GB T 13948-1992 送话器测量方法.pdf

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1、中华人民共和国国家标准送话器测量方法发布 实施国家技术监督局发布中华人民共和国国家标准送话器测量方法国家技术监督局 批准 实施主题内容与适用范围本标准规定了送话器电声性能测量方法本标准适用于通信用各种换能方式的有源送话器无源送话器 抗噪声送话器等引用标准声学的量和单位声学量的级及其基准值声学测量中的常用频率声和振动分析用的 和 倍频程滤波器声级计的电 声性能及测试方法声学名词术语电子测量仪器误差的一般规定测听耳机校准用 临时参考耦合腔符号及定义本标准测量项目中采用的符号及定义见附录 补充件测量项目各种类型送话器的测量项目按以下规定有 者表示可选取的项目 有 者表示无此项要求条款测量项目送话器类

2、型 通用送话器抗噪送话器无源送话器有源送话器碳粒带放大气导式 接触式直流电阻 直流静态电流 直流动态电阻 阻抗条款测量项目送话器类型 通用送话器抗噪送话器无源送话器有源送话器碳粒带放大气导式 接触式灵敏度 平均灵敏度 灵敏度频率特性 阻抗频率特 输出幅度特性近远场灵敏度和轴向鉴别率 指向性曲线指向性指数和指向性指数频率特性 噪声电动势和信噪比 总谐波失真 降压特性 电流变化特性 长期电流负荷下电阻的变化率 长期电流负荷下平均灵敏度级变化值 长期声激励下平均灵敏度的稳定度 动态电阻倾斜角特性和灵敏度倾斜角变化值 动态电阻轴向旋转角特性和灵敏度级轴向旋转角变化值 固有噪声电平 测量用仪器设备送话器

3、测量用仪器设备及其主要性能指标按以下规定条款 仪器设备名称主要性能指标声频信号发生器频率范围能产生 的连续可变正弦信号频率误差不超过刻度值的输出阻抗应能与仿真口或振动台输入阻抗相匹配输出电平应能激励仿真口 或振动台产生所需要的声压级或加速度输出电平响应的不均匀度不超过非线性失真不大于与电平记录仪配合使用时 两者应同步扫频信号发生器能一秒一循环连续地从被测送话器频率范围的下限扫到上限再回到下限其频率变化与时间的关系应为对数律频率误差不超过刻度值的输出阻抗应能与仿真口或振动台输入阻抗相匹配输出电平应能激励仿真口 或振动台产生所需要的声级或加速度输出电平响应的不均匀度不超过非线性失真不大于噪声信号发

4、生器 幅度分布对称高斯分布测量放大器频率范围在 频段内频率响应不均匀度应不超过 以 为基准灵敏度 最大时满刻度 最小时满刻度输入阻抗在各频率点应不小于被测送话器输出阻抗值的倍输出阻抗应能与电平记录仪配合使用可以与测试传声器组合成精密声级计可以与带通滤波器组合作频谱分析用功率放大器 与噪声信号发生器及放声系统组合能满足噪声场要求电平记录仪频率响应在 范围内不均匀度不超过最大灵敏度交流约输入阻抗应能与测量放大器配合使用应附有线性电位器供测量阻抗频率特性用条款 仪器设备名称主要性能指标测试传声器 应备有声场型和声压型两种测试传声器频率响应声场型频率范围为 不均匀度为以 为基准声压型频率范围为 不均匀

5、度为以 为基准动态范围在所测量的声压范围内应为线性拾振器 频率响应在 范围内不均匀度不超过可测量的最小加速度不大于倍频程滤波器 应符合 的规定振动台 频率不均匀度用于自动记录时 在频率为范围内不超过 在一秒一循环扫频时 不超过动态范围应满足输出幅度特性的测量振动台振动部分的质量是被测送话器质量的 倍以上振动台的漏磁不得对被测送话器性能有明显的影响转台 能旋转 并能与电平记录仪转轴同步工作声源 扬声器系统 所产生的声场能满足远场和指向性的测量要求仿真口仿真口在作扫频测量时在测量范围内以 为基准其不均匀度不超过仿真口的结构及要求见附录 参考件失真度仪频率范围量程 满刻度精度 满刻度的输入阻抗大于被

