包含與權(quán)利要求語(yǔ)言一致的全部范圍，其中除非明確指出，以單數(shù)形式提及的元件不意指“一個(gè)及只有一個(gè)”，而是指“一個(gè)或多個(gè)”。除非明確指出，術(shù)語(yǔ)“一些”指一個(gè)或多個(gè)。

因而，本發(fā)明的范圍應(yīng)依據(jù)權(quán)利要求進(jìn)行判斷。