T5AI 语音盒子声学性能测试

1. 环境搭建

1.1. 安装 Python 3.8.0

请前往 Python 官方网站: Python。

Python 3.8.0 (64-bit) Setup 界面说明:

• Install Now: 使用默认设置安装 Python。
• Customize installation: 选择安装选项以启用或禁用功能。
• Includes IDLE, pip and documentation: 包含 IDLE、pip 和文档。
• Creates shortcuts and file associations: 创建快捷方式和文件关联。
• Install launcher for all users (recommended): 为所有用户安装启动器 (推荐)。
• Add Python 3.8 to PATH: 将 Python 3.8 添加到 PATH 环境变量。

1.2. 设置系统环境变量

1. 在系统属性 > 高级设置中,找到环境变量。
2. 在系统变量下,选择 Path 并编辑。
3. 单击 新建,并将 python.exe 和 pip.exe 程序的路径添加到环境变量中。例如以下路径(注意用您的实际用户名替换路径中的用户名):
   • C:\Users\用户名\AppData\Local\Programs\Python\Python38\
   • C:\Users\用户名\AppData\Local\Programs\Python\Python38\Scripts\

1.3. Python 安装包

• 播放/录音 (audio_uart_dump.py) 安装包:

  python -m pip install --upgrade pip
  pip install pyserial

• 信号分析 (audio_test.py) 安装包:

  pip install numpy
  pip install soundfile
  pip install scipy
  pip install matplotlib

1.4. 安装音频分析软件 Audacity

请前往 Audacity 官方网站: Audacity。

2. 测试前准备

2.1. DUT 固件要求

新发布的 T5 软件支持声学测试,例如新软件编译出来的固件: tuyaos_demo_ai_toy_QIO_evb1.0.5.bin。

2.2. 工具接线说明

工具: USB转 UART 板,用于 PC 与待测设备的命令通讯。

接线方法: 串口板连接到产品的 RX0、TX0、GND。

图片描述: 第一张图片展示了一个 TUYA 品牌的 USB 转 UART 适配器。第二张图片展示了 T5AI-EVB 开发板,它通过连接线与 UART 适配器相连,开发板上有屏幕和多个接口。

2.3. Python 脚本

请参考以下脚本:

• audio_uart_dump.py
• audio_test.py

3. 测试说明

3.1. 开始测试

打开 Windows 的命令提示符,进入 audio_uart_dump.py 文件夹运行 Python 脚本。

命令提示符示例:

d:
cd D:\Test\T5AI-EVB
python audio_uart_dump.py

命令提示符输出说明:

• 显示可用串口列表,例如: COM6 Silicon Labs CP210x USB to UART Bridge (COM6)。
• 提示选择串口号。
• 显示已打开的串口和波特率,例如: 已打开串口:COM6,波特率:2M。
• 列出支持的命令及其说明。

3.2. 测试命令

3.2.1. 命令说明

3.2.2. 播放的音频信号说明

举例说明:

• bg 1 500 : 播放 500 Hz 的正弦波信号
• volume 70: 设置音量为70%

bg 3 默认21个频点,频率和时长如下表:

bg 3 对应的文件: Sweep_7500-50Hz-21pt.xlsx

4. 声学性能测试和分析

4.1. 功放输出测试

测试内容: 输出功率、频响、底噪、THD。

方法: 通过 audio_uart_dump.py 产生测试信号,再用音频分析仪或示波器测量功放的输出信号。

4.2. MIC 测试

测试内容: 幅值、底噪、频响、THD 测试。

方法: 在消音室内用人工嘴外播测试信号,通过 audio_uart_dump.py 录音并转存 Mic 声道的音频文件,使用 Audacity 分析音频文件。

4.3. Ref 测试

测试内容: 幅值、底噪、频响、THD。

方法: DUT 自播自录,通过 audio_uart_dump.py 产生测试信号,录音并转存 Ref 声道的音频文件,使用 Audacity 分析音频文件。

4.4. Audacity 导入音频的方法

1. 在 Audacity 中,单击 文件(F) > 导入 > 原始数据。
2. 在“导入原始数据”窗口,按照如下图所示进行配置:

图片描述: Audacity 软件界面显示了“文件”菜单展开,并选中了“导入”下的“原始数据”选项。导入原始数据窗口显示了编码、字节序、声道、开始偏移、总计要导入和采样率等配置项。

4.5. 使用 audio_test.py 分析音频信号 (可选)

打开 Windows 的命令提示符,进入 audio_test.py 文件夹,运行 Python 脚本,例如:

d:
cd D:\Test\T5AI-EVB\audio_test
python audio_test.py --micl test_1k_mic.pcm --ref test_1k_ref.pcm --test_case 1k_single

audio_test.py 说明:

• 命令:

  python audio_test.py --micl dump_mic.pcm --ref dump_ref.pcm --test_case 1k_single

• 参数:

  参数	说明
  mic1	测试音频文件
  ref	参考音频文件
  test_case	测试选项,有: 1k_single、white_noise、silence

不同文件对应不同测试项:

测试项说明:

命令提示符输出示例 (测试结果):

开始测试
直流偏置(DC Offset):
dc offset: 通过
dc offset: 通过
Micl: -0.000052, Ref: -0.000042
总谐波失真(THD):
THD:通过
THD:通过
Mic1: 0.0059, Ref: 0.0017
结束测试