电声测试技术讲义

AWA6122型智能电声测试仪原理和应用以及驻波法吸声系数的测量钱利军（杭州爱华仪器有限公司，浙江杭州，310007）目录1、仪器的原理和组成2、各种电声器件（扬声器、受话器、话筒（MIC）、传声器）的测试方法和条件3、驻波管法吸声系数的测量31、材料的吸声系数32、相关标准33、测量过程34、注意事项4、仪器的推广应用和发展方向41、声级计声频频响的测试4. 2、AWA6122+双通道电声测试仪用于传声器、MIC的测试43、双通道数字信号分析仪1 仪器原理和组成11 仪器概述AWA6122 型智能电声测试仪是杭州爱华仪器有限公司在台式个人计算机基础上开发 的多功能电声测试仪器。只要配合相应的软件及电声测试专用配件（仿真嘴、仿真耳等）就 可以完成对扬声器、受话器、耳机、话筒、耳机话筒组合件等电声性能的测试。本测试仪由 三部分组成：专用测试配件，专用电子测量线路，数据处理单元，如图（1）所示。专用测 试配件可根据仪器测试的需要选择前置放大器、声压型测试电容传声器、自由场型测试电容 传声器、仿真头架、仿真耳、仿真嘴、仿真耳固定架、仿真嘴固定架、电话机手柄固定架等。 专用电子测量线路包括正弦波信号源，测量放大器（放大，检波，模数转换电路），测试驻 极体传声器用可编程电源。数据处理单元和相应的测试软件完成数据的各种处理，显示，存 储，打印等功能。目前，根据仪器的用途，细分为下列型号：A）AWA6122S 型，专用于扬声器测试。B）AWA6122R 型，专用于受话器测试。C）AWA6122M 型，专用于传声器、咪头、送话器测试。D）AWA6122C 型，专用于送受话器组合件测试。E）AWA6122A 型，专用于配合驻波管测量材料的吸声系数。数 据 处 理 单 元数据处理信 号 源电路自由场型测试传声器负载电阻IF可编程电源专用测试配件图（1）12 各组成部分介绍121 专用测试线路部分专用电子测试线路包括频率源（正弦波信号源）线路，测量放大器线路，可编程电源。 它们都安装在台式个人计算机内部，通过计算机主板上的ISA扩展插槽与主机连接。A）正弦波信号源部分信号源采用DDS （直接数字相位合成）技术来实现。如图（2）所示。波表为一个ROM, 内已贮存了一个周期正弦波各相位的数值，当波表的地址线性增加时其数据线上将输出正弦 波每个相位下的数值到数模转换器（D/A）,然后通过低通滤波器后转成纯正的正弦波信号。 如图所示，计算机通过频率锁存器、可编程定时器和幅度锁存器可以控制频率源的频率和幅 度。个人计算机接口D/A可编程定时器低 通 滤 波图（ 2）B）测量放大器部分 如图（3）所示，测量放大器由下列部分组成：多路输入信号选择开关、量程切换开关电信号测试传声器 . 被测话筒k1/10信号源片多路选择开关量程开关跟踪滤波个人计算机接口控制锁存器模数转换A/D线性，对数有效值检波滤波选择开关跟踪带通滤波器，有效值检波器，模数转换器等。计算机可同过接口控制模拟开关，并从模 数转换器读取采样数据。图（3）C）可编程电源部分 可编程电源用来提供被测驻极体话筒的工作电流，采用 D/A 控制电源输出的直流电压 值，再将被测话筒上的电流转换为电压并放大，提供A/D取样。122 数据处理单元 本设备以台式个人计算机（工控机）为数据处理单元，可通过键盘进行操作，从模数转 换器采到的数据可由计算机处理显示，也可由打印机打印或软盘储存。为了保证输出的模拟 信号的功率、信号纯度及本设备的测量下限，在计算机中加入一个人40W的电源以提供前 置放大器的工作电压及频率源的功放工作电压。123 专用测试配件A）测试用声源部分 （包括仿真嘴、耦合腔型声源、测试用音箱）仿真嘴是用以替代人嘴发声的声源，主要用来测量送话器、传声器的灵敏度频率响 应，要求经过呀缩后，在 100Hz10000Hz 频率范围内输出声压的频率响应保持平恒。