电声测试技术讲义
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扬声器和扬声器系统电声参数及测量方法音响测试——电声参数及测量方法扬声器和扬声器系统电声参数及测量方法——扬声器和扬声器系统电声参数一、额定阻抗和阻抗曲线为了确定信号源加给扬声器(或扬声器系统)的电功率,常常用一个纯电阻来替代该扬声器(或扬声器系统)作负载,这个纯阻即称为扬声器(或扬声器系统)的额定阻抗,它的数值由制造厂规定,是用于计算和馈给扬声器电功率的基准.通常,该值为额定频率范围内可得到大功率的阻抗模的低值,或高于些阻抗模低值的 20%的任何值.扬声器阻抗随频率变化的特性,称为扬声器阻抗特性,而这条响应曲线称为扬声器阻抗曲线。
从阻抗曲线上可以测量扬声器的谐振频率、振动系统的 Q 值、佳匹配的阻抗以及高频感抗部分的变化情况,这对扬声器和信号源的匹配、扬声器的低频设计以及扬声器箱的设计等都是很重要的参数,常用额定阻抗和阻抗曲线来表征扬声器的阻抗特性。
二、频率响应在自由场条件下,相对于参轴和参考点的规定位置上,以恒压法或恒流法测得扬声器的输出声压级随频率的变化,称之为扬声器频率响应。
当以曲线表示时,称此曲线为频率响应曲线,简称频响曲线。
频率响应是扬声器的重要性能参数之一,它反映扬声器对不同频率的电信号转换成声幅射的能力。
根据不同用途来选用扬声器时,首先要考虑的是频率响应以及与其相关的有效频率范围和不均匀度。
如对高保真扬声器,则要求频率响应平直,频率范围宽,不均匀度小,对一般收音机和电视机用扬声器,因其低频受箱体的限制,高频受电噪声的影响,频率响应不要求太宽。
三、灵敏度(级)在规定的频率范围内,在自由场条件下,相当于馈给扬声器额定阻抗上 1W 粉红噪声信号的电压时,在其参考轴上距离参考点 1m 处所产生的声压,称之为扬声器特性灵敏度。
一般简称扬声器灵敏度,单位为Pa/1W 1m。
当用分贝来表示扬声器特性灵敏度时,则称特性灵敏度级,单位为 Db/1W•1m。
四、有效频率范围在扬声器的频率响应曲线上,比在灵敏度大区域的一个倍频程带宽的平均灵敏度低某一规定值(通常为 10dB)处划一水平直线,与频率响应曲线相交的上下频率所包围的频率范围。
电声器件的检测经验(一)扬声器的检测1.估测扬声器的好坏用1节5号干电池(1.5V),用导线将其负极与扬声器的某一端相接,再用电池的正极去触碰扬声器另一端,正常的扬声器应发出清脆的“喀、喀”声。
若扬声器不发声,则说明该扬声器已损坏。
若扬声器发声干涩沙哑,则说明该扬声器的质量不佳。
将万用表置于R×1档,用红表笔接扬声器某一端,用黑表笔去点触扬声器的另一端,正常的扬声器应有“喀喀”声,同时万用表的表针应作同步摆动。
若扬声器不发声,万用表指针也不摆动,则说明音圈烧断或引线开路。
若扬声器不发声,但表针偏转且阻值基本正常,则是扬声器的振动系统有问题。
2.估测扬声器的阻抗一般扬声器在磁体的商标上有额定阻抗值。
若遇到标记不清或标记脱落的扬声器,则可用万用表的电阻档来估测出阻抗值。
测量时,万用表应置于R×1档,用两表笔分别接扬声器的两端,测出扬声器音圈的直流电阻值,而扬声器的额定阻抗通常为音圈直流电阻值的1.17倍。
8Ω的扬声器音圈的直流电阻值约为6.5~7.2Ω。
在已知扬声器标称阻值的情况下,也可用测量扬声器直流电阻值的方法来判断音圈是否正常。
3.判断扬声器的相位扬声器是有正、负极性的,在多只扬声器并联时,应将各只扬声器的正极与极极连接,负极与负极连接,使各只扬声器同相位工作。
检测时,可用1节5号干电池,用导线将电池的负极与扬声器的某一端相接,用电池的正极去接扬声器的另一端。
若此时扬声器的纸盆向前运动,则接电池正极的一端为扬声器的正极;若纸盆向后运动,则接电池负极一端为扬声器的正极。
(二)传声器的检测1.动圈式传声器的检测用万用表R×100Ω档,测量传感器的阻抗是否符合要求。
正常情况下,用万用表R×10Ω档断续测量音圈时,应有较大的“喀喀”声。
2.用万用表0.05mA电流档,两表笔分别接传声器输出插头的两端。
然后对准传声器受话口轻轻讲话,若万用表的表针擂动,则说明该传声器正常。
电声测试的原理电声测试是一种通过电气信号来评估和测量声学性能的方法。
它可以帮助我们了解和分析各种声音设备的性能特点,可以用于音频设备的研发、生产和维护。
本文将介绍电声测试的原理和应用。
一、电声测试的概述电声测试是通过将电信号转换为声音信号,再通过声音信号来评定设备的性能指标。
它主要包括以下几个方面的测试内容:1.频率响应测试:通过输入不同频率的电信号,测量设备对不同频率声音的响应情况,从而评估设备的频率范围和音质特点。
2.失真测试:通过输入不同幅度和频率的电信号,测量设备输出声音信号与输入信号之间的差异程度,从而评估设备的失真情况。
3.声压级测试:通过测量声音信号的声压级,评估设备的输出音量和音频功率。
4.信噪比测试:通过测量设备输出的声音信号和环境背景噪音之间的比值,评估设备的信噪比性能。
5.谐波测试:通过测量设备输出声音信号中的谐波成分,评估设备的谐波失真情况。
二、电声测试的原理基于声音的物理特性和电信号的相互转换。
下面介绍几种常用的电声测试技术和原理:1.频率响应测试:通过输入不同频率的电信号,将其转换为声音信号,通过麦克风接收并转换为电信号,再进行分析和比较。
