一種傳聲器靈敏度和頻響曲線測試裝置及方法制造方法及圖紙

一種傳聲器靈敏度和頻響曲線測試裝置及方法，涉及聲學(xué)測量儀器性能測評領(lǐng)域。其裝置包括內(nèi)置有信號處理單元和信號控制單元的計算機、模/數(shù)轉(zhuǎn)換板、數(shù)/模轉(zhuǎn)換板、增益放大器及聲耦合腔單元。其方法是，先利用計算機產(chǎn)生測試所需各個頻率的聲源信號，再調(diào)整信號的增益幅值，用以產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的測試聲源；根據(jù)基準(zhǔn)傳聲器的頻率響應(yīng)特性，對比待測傳聲器和基準(zhǔn)傳聲器的響應(yīng)水平，從而計算出待測傳聲器的靈敏度和頻響曲線。本發(fā)明專利技術(shù)無需進行電工測試，只需操作計算機即可實現(xiàn)所有功能，該方法易于實現(xiàn)、操作便捷，且測試精度高，填補了傳聲器性能測試領(lǐng)域的空白，可廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域的聲學(xué)測量中。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及聲學(xué)測量儀器性能測評領(lǐng)域，具體涉及一種對傳聲器的靈敏度和頻響曲線進行測試的裝置及方法。
技術(shù)介紹
隨著社會的發(fā)展和生活水平的提高，人們對交通環(huán)境、家電設(shè)備、居住環(huán)境的噪聲水平要求越來越嚴(yán)格。作為合理改善和控制噪聲的第一步和先決條件，需要對噪聲的特性進行客觀而準(zhǔn)確的測量。目前噪聲測量方法有很多，如聲壓測量、聲強測量、聲功率測量等；使用的設(shè)備也有很多，例如聲強儀、聲學(xué)照相機、人工頭等。在這些方法和設(shè)備中，無一例外的都需要用到傳聲器。在精確的聲學(xué)測量中往往需要準(zhǔn)確的傳聲器性能參數(shù)輸入，例如靈敏度、頻率響應(yīng)、指向特性等。雖然傳聲器在出廠前都會進行性能測試，但由于不同廠家使用的測試方法和參照標(biāo)準(zhǔn)的不同，其結(jié)果往往不具備可比性和統(tǒng)一性。而且傳聲器內(nèi)部結(jié)構(gòu)會受使用時間、環(huán)境和人為因素的影響而變化，從而導(dǎo)致其性能參數(shù)的改變。因此在精度要求嚴(yán)格的聲學(xué)測量中，每次測試前都需要對傳聲器的特性參數(shù)進行測量校準(zhǔn)。對傳聲器特性參數(shù)的測試一般都參照國際電工標(biāo)準(zhǔn)中制定的耦合腔互易法、自由場互易法、靜電激勵法等。由于上述測試方法過程復(fù)雜，且都需要專業(yè)的電工測量設(shè)備，在實際中往往無法實現(xiàn)。綜上所述，在聲學(xué)測量領(lǐng)域中，迫切需要一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便快捷、精確度高的傳聲器特性參數(shù)測試裝置。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種傳聲器靈敏度和頻響曲線測試裝置及方法，解決了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)及方法在傳聲器特性參數(shù)測試中遇到的諸多問題，其測試精度高、易于實現(xiàn)、操作方便。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種傳聲器靈敏度和頻響曲線測試裝置，它包括有計算機，其特征在于：所述計算機為內(nèi)置有信號處理單元和信號控制單元的計算機，計算機信號處理單元輸出端與數(shù)/模轉(zhuǎn)換板輸入端相連接，計算機信號控制單元輸出端分別與增益放大器和數(shù)/模轉(zhuǎn)換板輸入端相連接；數(shù)/模轉(zhuǎn)換板輸出端通過增益放大器與帶有待測傳聲器的聲耦合腔單元輸入端相連接；所述聲耦合腔單元及該單元的待測傳聲器輸出端與分別與模/數(shù)轉(zhuǎn)換板輸入端相連接，模/數(shù)轉(zhuǎn)換板輸出端與計算機信號處理單元輸入端相連接。如上所述聲耦合腔單元包括有一聲耦合腔殼體，在該聲耦合腔殼體的一端通過固定蓋板限位有信號線，在固定蓋板內(nèi)側(cè)依次設(shè)置有低頻揚聲器、頻率選擇器、基準(zhǔn)傳聲器、高頻揚聲器及測試耦合腔體，在測試耦合腔體內(nèi)還設(shè)置一傳聲器適配器，在傳聲器適配器內(nèi)側(cè)插接有一待測傳聲器。