万典华 WAN Dian-hua；万伏初 WAN Fu-chu

（广东万喜至工业设计有限公司，广州 510000）

0 引言

随着现代电子技术的迅猛发展，电子产品的功能不断增强，但也伴随着电磁兼容性（EMC）的挑战。为确保电子产品在不同环境下的正常工作并避免对周围电磁环境造成干扰，EMC测试变得愈发重要。升降式双屏蔽层测试箱是EMC测试中的重要工具，用于模拟电子设备在各种电磁环境下的工作情况。本研究旨在针对传统测试箱的一些局限性，设计和研发一种新型的升降式双屏蔽层测试箱。该测试箱集成了先进的自动化控制技术，旨在提高测试效率、精确性和便捷性。研究包括设备整体架构、驱动与移动机构、控制系统与自动化功能等多个方面的设计与优化。特别关注的是噪音控制、屏蔽效果和音频性能的优化，以确保测试箱在真实工作环境下的可靠性。通过此项研究，力求为电子产品的EMC测试提供更高水平的解决方案，满足不断提高的技术和法规标准。

1 升降式双屏蔽层测试箱的设计与结构

1.1 设备整体架构

升降式双屏蔽层测试箱的设计与结构如图1所示。

图1 升降式双屏蔽层测试箱

首先关注整体架构，它包括了以下几个关键部分。

1.1.1 机壳与显示器支架该测试箱的外部由坚固的机壳（机壳1）构成，机壳的后侧壁上装配了一个显示器支架（显示器支架7）。这个支架的存在使得测试箱的用户能够根据实际需求，自由地调整显示器的位置，以便获得最佳的操作和视野角度。

1.1.2 上测试箱主体与下测试箱主体测试箱内部包含了上测试箱主体（上测试箱主体21）和下测试箱主体（下测试箱主体22）。上测试箱主体位于下测试箱主体的上方，两者之间的相对移动设计构成了升降式的结构。这个设计使得测试箱可以根据需要上下移动，为不同高度的测试或操作提供了灵活性。见图2。

图2 升降式双屏蔽层测试箱设备中其中一个测试箱组件结构示意图

1.1.3 屏蔽结构与承托板屏蔽结构是测试箱的核心组成部分，它由两层屏蔽结构组成：第一层屏蔽结构由上测试箱主体构成，第二层屏蔽结构由下测试箱主体构成。这两层屏蔽结构的存在是为了防止外部无线信号对内部音频测试数据的干扰。此外，在上测试箱主体的外侧壁上，安装了一个承托板（承托板26），它的滑动设置在支撑滑轨（支撑滑轨24）内，支撑滑轨的形状呈U形，安装在下测试箱主体的外侧壁上，提供了上测试箱主体升降运动的支撑[1]。

1.2 驱动与移动机构

为了实现测试箱的升降功能，设计了以下关键机构。

1.2.1驱动气缸与支撑滑轨驱动气缸（驱动气缸23）位于支撑滑轨内，安装在下测试箱主体的外侧壁上。气缸臂（气缸臂25）与气缸相连，并通过承托板连接在上测试箱主体的下端面上。当驱动气缸工作时，气缸臂的运动会引发上测试箱主体的升降运动，从而实现升降功能。

1.2.2 噪音检测仪与降噪机构在上测试箱主体的下端面上设置了噪音检测仪，它用于感知上测试箱主体和下测试箱主体之间的噪音强度。当噪音超过一定阈值时，噪音检测仪会触发驱动气缸工作，使上测试箱主体相对下测试箱主体上升，减小噪音干扰。

此外，降噪机构位于上测试箱主体上，包括一号通孔和密封塞。一号通孔开设在封堵罩上，密封塞与喇叭相抵接。当噪音较大时，密封塞会脱离喇叭，以加速降噪过程，减小噪音对测试的干扰[2]。

1.2.3 电磁铁与导向复位组件在支撑箱内，设置了电磁铁（电磁铁411），它与导向复位组件（导向复位组件410）相互作用。导向复位组件包括导向复位杆、导向复位筒和导向复位弹簧。这个机构的作用是为电磁铁的运动提供导向和支撑，确保其正常工作。支撑箱内部结构如图3所示。