频率响应测试可以帮助我们了解设备在不同频率下的表现。
2.失真测试:通过输入不同频率和幅度的电信号,将其转换为声音信号,经过设备的放大、处理等环节,再通过麦克风接收并转换为电信号进行分析。
失真测试可以评估设备在信号处理过程中产生的非线性失真情况。
3.声压级测试:通过电信号输入设备,经过放大和处理,再通过大功率扬声器输出声音信号,通过声压级计测量输出声音信号的声压级。
声压级测试可以评估设备的输出音量和音频功率。
4.信噪比测试:通过输入无声电信号或背景噪音信号,测量设备输出的声音信号和背景噪音之间的差异,从而评估设备的信噪比性能。
5.谐波测试:通过输入单频率电信号,测量设备输出声音信号中的谐波成分。
谐波测试可以评估设备的谐波失真情况,判断设备是否存在非线性失真问题。
电声测试原理电声测试是指利用电子设备对声音进行分析和测试的过程。
它是一种检测声音质量和性能的方法,可以帮助我们了解声音的特性和表现,从而为声音设备的设计和改进提供重要参考。
在本文中,我们将介绍电声测试的原理和相关知识。
首先,电声测试的原理是基于声音信号的电信号转换。
当声音信号输入到测试设备中时,设备会将声音信号转换为相应的电信号进行处理和分析。
这个过程涉及到声音信号的采集、转换和处理,其中包括声音传感器、模拟-数字转换器、数字信号处理器等组件的协同工作。
其次,电声测试的关键参数包括频率响应、失真度、信噪比等。
频率响应是指声音设备在不同频率下的输出能力,它反映了声音设备对不同频率声音的表现。
失真度是指声音信号在传输和处理过程中产生的失真程度,它会影响声音的真实性和清晰度。
信噪比是指声音信号与背景噪音之比,它是衡量声音设备性能优劣的重要指标。
另外,电声测试的方法包括频率响应测试、谐波失真测试、噪声测试等。
频率响应测试是通过输入不同频率的声音信号来测试声音设备在不同频率下的响应情况,从而了解声音设备的频率特性。
谐波失真测试是通过输入不同幅度的声音信号来测试声音设备在不同幅度下的失真情况,从而了解声音设备的失真程度。
噪声测试是通过输入不同背景噪音来测试声音设备的信噪比,从而了解声音设备的噪音水平。
最后,电声测试在声音设备的设计和改进中起着重要作用。
通过电声测试,我们可以了解声音设备的性能和特性,从而为声音设备的设计和改进提供重要参考。
同时,电声测试也可以帮助我们发现声音设备存在的问题和缺陷,及时进行调整和改进,提高声音设备的性能和质量。
总之,电声测试是一种重要的声音分析和测试方法,通过电声测试可以了解声音设备的性能和特性,为声音设备的设计和改进提供重要参考。
希望本文对电声测试的原理和相关知识有所帮助,谢谢阅读!。
电声测试原理
电声测试是一种广泛应用于声学领域的测试方法,它通过对声
音的产生、传播和接收过程进行分析,来获取声学信号的相关参数。
电声测试原理主要涉及声音的产生、传播和接收三个方面,下面将
对这三个方面进行详细介绍。
首先,声音的产生是电声测试的起点。
声音是由物体振动产生的,当物体振动时,周围的空气也会随之振动,从而产生声波。
在
电声测试中,常用的声音产生器有扬声器、麦克风等设备,它们能
够将电信号转换为声音信号,从而实现声音的产生。
其次,声音的传播是电声测试的关键环节。
声音在空气中传播时,会受到空气的阻力、衍射、折射等影响,因此在传播过程中会
发生一系列的变化。
电声测试通过分析声音在传播过程中的变化,
可以获取声音的传播特性,如声压级、声速、声阻抗等参数。
最后,声音的接收是电声测试的终点。
声音在传播过程中会被
接收器接收,接收器可以是麦克风、传感器等设备,它们能够将声
音信号转换为电信号,从而实现声音的接收。
通过对接收到的电信
号进行分析,可以获取声音在传播过程中所携带的信息,如频率、
幅度、相位等参数。
总的来说,电声测试原理涉及声音的产生、传播和接收三个方面,通过对这三个方面的分析,可以获取声学信号的相关参数,为声学领域的研究和应用提供重要的数据支持。
希望本文对电声测试原理有所帮助,谢谢阅读!。
电网电声测试与分析技术引言:电网是现代社会中不可或缺的基础设施之一,它为我们提供了稳定可靠的电力供应。
然而,电力系统中存在着各种潜在的问题,如线路故障、变压器损坏等。
为了确保电网的安全运行,电声测试与分析技术应运而生。
本文将介绍电网电声测试与分析技术的原理、应用和未来发展趋势。
一、电声测试技术的原理电声测试技术是一种通过对电力设备产生的声音进行分析,来检测电网故障的方法。
当电力设备发生故障时,会产生特定的声音信号。
电声测试技术利用高灵敏度的传感器将电力设备发出的声音转化为电信号,并通过特定算法对信号进行分析和处理,从而判断设备是否存在故障。
电声测试技术的原理基于声音噪音和故障声音的不同特性,通过对声音信号的频谱、振幅等特征进行分析,能够准确识别出电网中存在的故障。
二、电声测试技术的应用电声测试技术在电力系统领域有着广泛的应用。
首先,它可以应用于电力设备的巡检和维护。
通过对变压器、断路器等设备进行电声测试,可以发现设备是否存在内部故障,如绝缘损坏、接触不良等问题。
其次,电声测试技术可以用于故障预警。
凭借其高效灵敏的特点,它可以提前检测到电网中潜在的故障,避免故障扩大化,降低事故的发生率。
此外,电声测试技术还可以用于故障定位。
通过分析不同部位产生的声音信号,可以确定故障点的位置,有针对性地进行修复。