本專利技術(shù)所述的計算機，用于控制數(shù)據(jù)采集、信號發(fā)生、增益幅值，并計算待測傳聲器的靈敏度和頻率響應(yīng)；所述的模/數(shù)轉(zhuǎn)換板，用于將傳聲器產(chǎn)生的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為計算機可識別的數(shù)字信號；所述的數(shù)/模轉(zhuǎn)換板，用于將計算機生成的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為揚聲器的聲源模擬信號；所述的增益放大器，用于對聲源信號進行噪聲過濾和放大；所述的聲耦合腔由基準(zhǔn)傳聲器、高頻揚聲器、低頻揚聲器和電子元件構(gòu)成，用于在20Hz至20000Hz頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的耦合聲場，其中已知基準(zhǔn)傳聲器的靈敏度和頻響曲線。一種傳聲器靈敏度和頻響曲線測試方法，采用上述裝置，包括以下步驟：步驟1:系統(tǒng)初始化設(shè)置，利用計算機信號處理單元產(chǎn)生1000Hz的聲源信號，并通過數(shù)/模轉(zhuǎn)換板轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號并傳輸給聲耦合腔內(nèi)的揚聲器播放；步驟2:計算機控制單元根據(jù)基準(zhǔn)傳聲器的響應(yīng)反饋，調(diào)整聲源信號頻率及增益放大器的幅值，使聲耦合腔內(nèi)產(chǎn)生指定頻率下94分貝的穩(wěn)定聲壓；步驟3:將待測傳聲器插入聲耦合腔，通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換板將待測傳聲器和基準(zhǔn)傳聲器的電壓響應(yīng)信號分別轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；步驟4:根據(jù)基準(zhǔn)傳聲器的靈敏度，計算機信號處理單元利用對比法計算待測傳聲器的靈敏度；步驟5：從31.5Hz到16000Hz以倍頻程步進改變聲源信號頻率，重復(fù)步驟2、3，直至所有倍頻程都測試完成；步驟6:根據(jù)基準(zhǔn)傳聲器的頻響特性，計算機信號處理單元利用對比法計算待測傳聲器在每個倍頻程下的頻率響應(yīng)，并使用光滑曲線連接。所測試的傳聲器尺寸應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)的1/2英寸，對于1/4英寸傳聲器，本專利技術(shù)提供專用的轉(zhuǎn)接插頭。本專利技術(shù)的有益效果：本專利技術(shù)傳聲器靈敏度和頻響曲線測試裝置及方法，先利用計算機產(chǎn)生測試所需各個頻率的聲源信號，再調(diào)整信號的增益幅值，用以產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的測試聲壓；根據(jù)基準(zhǔn)傳聲器的頻率響應(yīng)特性，對比待測傳聲器和基準(zhǔn)傳聲器的響應(yīng)水平，從而計算出待測傳聲器的靈敏度和頻響曲線。本專利技術(shù)中的聲耦合腔體單元能夠提供寬頻范圍內(nèi)的穩(wěn)定聲源。該方法無需進行電工測試，只需操作計算機即可實現(xiàn)所有功能，該方法易于實現(xiàn)、操作便捷，且測試精度高，填補了傳聲器性能測試領(lǐng)域的空白，可廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域的聲學(xué)測量中。附圖說明圖1為本專利技術(shù)傳聲器靈敏度和頻響曲線測試結(jié)構(gòu)原理框圖；圖2為本專利技術(shù)聲耦合腔單元結(jié)構(gòu)簡圖；圖3為本專利技術(shù)聲耦合腔內(nèi)頻率選擇器高頻電路原理圖；圖4為本專利技術(shù)聲耦合腔內(nèi)頻率選擇器低頻電路原理圖；圖5為本專利技術(shù)傳聲器靈敏度和頻響曲線測試方法的流程圖；圖6為本專利技術(shù)傳聲器頻響曲線測試結(jié)果圖。附圖中主要部件說明：1為計算機信號處理單元；2為模/數(shù)轉(zhuǎn)換板；3為數(shù)/模轉(zhuǎn)換板；4為增益放大器；5為計算機信號控制單元；6為聲耦合腔單元，601為1/2英寸傳聲器適配器，602為測試耦合腔體，603為高頻揚聲器，604為基準(zhǔn)傳聲器，605為頻率選擇器，606為低頻揚聲器，607為固定蓋板，608為信號線，609為耦合腔殼體；7為待測傳聲器。下面將結(jié)合附圖通過實例，對本專利技術(shù)作進一步詳細(xì)說明，但下述實例僅僅是本發(fā)明的例子而已，并不代表本專利技術(shù)所限定的權(quán)利保護范圍，本專利技術(shù)的權(quán)利保護范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。