B）仿真耳（IEC318耳、IEC711耳）部分仿真耳是用来代替人耳接收声信号的耦合腔，目前主要有IEC318耳、IEC711耳两 种，IEC318耳要求符合GB/T7614 （IEC60318-2）标准要求，它是一种测听耳机用的宽频带 仿真耳。IEC711耳主要用于耳塞型耳机的测试，要求符合IEC60711-1981 （等同于IEC60318-5）。应注意：仿真耳应配套半英寸声压型测试传声器和前置放大器一起使用。C）测试传声器部分 测试传声器对应不同的应用场合应选择不同的类型，自由场型测试传声器用来测试扬 声器的灵敏度，而声压型的传声器一般配合仿真耳使用。2 各种电声器件特性和测试方法和条件各种电声器件的测试方法和测试条件一般与其本身的实际应用有关。比如，扬声器一般安装在音箱中，在一个较大的空间中使用，所以在测试标准中规定要用障板，并在自由场 中测试。而受话器一般安装在电话机手柄中，紧贴耳朵使用，所以测试标准中规定需要紧贴 仿真耳测试。2 1 扬声器211 测试声场按国标GB/T9396-1996扬声器主要性能测试方法规定，扬声器的灵敏度频率响应曲 线应在自由声场，远场条件下测试。理想自由场为一个没有障碍物的自由空间。在图（4） 中，传声器处的声压值为：P = AxSIN（兀 /r）x （、汀2 + a2） 一 r）当声压与测试距离的倒数成正比时（即P=K* （1/r）,称为远场。一般来说，远场条件为：rd且rdA2/A （d为扬声器直径，a为扬声器半径，r为扬声器 到测试传声器之间的距离，入为声波波长）。A）障板和消声箱障板和消声箱的作用主要为隔离扬声器背面产生的倒相声波，减少倒相声波对正相声波 的绕射干扰，以利于测量扬声器低频的真实灵敏度。扬声器测试标准（国标、IEC推荐）中的 障板尺寸如图（5）所示。在实际测量时，可根据扬声器的尺寸和自由场的条件，减小测试 传声器和被测扬声器之间的距离，以达到操作方便和减少环境噪声的干扰的目的。同时也可 以减小障板的尺寸。通过方便的线性换算（修正）得到被测扬声器在1 米距离下的灵敏度曲 线。口：一个手机上使用的扬声器，直径为10mm,在20Hz至20kHz之间，在100mm远 处已能满足远场条件（即：图（4）中的r=100mm，d=10mm）。在该距离测到的灵敏度曲线 减去20dB就得到被测扬声器在1米距离下的灵敏度曲线。由于场地限制，在生产线上一般采用消声箱测试扬声器的频响。对于消声箱的尺寸， 在国标中没有规定，用户可根据测试情况来确定相应的尺寸和扬声器与测试话筒之间的距 离。一般来说，扬声器与测试话筒的距离与消声箱的边长之比应小于1： 3。而且越小越好。如：扬声器与测试话筒的距离为18 厘米，则测试用消声箱的长、宽、高都应大于48 厘米。 并且除了放置扬声器的一面外（测试话筒正对的一面），其余五面都应覆盖吸声材料（如海 绵，吸音石棉等）尽量减少声波的反射。放置扬声器的孔位应如图（5）所示，偏离中心位 置。本公司提供适用于小口径扬声器测试的消声箱，如图（6）所示（侧边长为500mm）。1650mm1350mm图（5）B）测试信号AWA6122 智能电声测试仪用正弦波信号测试。测试信号输出幅度，扫频范围，扫频速度 都可根据要求设置。212扬声器主要指标测试AWA6122 智能电声测试仪在配套扬声器测试软件时，主要可以测试扬声器的灵敏度频 率响应曲线，阻抗频率响应曲线，二次谐波失真度曲线，三次谐波失真度曲线和F0等指标 并自动判断其灵敏度频响曲线是否在容许范围（容框）内。扬声器测试界面如图（7）所示。A） 灵敏度频响曲线测试 扬声器灵敏度应在自由场中测量，测试话筒应固定在扬声器的正前方，加载的信号电压 及测试话筒与扬声器之间的距离应由相应的测试要求（如国标，厂标等）决定，仪器在信号 输入接口（测试话筒）应连接测试传声器，信号输出接口连接被测扬声器。校准测试传声器 的灵敏度。按vF2键使箭头指向灵敏度测量。如果仪器“启动测量”设置为“人工”，则按Enter键开始一次扫频测量，屏幕的频响 框上显示当前灵敏度频响曲线。扫频结束后，屏幕上方显示被测器件1kHz的灵敏度。