[發明專利]一種傳聲器靈敏度和頻響曲線測試裝置及方法

在審

• 申請號: 201510617113.0
• 申請日: 2015-09-25
• 公開（公告）號: CN105516873A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 徐勇;王暉;王洋;周立廷
• 申請（專利權）人: 華晨汽車集團控股有限公司
• 主分類號: H04R29/00
• 分類號: H04R29/00
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司 21101
• 代理人: 楊濱

技術領域

本發明涉及聲學測量儀器性能測評領域，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。

背景技術

隨著社會的發展和生活水平的提高，人們對交通環境、家電設備、居住環境的噪聲 水平要求越來越嚴格。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； 使用的設備也有很多，例如聲強儀、聲學照相機、人工頭等。在這些方法和設備中，無一例外 的都需要用到傳聲器。

在精確的聲學測量中往往需要準確的傳聲器性能參數輸入，例如靈敏度、頻率響 應、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 和參照標準的不同，其結果往往不具備可比性和統一性。而且傳聲器內部結構會受使用時 間、環境和人為因素的影響而變化，從而導致其性能參數的改變。因此在精度要求嚴格的聲 學測量中，每次測試前都需要對傳聲器的特性參數進行測量校準。

對傳聲器特性參數的測試一般都參照國際電工標準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雜，且都需要專業的電工測量設備，在 實際中往往無法實現。綜上所述，在聲學測量領域中，迫切需要一種結構簡單、操作方便快 捷、精確度高的傳聲器特性參數測試裝置。

發明內容

本發明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 結構及方法在傳聲器特性參數測試中遇到的諸多問題，其測試精度高、易于實現、操作方 便。

本發明的技術方案是這樣實現的：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/模轉換板輸入端相連接，計算機信號控制單元輸出端分別 與增益放大器和數/模轉換板輸入端相連接；數/模轉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/數轉換板輸入端相連接，模/數轉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，在固定蓋板內側依次設置有低頻揚聲器、頻率選擇器、基準傳聲器、 高頻揚聲器及測試耦合腔體，在測試耦合腔體內還設置一傳聲器適配器，在傳聲器適配器 內側插接有一待測傳聲器。

本發明所述的計算機，用于控制數據采集、信號發生、增益幅值，并計算待測傳聲 器的靈敏度和頻率響應；所述的模/數轉換板，用于將傳聲器產生的模擬電壓信號轉換為計 算機可識別的數字信號；所述的數/模轉換板，用于將計算機生成的數字信號轉換為揚聲器 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 腔由基準傳聲器、高頻揚聲器、低頻揚聲器和電子元件構成，用于在20Hz至20000Hz頻率 范圍內產生穩定的耦合聲場，其中已知基準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:系統初始化設置，利用計算機信號處理單元產生1000Hz的聲源信號，并通過 數/模轉換板轉換為模擬電壓信號并傳輸給聲耦合腔內的揚聲器播放；

步驟2:計算機控制單元根據基準傳聲器的響應反饋，調整聲源信號頻率及增益放大 器的幅值，使聲耦合腔內產生指定頻率下94分貝的穩定聲壓；

步驟3:將待測傳聲器插入聲耦合腔，通過模/數轉換板將待測傳聲器和基準傳聲器的 電壓響應信號分別轉換為數字信號；

步驟4:根據基準傳聲器的靈敏度，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，重復步驟2、3，直至所有 倍頻程都測試完成；

步驟6:根據基準傳聲器的頻響特性，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，并使用光滑曲線連接。

所測試的傳聲器尺寸應為標準的1/2英寸，對于1/4英寸傳聲器，本發明提供專用 的轉接插頭。