具體實施方式實施例1：本實施例的傳聲器靈敏度和頻響曲線測試裝置，如圖1-6所示，待測傳聲器7的一端插接在聲耦合腔單元6內(nèi)，而另一端連接模/數(shù)轉(zhuǎn)換板2的輸入端；聲耦合腔單元6的輸出端連接模/數(shù)轉(zhuǎn)換板2的輸入端；模/數(shù)轉(zhuǎn)換板2的輸出端連接計算機信號處理單元1的輸入端；計算機信號處理單元1的輸出端分別連接計算機信號控制單元5與數(shù)/模轉(zhuǎn)換板3的輸入端；計算機信號控制單元5的輸出端分別連接數(shù)/模轉(zhuǎn)換板3和增益放大器4的輸入端；數(shù)/模轉(zhuǎn)換板3的輸出端連接增益放大器4的輸入端；增益放大器4的輸出端連接聲耦合腔單元6的輸入端。本實施例中的計算機信號處理單元1，用于產(chǎn)生測試聲源信號、處理采集數(shù)據(jù)并計算待測傳聲器的靈敏度和頻率響應(yīng)。本實施例中的模/數(shù)轉(zhuǎn)換板2，用于將傳聲器產(chǎn)生的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為計算機1可識別的數(shù)字信號。該設(shè)備具有兩個性能本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種傳聲器靈敏度和頻響曲線測試裝置，它包括有計算機，其特征在于：所述計算機為內(nèi)置有信號處理單元和信號控制單元的計算機，計算機信號處理單元輸出端與數(shù)/模轉(zhuǎn)換板輸入端相連接，計算機信號控制單元輸出端分別與增益放大器和數(shù)/模轉(zhuǎn)換板輸入端相連接；數(shù)/模轉(zhuǎn)換板輸出端通過增益放大器與帶有待測傳聲器的聲耦合腔單元輸入端相連接；所述聲耦合腔單元及該單元的待測傳聲器輸出端與分別與模/數(shù)轉(zhuǎn)換板輸入端相連接，模/數(shù)轉(zhuǎn)換板輸出端與計算機信號處理單元輸入端相連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種傳聲器靈敏度和頻響曲線測試裝置，它包括有計算機，其特征在于：所述計算機
為內(nèi)置有信號處理單元和信號控制單元的計算機，計算機信號處理單元輸出端與數(shù)/模轉(zhuǎn)
換板輸入端相連接，計算機信號控制單元輸出端分別與增益放大器和數(shù)/模轉(zhuǎn)換板輸入端
相連接；數(shù)/模轉(zhuǎn)換板輸出端通過增益放大器與帶有待測傳聲器的聲耦合腔單元輸入端相
連接；所述聲耦合腔單元及該單元的待測傳聲器輸出端與分別與模/數(shù)轉(zhuǎn)換板輸入端相連
接，模/數(shù)轉(zhuǎn)換板輸出端與計算機信號處理單元輸入端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳聲器靈敏度和頻響曲線測試裝置，其特征在于：所述聲耦合
腔單元包括有一聲耦合腔殼體，在該聲耦合腔殼體的一端通過固定蓋板限位有信號線，在
固定蓋板內(nèi)側(cè)依次設(shè)置有低頻揚聲器、頻率選擇器、基準(zhǔn)傳聲器、高頻揚聲器及測試耦合腔
體，在測試耦合腔體內(nèi)還設(shè)置一傳聲器適配器，在傳聲器適配器內(nèi)側(cè)插接有一待測傳聲器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳聲器靈敏度和頻響曲線測試裝置，其特征在于：所述聲
耦合腔單元是指在20Hz至20000Hz頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定測試聲源的耦合聲場。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳聲器靈敏度和頻響曲線測試裝置，其特征在于：所述的模/
數(shù)轉(zhuǎn)換板為用于將傳聲器產(chǎn)生的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為計算機可識別數(shù)字信號的模/數(shù)轉(zhuǎn)換
板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳聲器靈敏度和頻響曲線測試裝置，其特征在于：所述的數(shù)/
模轉(zhuǎn)換板為用于將計算機生成的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為揚聲器的聲源模擬信號的數(shù)/模轉(zhuǎn)換板。
6.一種傳聲器靈敏度和頻響曲線測試方法，它包括有計算機，其特征在于：所述計算機
為內(nèi)置有信號處理單元和信號控制單元的計算機，計算機信號處理單元輸出端與數(shù)/模轉(zhuǎn)
換板輸入端相連接，計算機信號控制單元輸出端分別與增益放大器和數(shù)/模轉(zhuǎn)換板輸入端

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐勇，王暉，王洋，周立廷，
申請(專利權(quán))人：華晨汽車集團控股有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：遼寧;21