当容 框设置为“无框”时，屏幕不显示频响容框，其余选项将显示频响容框，如果超出设置的容 框范围，仪器将显示红色的“BAD”，表示不合格。否则显示绿色“GOOD”表示合格。B）阻抗频率特性曲线及F0 测试扬声器阻抗时，扬声器正面应没有障碍物。本仪器采用定压法测试阻抗，参考电阻为0.25Q，用此方法测试组抗时得到的F0比较准确。按VF2键使箭头指向阻抗测量，如果 仪器“启动测量”设置为“人工”按vEnter键开始一次扫频测量，屏幕的频响框上显示当 前阻抗频响曲线。扫频结束后，屏幕上方显示被测器件选定频率点的阻抗值和该器件的F0。C）二次谐波测试测试扬声器二次谐波时，扬声器的固定及仪器的接线与灵敏度测试一样。按F2键使 箭头指向二次谐波测量。如果仪器“启动测量”设置为“人工”按vEnter键开始一次扫频 测量，屏幕的频响框上显示当前灵敏度频响曲线及二次谐波曲线。扫频结束后，屏幕上方显 示被测器件1kHz的灵敏度，和1kHz的二次谐波。D）三次谐波测试与二次谐波测量类似，仪器与灵敏度测量一样接线，按F2键使箭头指向三次谐波测 量。如果仪器“启动测量”设置为“人工”按vEnter键开始一次扫频测量，屏幕的频响框 上显示当前灵敏度频响曲线，及三次谐波曲线。扫频结束后，屏幕上方显示被测器件1kHz 的灵敏度，和1kHz的三次谐波。图（7）22 传声器（话筒）221 试声场和声源 与扬声器测试相同，在测试传声器（话筒）灵敏度频率响应曲线时，应满足自由场远 场的条件。测试用声源一般采用音箱或仿真嘴。本公司提供的仿真嘴的测试频率范围为100Hz16kHz （不大于94dBSPL）,由于仿真嘴的发声口直径为20mm,所以在其工作频 率范围内，在参考轴上离参考点正前方40mm处即可满足远场条件。在生产线上一般用仿 真嘴作声源测试传声器（话筒）灵敏度频率响应曲线。如果需要测试传声器（话筒） 更宽的频率范围的灵敏度频率响应曲线（如：20Hz20kHz）,则需要一个宽频带音箱作为声源。相应地，需要拉开音箱和被测传声器之 间的距离（如1m），以满足远场条件。在这种情况下一般应在消声室中测试，减小反射波 对测试结果的影响。在声源压缩校准时，仿真嘴和音箱与测试传声器的相对位置分别如图（8）、图（9）所示，仿真嘴和测试传声器之间的距离一般为40mm,音箱和测试传声器 之间的距离一般为1000m m。校准完毕后将被测传声器固定在原校准用测试传声器位置进 行测试。对于电容式测试传声器的灵敏度频率响应曲线可采用静电激励器，由 AWA6122 智能 电声测试仪配套专用外围电路和静电激励器测试电容式测试传声器灵敏度频率响应曲线 的装置已在本公司应用。图（9）音箱频响压缩222、传声器（话筒）主要指标测试AWA6122 智能电声测试仪在配套使用传声器（话筒）测试软件时，主要可以测试传声 器（话筒）的灵敏度频率响应曲线，驻极体传声器工作电流等指标，并可根据测试结果分 类。传声器（话筒）测试界面如图（10）所示。在开始测试前应按仪器背后标明的提示连接主机电源线、显示器电源线、显示器信号线， 在信号输出口接声源（仿真嘴、音箱等），在信号输入口接测试话筒（校准时），在被测话筒 端连接被测话筒（正常测量时），在测有源话筒（咪头）时应在负载电阻端插上相应的电阻 在测无源话筒（电磁动圈话筒等）时负载电阻端应开路。由于测试用的声源频响一般不是一条直线，应使用测试传声器将测试声源频响压缩校准，测试声源和测试传声器的相对位置由 测试要求规定。校准完毕后，将校准用的测试传声器移除，被测传声器（话筒）固定到原测 试传声器位置，即可开始测试。按En ter键开始一次测量，如果此时的电流值小于设定的 电流，则在按第二次En ter键时加以确认。如果此时的电流值大于设定的电流，则输出线 的极性取反，按第二次En ter键时加以确认。如果电流符合设定值，则开始一次扫频，屏 幕的频响框上显示当前频响曲线及频响合格框。屏幕上方显示被测话筒1kHz的灵敏度，及 100Hz、5kHz 处与 1kHz 处的灵敏度相对值。