图3 升降式双屏蔽层测试箱设备中支撑箱内部结构示意图

1.3 控制系统与自动化功能

整个测试箱设备还包括了一个控制系统，以实现自动化功能和监测系统状态。

1.3.1 中央处理器与传感器测试箱设备内置了中央处理器，它与各个部件的传感器连接，实时监测和控制设备的状态。这个控制系统负责协调升降运动、噪音控制和其他自动化功能[3]。

1.3.2 自动升降功能与噪音控制控制系统使测试箱能够实现自动升降功能，根据噪音检测仪的数据，智能地控制驱动气缸工作，以及触发降噪机构的操作。这些功能有助于提高测试箱的性能和精度，确保音频测试数据的准确性。

综上所述，升降式双屏蔽层测试箱设备的设计与结构充分考虑了实用性、稳定性、安全性和美观性等因素。通过自动化控制系统，它提供了更灵活的测试环境和更精准的测试数据，适应了现代音频产品测试的需求。

2 升降式双屏蔽层测试箱的性能优化

在升降式双屏蔽层测试箱的性能优化方面，将重点关注以下两个关键方面。

2.1 噪音控制与降噪效果评估

2.1.1 噪音检测仪的性能首先，需要关注测试箱内噪音的控制和评估。噪音检测仪作为性能优化的关键组件之一，需要具备高精度和高灵敏度。对于噪音检测仪的性能，将进行以下评估：

灵敏度测试：通过模拟不同噪音水平的场景，评估噪音检测仪的灵敏度，确保其可以准确地感知到噪音的变化。

频率响应测试：测试噪音检测仪在不同频率范围内的响应，以确保它对各种频率的噪音都能进行有效检测。

2.1.2 降噪机构的效果分析其次，需要评估降噪机构的效果，以确保它能够有效减小噪音干扰。效果分析包括：

降噪前后对比测试：在模拟测试环境中，记录降噪前和降噪后的噪音水平，并评估降噪机构在不同噪音条件下的实际效果。

降噪机构响应时间测试：检测降噪机构的响应时间，确保它可以快速启动以应对突发噪音。

2.2 屏蔽层设计与精准性测试

2.2.1 音频数据的精确性与稳定性为了进行精准性测试，需要优化屏蔽层的设计，确保测试箱内的音频数据具有高度的精确性和稳定性。具体措施包括：

屏蔽材料选择：选择高效的屏蔽材料，以减少外部无线信号的干扰。通过测试不同材料的屏蔽性能，选择最适合的材料。

内部布局优化：优化测试箱内部的布局，以减少音频信号传输路径的长度，降低信号损失，提高音频数据的稳定性。

定期校准：定期对测试箱进行校准，确保音频数据的精确性。使用标准音频源进行校准，以验证测试箱的准确性。

2.2.2 外部环境无线信号屏蔽效果最后，将重点评估测试箱对外部环境无线信号的屏蔽效果，以确保测试环境的稳定性和独立性。这方面的评估包括：

外部信号干扰测试：在测试箱内进行音频测试时，监测外部无线信号对测试结果的干扰情况，并采取措施来降低这种干扰。

信号隔离效果测试：评估测试箱内部屏蔽结构对外部无线信号的隔离效果，确保测试结果不受外部信号的影响。

综上所述，升降式双屏蔽层测试箱的性能优化需要关注噪音控制、降噪效果、音频数据的精确性与稳定性以及外部环境无线信号的屏蔽效果。通过针对这些关键方面的优化和评估，可以确保测试箱在音频测试中提供高质量和可靠的性能。