三、电声测试技术的优势和挑战电声测试技术相对于传统的检测方法,具有一些明显的优势。
首先,它无需对电力设备进行停电,可以在设备正常运行时进行测试,不会对生产生活产生不良影响,提高了测试的实用性。
其次,电声测试技术具有非破坏性,不会对设备造成任何损害,从而降低了维护成本。
然而,电声测试技术也存在一些挑战。
首先,电力设备的工作环境复杂多变,噪音干扰较大,对测试设备的灵敏度和稳定性提出了更高的要求。
其次,电声测试技术在数据处理和分析方面还存在一些问题,需要进一步研究和改进。
四、电声测试技术的未来发展随着电力系统的不断发展和智能化进程的推进,电声测试技术也将迎来全新的发展机遇。
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3.1、材料的吸声系数3.2、相关标准3.3、测量过程3.4、注意事项4、仪器的推广应用和发展方向4.1、声级计声频频响的测试4.2、AW A6122+双通道电声测试仪用于传声器、MIC的测试4.3、双通道数字信号分析仪1仪器原理和组成1.1 仪器概述AW A6122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)AW A6122S型,专用于扬声器测试。
B)AW A6122R型,专用于受话器测试。
C)AW A6122M型,专用于传声器、咪头、送话器测试。
D)AW A6122C型,专用于送受话器组合件测试。
E)AW A6122A型,专用于配合驻波管测量材料的吸声系数。
图(1)1.2 各组成部分介绍1.2.1 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。
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、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。
1.2.2 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。
1.2.3 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100Hz~10000Hz 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 2.1.1 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:)])()/[(22r a r r SIN A P -+⨯⨯=π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 :r>d 且 r>d^2/λ(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,λ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。
如: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)。
1350mm图(5)B)测试信号AW A6122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。
2.1.2 扬声器主要指标测试AW A6122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<F2>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0.25Ω,用此方法测试组抗时得到的F0比较准确。
按<F2>键使箭头指向阻抗测量,如果仪器“启动测量”设置为“人工”,按<Enter>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<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<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,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)2.2 传声器(话筒)2.2.1 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100Hz~16kHz(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:20Hz~20kHz),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1000mm。
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AW A6122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(8)仿真嘴频响压缩r图(9)音箱频响压缩2.2.2、传声器(话筒)主要指标测试AW A6122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。