屏幕的下方按设定的分类进行统计。0Z/09/Z005丄 18：Z5：5Z 丿AUA61ZZ智能电声测试仪灵敏度0）：灵敏度dk）:灵敏度（乐）:Num Lock:单频F1：1S分監T：开始 F3:消道F吊忤备图（10）PgUp/PgDn:幅度F?:模式FM:還出仪器在测量状态下按Ct rl+U键可选择全指向话筒或单指向话筒测量。在全指向话筒 测量时，屏幕的右上角显示“0MNID. M（全向手动）”。此时仪器的所有操作与上面介绍相 同。在单指向话筒测量时，屏幕的右上角显示“ UNID.（单指向）”。此时屏幕在“Sens.（lk）:XXX.X dB（lkHz灵敏度:XXX.X dB）” 下方显示“Rev. Sens.:XXX.X dB（反向灵 敏度:XXX.X dB）”，箭头指向 “Sens.（lk）:XXX.X dB（1kHz 灵敏度:XXX.X dB） ”。此时按 下Enter键，屏幕开始正向灵敏度扫频测量，频响曲线为白色。扫频结束后显示1kHz的灵 敏度，箭头指向“ Rev. Sens.:XXX.X dB（反向灵敏度:XXX.X dB） ”。此时将话筒旋转180 度反向放置，再次按下En ter键，屏幕开始反向灵敏度扫频测量，频响曲线为绿色。扫频 结束后，显示话筒1kHz处正向灵敏度与反向灵敏度的差值，然后根据仪器设定的条件将被 测话筒分类归档。如果该话筒的单指向性不合格。则仪器将其归入F.BAD栏目中。2 3受话器、耳机测试AWA6122智能电声测试仪在配套受话器测试软件时，主要可以测试受话器的灵敏度频 率响应曲线，阻抗频率响应曲线，二次谐波失真度曲线，三次谐波失真度曲线和F0等指标。AUA61ZZ型智能电声测试仪受话器0Z/Z3/Z005J 10:57:48 图（11）图（12）受话器测试界面和扬声器测试界面类似，如图（11）所示。仪器的接线及操作和扬声器的测 试基本一样，主要区别是：受话器和耳机的各项电声指标必须紧贴仿真耳测试，如图（12） 所示。由于受话器的额定阻抗一般远大于扬声器的额定阻抗，所以在测试受话器（耳机） 阻抗频率响应曲线时采用的参考电阻为10Q。2 4 耳机话筒组合件测试AWA6122 智能电声测试仪在配套耳机话筒组合件测试软件时，主要可以测试耳机（受 话器）灵敏度频响曲线，话筒灵敏度频响曲线，驻极体话筒工作电流等指标。测试界面如图（13）所示。一般用电话机测试架或仿真耳、仿真嘴固定架作为耳机话筒组合件的测试夹具。 在开始测量前，应首先对仿真耳中测试传声器的灵敏度和声源（仿真嘴）的频响进行校 准，仪器的信号输入口应连接测试传声器，信号输出端连接被测耳机（受话器），仿真嘴端 连接声源（仿真嘴、扬声器或音箱等），被测话筒端连接被测话筒，负载电阻端插上选用的 负载电阻盒（对于驻极体话筒）。被测话筒应按要求固定在测试声源轴线的正前方，对于耳 机话筒组合件上的话筒一般用仿真嘴固定架测试，对于电话机手柄应固定在电话机测试架上 测试。按En ter键开始一次测量，则开始一次扫频，屏幕的频响框上分别显示当前耳机及 话筒频响曲线和对应的频响合格框。屏幕上方显示被测耳机及话筒1kHz的灵敏度。对于驻 极体话筒可同时显示其工作电流。0Z/09/Z005 AUA61ZZ AUTOMATIC ELECTRO-ACOUSTICAL TEST IMS. REC._TRAMS.*= ZO ： 1Z ： 13 Model:Mo. : R_Sens. (Ik) ： T_Sens. (Ik)：Output_Signal:CHOO mUsingle speed : 005 ms signal mode : 1/48 OctF1：CALIB. FZ：MODIF F3：MEM0R F4：PRIMT F5:SETUP F6:CLEAR F7：M0DE F1O：EXIT图（13）3 驻波管法吸声系数的测量31 材料的吸声系数，吸声系数是描述吸声材料吸声本领的物理量，它被定义为：被吸声材料吸收的声能 和入射声能之比，通常用符号 a 表示。