3 自动化控制系统的实际应用

在升降式双屏蔽层测试箱中，自动化控制系统的实现和优化是关键的，它可以提高操作便捷性、效率和精确性。以下是有关自动化控制系统的实现的详细内容。

3.1 应用场景

在音频设备制造和质量控制领域，需要对各种音频产品进行测试和评估，以确保其性能符合标准和规范，这包括扬声器、耳机、音响系统等各种音频设备的性能测试。

3.2 功能结构

升降式双屏蔽层测试箱设备采用了先进的自动化控制技术，具备以下功能结构：

升降结构：设备内含有升降结构，允许用户根据测试需求调整测试箱的高度。这种升降设计能够适应不同尺寸和类型的音频设备，无需额外的测试环境调整。

双屏蔽层：测试箱内设有双层屏蔽结构，包括上测试箱主体和下测试箱主体，以最大程度地隔离外部噪音和干扰。这确保了音频测试的准确性和稳定性。

噪音检测仪：配备了噪音检测仪，可以感知测试过程中的噪音干扰。当噪音达到一定水平时，噪音检测仪将触发自动化控制系统。

降噪机构：在上测试箱主体上设置了降噪机构，包括一号通孔和密封塞，以有效减小内部噪音水平。当噪音超过可接受水平时，降噪机构将迅速介入，提高测试的可靠性。

警示机构：设备内设置有警示机构，包括推拉杆和旋转组件。当测试箱升降过程中，警示机构可以发出警报声，提醒操作人员注意安全。

3.3 应用流程

升降式双屏蔽层测试箱设备在音频测试中的应用流程如图4。

图4 应用流程图

设备准备：将待测试的音频设备放置在测试箱内，确保设备适应测试空间。

启动测试：启动测试箱的自动化控制系统，包括噪音检测仪。

噪音检测：噪音检测仪不断监测测试箱内部的噪音水平。如果噪音超过设定的阈值，系统将触发下一步操作。

升降调整：根据噪音检测的结果，自动化控制系统会调整测试箱的高度，即升降式测试箱的升降结构会根据需要运动。这将使上测试箱主体与下测试箱主体之间的距离适应性地调整，以减小噪音干扰。

降噪操作：同时，降噪机构也会介入工作，确保测试过程中的噪音最小化。

测试结果记录：在测试完成后，系统将记录测试结果，包括音频性能参数和任何异常情况。

安全警示：如果在测试过程中出现异常或需要注意的情况，警示机构将发出声音或光信号，提醒操作人员。

4 实际应用结果

4.1 音频频率响应测试

使用升降式双屏蔽层测试箱设备，对一款新型扬声器进行了音频频率响应测试。测试结果显示，该扬声器在不同频率下的声音输出水平保持了高度的一致性，频率响应曲线非常平滑。

频率范围：20Hz-20kHz；

最大音频失真率：小于1%；

频率响应均匀性：小于0.5dB。

4.2 噪音干扰测试

在测试箱内模拟了噪音干扰情况，然后通过升降式双屏蔽层测试箱设备进行测试。测试结果表明，测试箱内的降噪机构能够有效减小外部噪音对测试的影响。

外部噪音水平：80dB；

使用降噪机构后的内部噪音水平：小于45dB。

4.3 升降速度测试

测试了测试箱的升降速度以及响应时间。结果显示，测试箱能够在噪音检测仪触发后快速调整高度以减小噪音干扰。

升降速度：每秒可升降10厘米；

响应时间：小于1秒。

4.4 警示机构测试

测试了警示机构的工作效果，包括声音和光信号。在模拟测试中，当噪音水平升高到危险水平时，警示机构发出警报，提醒操作人员采取必要的安全措施。

警示声音响度：85dB；

警示光信号：红色闪烁灯。

4.5 实际应用结果总结

通过使用升降式双屏蔽层测试箱设备进行音频测试，获得了高度准确和可靠的测试数据。该设备在不同频率下的音频频率响应测试中表现出色，具有较低的音频失真率和频率响应均匀性。此外，降噪机构的应用有效减小了外部噪音对测试的干扰，保证了测试数据的可靠性。

测试箱的升降速度和响应时间非常快，可以根据需要迅速调整高度，减小噪音对测试的影响。警示机构的工作效果也得到了验证，确保了操作人员的安全。

综合而言，升降式双屏蔽层测试箱设备在音频测试领域的实际应用结果表明，它能够为音频设备的质量控制提供高度准确和稳定的测试环境，为产品研发和生产提供了可靠的数据支持。这种设备在音频行业中的应用具有重要的意义，能够提高音频产品的性能和可靠性，满足市场需求。

5 结束语

升降式双屏蔽层测试箱的设计与自动化控制技术研究是电子产品领域的一项重要工作。本研究通过详细的设计和实验，成功开发了一种性能卓越的测试箱系统，具有优化的噪音控制、卓越的屏蔽效果以及出色的音频性能。这一成果不仅提高了电子产品的EMC测试效率，还为电子产品的研发和制造提供了更可靠的保障。未来，将继续努力，不断改进和完善升降式双屏蔽层测试箱系统，以适应不断演进的电子产品和电磁兼容性测试需求。这将有助于推动电子科技的进步，确保现代电子设备在各种环境中能够高效稳定地运行，同时也有助于维护电磁环境的整洁和安宁。