[发明专利]一种传声器灵敏度和频响曲线测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及声学测量仪器性能测评领域，具体涉及一种对传声器的灵敏度和频响 曲线进行测试的装置及方法。

背景技术

随着社会的发展和生活水平的提高，人们对交通环境、家电设备、居住环境的噪声 水平要求越来越严格。作为合理改善和控制噪声的第一步和先决条件，需要对噪声的特性 进行客观而准确的测量。目前噪声测量方法有很多，如声压测量、声强测量、声功率测量等； 使用的设备也有很多，例如声强仪、声学照相机、人工头等。在这些方法和设备中，无一例外 的都需要用到传声器。

在精确的声学测量中往往需要准确的传声器性能参数输入，例如灵敏度、频率响 应、指向特性等。虽然传声器在出厂前都会进行性能测试，但由于不同厂家使用的测试方法 和参照标准的不同，其结果往往不具备可比性和统一性。而且传声器内部结构会受使用时 间、环境和人为因素的影响而变化，从而导致其性能参数的改变。因此在精度要求严格的声 学测量中，每次测试前都需要对传声器的特性参数进行测量校准。

对传声器特性参数的测试一般都参照国际电工标准中制定的耦合腔互易法、自由 场互易法、静电激励法等。由于上述测试方法过程复杂，且都需要专业的电工测量设备，在 实际中往往无法实现。综上所述，在声学测量领域中，迫切需要一种结构简单、操作方便快 捷、精确度高的传声器特性参数测试装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种传声器灵敏度和频响曲线测试装置及方法，解决了传统 结构及方法在传声器特性参数测试中遇到的诸多问题，其测试精度高、易于实现、操作方 便。

本发明的技术方案是这样实现的：一种传声器灵敏度和频响曲线测试装置，它包 括有计算机，其特征在于：所述计算机为内置有信号处理单元和信号控制单元的计算机，计 算机信号处理单元输出端与数/模转换板输入端相连接，计算机信号控制单元输出端分别 与增益放大器和数/模转换板输入端相连接；数/模转换板输出端通过增益放大器与带有待 测传声器的声耦合腔单元输入端相连接；所述声耦合腔单元及该单元的待测传声器输出端 与分别与模/数转换板输入端相连接，模/数转换板输出端与计算机信号处理单元输入端相 连接。

如上所述声耦合腔单元包括有一声耦合腔壳体，在该声耦合腔壳体的一端通过固 定盖板限位有信号线，在固定盖板内侧依次设置有低频扬声器、频率选择器、基准传声器、 高频扬声器及测试耦合腔体，在测试耦合腔体内还设置一传声器适配器，在传声器适配器 内侧插接有一待测传声器。

本发明所述的计算机，用于控制数据采集、信号发生、增益幅值，并计算待测传声 器的灵敏度和频率响应；所述的模/数转换板，用于将传声器产生的模拟电压信号转换为计 算机可识别的数字信号；所述的数/模转换板，用于将计算机生成的数字信号转换为扬声器 的声源模拟信号；所述的增益放大器，用于对声源信号进行噪声过滤和放大；所述的声耦合 腔由基准传声器、高频扬声器、低频扬声器和电子元件构成，用于在20Hz至20000Hz频率 范围内产生稳定的耦合声场，其中已知基准传声器的灵敏度和频响曲线。

一种传声器灵敏度和频响曲线测试方法，采用上述装置，包括以下步骤：

步骤1:系统初始化设置，利用计算机信号处理单元产生1000Hz的声源信号，并通过 数/模转换板转换为模拟电压信号并传输给声耦合腔内的扬声器播放；

步骤2:计算机控制单元根据基准传声器的响应反馈，调整声源信号频率及增益放大 器的幅值，使声耦合腔内产生指定频率下94分贝的稳定声压；

步骤3:将待测传声器插入声耦合腔，通过模/数转换板将待测传声器和基准传声器的 电压响应信号分别转换为数字信号；

步骤4:根据基准传声器的灵敏度，计算机信号处理单元利用对比法计算待测传声器的 灵敏度；

步骤5：从31.5Hz到16000Hz以倍频程步进改变声源信号频率，重复步骤2、3，直至所有 倍频程都测试完成；

步骤6:根据基准传声器的频响特性，计算机信号处理单元利用对比法计算待测传声 器在每个倍频程下的频率响应，并使用光滑曲线连接。

所测试的传声器尺寸应为标准的1/2英寸，对于1/4英寸传声器，本发明提供专用 的转接插头。