测量材料吸声系数的测试方法主要分三类：声波导管 法，自由场法和混响室法。前两个方法所测的是吸声材料的垂直入射（或斜入射）的吸声系 数，后者所测得的是吸声材料的无规入射吸声系数。用驻波管法测量材料垂直吸声系数简单 而且经济，现代声学测量用的驻波管结构参见图（14），其主要部分是一根内壁光滑，截面 均匀的管子，管子的末端装以被测材料的样品，由扬声器向管子辐射的声波在管中以平面波 方式传播，理论上可以证明，如故管中声波传播的频率与管子横截面几何尺寸满足下列关系 时，则只有沿管轴传播的平面波。f（1.84/ n）*（C/D）（对于圆管）fC0/2L（对于方管）式中D为圆管直径；L为方管边长；C0为空气中的声速。平面波在材料表面反射回来，其结果是在管中建立了驻波声场，从材料表面算起管中 出现了声压极大和极小的交替分布，利用可移动的探管传声器接收，在测试仪器上测出声压 极大与极小的声级差（或极大值与极小值的比值）便可确定垂直入射吸声系数。虽然音频信 号源输给扬声器的是单频电信号，但扬声器发出的并不一定是纯音，所以在接收端必须进行 滤波才能除去不必要的高次谐波分量。由于要满足在管中传播的声波为平面波和必要的声压 极大值、极小值数目，常设计有低、高频二种尺寸和长度的驻波管，分别适用于不同的频率 范围。123451被测材料管（试件筒）2驻波管（L、S两种）3音箱 4探测小车 5导轨 图（14）测试原理：在声波的频率满足关系f（1.84/n）*（C/D ）时，圆管只能传播平面声波，声波从试0 件表面反射回来，在管中形成驻波。管内的任意一处的总声压可写成：p=pi+pr 吸声系数可根据下式计算：a=4*S/（S+1）2式中： a 为吸声系数S 为驻波比，即声压极大值与极小值间的相对比值。 如果直接读出的是声压极大值和极小值间声压级之差，则吸声系数根据下式计算： a=4*10（L/20） /（10（L/20） +1） 32 相关标准与驻波管法吸声系数测量相关的标准如下：1、GBJ88-85驻波管法吸声系数与声阻抗 率测量规范2、GB/T18696.1-2004声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第1部分： 驻波比法。在后一个标准中强调了应采用离开试件表面最近的一个谷点（声压极小值）和 该谷点后侧（离开试件一侧）最近的一个峰点（声压极大值）来计算该试件的吸声系数。按 此标准的要求，驻波管的长度必须大于测量下限信号波长的1/2。我公司常规供货的长度为1 米，对于其他尺寸需要定制。在下文中主要按照后一个标准的要求介绍仪器的使用。33 测量过程331 测量前的准备A）根据要求测量的频率，选择安装低频（频率低于1900Hz）或高频（频率高于1500Hz） 驻波管。在按装低频管时应使用配套的支架支撑探管，以保证探管的平直，且在管的中心位 置。道轨和驻波管应尽量在同一平面上。B）安装试件应尽量按照试件筒的直径提取测试样品作为试件，使得试件能比交紧密地和试键桶壁相结合，如果有空隙区应用油脂密封，避免声泄漏。同时在安装时应避免挤压试件。用户可根 据需要移动试件筒内的钢板，用来调节试件后的空气柱。这样可使得测量结果和实际效果更 加接近。C）上电前应按仪器背后标明的提示连接主机电源线、显示器电源线、显示器信号线， 在信号输出口用信号输出线连接驻波管中的音箱，在测试传声器端口连接测试话筒，测试话 筒通过话筒连接器旋到探测小车上。仪器主机背后连线如下图所示：(1) (4) (3)（5）（6）（2）1）、主机电源 （2）、信号输出（连接音箱）（3）、测试传声器（4）显示器 （5）、打印机（6）、键盘图（15）332 仪器界面 在运行相应的软件后，仪器屏幕显示如图（16）所示，图中的频率位置可根据需要输入信号的频率和幅度。按F9键可显示测量结果的坐标图，也就是试件的吸声系数频响曲线图。再按Esc键可返回到图（16）界面。J屋霉器聲:频詁噹詹密F4：稚卩光倉鶴05/19/Z003AUA61ZZ型智能电声测试仪U= 03:34:47 =U 频率Z峰谷峰谷峰谷100 Hz 1000 mU声级朋距离mmZGO Hz3414 nU声级册距离mm315 Hz 7464 mU声级册距富mm450 Hz 7777 mU声级册距离mm630 Hz 1Z34 mU声级册距离mm800 Hz 1Z34 mU声级朋距富mm900 Hz 4444 mU声级册距离血10G0 Hz1000 mU声级册018.7距离mm1400 Hz1Z34 mU声级朋距离mmZ000 Hz1Z34 mU声级册距离mm图（ 16）333 获取结果A） 输出信号设置 用户应根据所需要测量的频率范围要求及驻波管规定的频率范围，设置仪器输出信号的 频率。根据测量到的声压级峰值、谷值设置仪器输出信号的幅度。要求测量到的声压级峰值 不超过136dB，测量到的声压级谷峰值不小于50dB。B） 读取声压级峰谷值（以下操作时，Num_Lock指示灯必须熄灭。）1）将固定探管的滑块移到和音箱紧贴位置。2）移动仪器屏幕上的光标，到所要测量的频率的第一个谷值位置，缓慢移动固定驻波 管的滑块，同时读取光标位置显示的声压级，将滑块停在声压级为一个极小值的位置。此位 置即为谷值位置，输入此时滑块所在位置的刻度。3）移动仪器屏幕上的光标，到所要测量的频率的第一个峰值位置，缓慢移动固定驻波 管的滑块，同时读取光标位置显示的声压级，将滑块停在声压级为一个极大值的位置。此位 置即为峰值位置，输入此时滑块所在位置的刻度。4）移动仪器屏幕上的光标，到所要测量的频率的第二个峰值位置、第二个谷值位置， 或到所要测量的频率的第三个峰值位置、第三个谷值位置。重复2）条和 3）条操作。可以 测量到第二个峰谷值和第三个峰谷值。此条不是必须的，如果无第二、第三峰谷值则只按照 第一组数据计算结果，否则按照平均值计算。5）重复 1）条、2）条、3）条、4）条操作可以测量到各个频率点的声压级峰谷值。O!iz 19/00L 09:33 55 丄I感前燈型智能电声測试仪| |图（17）C ） 计算吸声系数在测量到各个频率点下的声压级峰谷值后，按F7键可计算各个频率对应下的吸声 系数（如果仪器已设置了密码，则必须正确输入密码才能计算）。34 注意事项341 在测量时应保证试件筒和驻波管之间紧密安装，无声泄漏。342 空管驻波比与对试件测量所得的相应值相比较，至少要高5 分贝。4 仪器的推广应用和发展方向41 声级计声频频响的测试国家质量监督检验检疫总局在 2002 年 9 月 13 日发布了新的声级计计量检定规程 JJG188-2002，以替代原检定规程JJG188-1990和JJG699-1990。新规程中规定，“在 声级计提供的频率计权和频率响应上，至少有一个应进行声信号和电信号检定，其他的频率 计权和频率响应可使用声信号或电信号的一种。”其中的电信号检定方法与旧规程类似。声 信号检定的方框图见图（2），图中的标准传声器和被检声级计相互替换。同时新规程规定，“对500Hz及500Hz以上的频率，声信号检定应在自由声场中进行，对500Hz以下的频率， 声信号检定可在一个封闭耦合腔中进行。”（更详细的规定请参见新规程的7.1.3.3、7.1.3.4 条。）由于消声室和耦合腔中的声源（扬声器）所产生的声压是随着频率变化的，要使它在 一定频率范围内保持恒定相对来将比较困难。如果使用传统的信号发生器和测量放大器来测 量声级计的频响，在声级计的传声器旁放置一只标准传声器接收声源的声信号，再反馈到信 号发生器进行压缩，虽然可以保持声源产生的声压稳定，但是，标准传声器的存在使被测声 级计放在声场的影响被人为去掉，这显然不合理。因此，在新的检定规程中特别讲到在每一 个测试频率要先用标准传声器测量声源的声压级，再将被测声级计的传声器放在标准传声器 原来所在位置。由于声源在每一个测试频率产生的声压是不同的，因此，对各个测试频率要 不断调节信号发生器的输出。这样反复更换标准传声器与声级计，再反复调节信号发生器的 输出，操作会非常费时费力，这也是许多计量检定人员最感困惑的事。针对这个情况，我公 司在现有的产品“AWA6122型智能电声测试仪”的基础上开发了一套声级计频响自动测量 系统，用来检测我公司生产的全系列声级计。目前本公司一直在正常使用。4. 2、AWA6122+双通道电声测试仪用于传声器、MIC的测试AWA6122+型双通道电声测试仪的测量部分采用了双路信号放大和数字检波电路，数 字检波电路是我公司设计开发并具有专利的一款模拟信号输入、RS232接口对数数字输出的 电路，其动态范围大于80dB，频率范围10Hz20kHz,准确度1级，目前主要在我公司声级 计上应用。图18是该仪器配合有源耦合腔用于测试电容传声器测试的示意图，从图18IT 印 机数 据 处 理 单 元数据处理数字检波福电路A-Ei专用电子测星 电路数字 检波双通道龟声测试仪和有源耦 一个正弦信号，加载至 的声压级。A通道（实验室标准传声器）、B通道（十算机的数据处理单元,图18中可知，仪器控制信号源产生经信号放大数字检波后送到试电容合腔工作示意图J有源耦合腔上，耦合腔内产生 测试电容传声器测同时测量此声压级, 仪器上同时读取两个通道对应的数值,一个对应且：L =L +L +G -94DA.P. SA.AL =L +L +G -94DB.P. SB.B1）2）l ） - （ 2 ）则：LDAi-LDBi=LSAi-LSBi+GA-GBL =L +G -G -L +L3）SBi SAi A B DAi DBi4）以以上等式中A L：为耦合腔内各频率对应的声压级，单位为dBSPL（OdB以20 m Pa为参 考）；Lsa.为A通道实验室标准传声器各频率对应的灵敏度级（已知），单位为dBV/Pa； LDA. 为A通道各频率对应仪器读数（单位为dB）； Ldb.为B通道各频率对应仪器读数（单位为 dB） DB.级。GA和GB分别为A和B通道信号增益，单位为dB； 94表示1Pa声压对应94dB声压AB为：仪器两个通道的增益相同，即GA-GB近似为0误差小于O.ldB，故等式（4）可转化ABLSB.=LSA.-LDA.+LDB.（ 5）通过以上步骤可得到B通道测试电容传声器各频率对应的灵敏度级 Lsb.（单位为 dBV/Pa），也就是该测试电容传声器的频响。在实际测试中，由于仪器的测试上限为 而数字检波器的动态范围为80dB，故在测试时应控制信号源的输出，使得有源耦合腔内的 声压级为54dB到134dB之间。用此方法可避免静电激励器测试时存在的缺点。驻极体传声器的工作原理如图19所示，需要一个直流电压“Vcc”供电，图中“Vo” 表示该驻极体传声器接收声信号对应的输出电信号。对于不同规格型号的驻极体传声器 “Vcc”和“电阻”值有不同的要求。为此仪器中专门设计了一个由D/A控制的可编程直流 电源电路作为驻极体传声器的工作电压，图 19 中的“电阻”可通过仪器接口外接（这部分 电路在图 18中没画出）。rrn合 口.134dB，IH电容驻极体传八器图19驻极体传声器的工作原理和测试电容传声器比较，驻极体传声器在测量时不需要前置放大电路。将图 18 中 A 通道实验室标准传声器更换成一个频响已知的测试电容传声器,B通道测试电容传声器位置 （包含前置放大器部分）更换成被测驻极体传声器，配合仪器中可编程电源电路作为被测驻 极体传声器的工作电源，将图19中的“Vo”端连接到图18中的B通道“信号放大”的输 入端，也可以按等式（5）得到该被测驻极体传声器的频响。由于测试电容传声器的频响、 稳定性指标远高于仿真嘴、声源的指标，故用此方法可大大提高测试结果的准确性，减少仪 器的校准次数，使测试操作更加简单方便，提高生产效率。43、双通道数字信号电声测试仪该仪器目前正在开发阶段，除了包含以上仪器的功能外，更加丰富了软件功能，包括采用传递函数法实现吸声系数的测量。使得各种测量更加方便快捷。附件：仪器照片