6、测送话器输出阻抗的 倍声级计 应符合 中 型声级计的规定电压表 频率范围量程 能满足电压测量时的指示要求输入阻抗在各频率点应不小于被测送话器输出阻抗的倍表头指示为有效值精度不低于 级应具有 的检波特性电表阻尼上升时间和下降时间均不小于条款 仪器设备名称主要性能指标直流电压表 精度不低于 级 量程能满足测量要求直流毫安表 精度不低于 级 量程能满足测量要求送话器馈电箱作定压馈电时 应能馈送电压为 电流为的直流电源作定流馈电时 应能馈送连续可调的电压为 电流为 的直流电源纹波系数应满足测试要求电桥 测量误差不大于测量环境及一般要求正常大气条件温度相对湿度大气压测量环境的噪声级应在 以下自由场应满足

7、 的关系在测试频率范围内自由场的偏离值应不超过测量环境应保证被测送话器不受外来振动 冲击和强磁场的影响在距仿真口至少 的声场范围内不应有反射物在振动台上测量接触式送话器时 应采用适配的夹具按产品标准规定在所有客观测量中 气导式送话器除作倾斜角试验外 振膜辐射面与水平面保持垂直 接触式送话器的拾振面与振动台面保持平行在测量前 应按送话器产品标准的规定确定放入或不放入声学元件 如口承 防潮膜等测量用仪器的预热 预调及设档均应在测量前完成所有测量用仪器必须经过计量 并应满足 规定和本标准第 章的要求测量前的有关规定测试信号气导送话器测试点声压的确定在仿真口正常工作后 将声级计的传声器声场型 放在送话

8、器的相应位置上此时送话器及夹具均拿开测得的声压值即为测试点声压噪声场测试抗噪声送话器用的噪声场应为扩散场 用 倍频程滤波器测得的噪声频谱应在图 规定的范围内图送话器的测试状态通用送话器的测量状态将送话器安装在仿真口测试支架上进行测试 送话器的安装位置应符合图 的要求即送话器的入声孔中心应在仿真口的轴线上且送话器的振膜平面应与仿真口唇圈相距 有特殊要求时 应在详细规范中规定并在测试报告中说明图气导抗噪声送话器的测试状态将送话器安装在测试支架上作近场远场和指向性测量时 安装位置应符合图 的要求 测试距离应是仿真口出声孔到被测送话器入声孔平面间的距离图接触式送话器的测试状态用适配的夹具将送话器固定在

9、振动台上进行测试 安装要求应符合 条的规定碳粒式送话器的倾斜角特性测试位置对碳粒式送话器作倾斜特性测量时测试支架应保证仿真口与被测送话器的相对位置不变 如图所示并以送话器的振膜为基准可作 的灵活回转图测量线路有源送话器的测量线路如图 所示线路中各元件的参数应符合表 的规定图表元件名称 定压馈电制测量定流馈电制测量碳粒送话器 带放大器送话器稳流电阻 应不小于被测送话器动态电阻的 倍电源电压应不超过 如超过 允许提高 值可调其阻值应不小于被测送话器阻抗的 倍扼流圈 电感量 大于直流电阻 小于 电感量大于电容器 电容量 大于 电容量大于负载电阻 用无感可变电阻箱 其数值满足下列各条的测量要求电压表

10、其内阻不低于被测送话器动态电阻的 倍电流毫安表 其内阻不大于被测送话器动态电阻的 达不到要求时可用图 电路代替以降低内阻图注 图中电流表采用不大于 的表头 精度为 级 值由测量范围决定无源送话器的测量线路如图 所示图注 图中负载电阻由可变电阻箱代替 其阻值在各项参数测量要求中规定 未规定的可不接入送话器测试前的预处理加测试声激励 激励声压有效值为 频率为所测量的频带或频率点 声激励时各频率点的声压应保持不变测量有源送话器时 接通送话器电源按产品标准规定馈给送话器一定的直流电压或电流测量碳粒送话器时 将装好送话器的仿真口架从 逐渐向两边各旋 应先旋 最后仍回到 包括完成上述动作在内声激励总时间为

11、测量方法直流电阻用电桥或电流法测量直流静态电流有源送话器按产品标准要求接通电源后不加任何声激励 在直流毫安表上直接读数直流动态电阻有源送话器按图 接线 除非另有规定测试频率为接通送话器电源并同时加入测试声激励 在直流电压表和直流毫安表上分别读取 和 的值对碳粒送话器则在接通电源及加测试声压后 内读取 直流动态电阻按下式计算式中 送话器在声激励时的工作电流送话器在声激励时的工作电压阻抗测量有源或无源送话器分别按图 和图 进行 在声激励后 断开或接上负载电阻 测量其输出电压并调节 使被测送话器上的电压等于送话器开路电压的 此时送话器阻抗与负载电阻相等测量频率为 当遇有峰值时 则允许采用测量接触式送

12、话器的阻抗时 应用 的加速度进行激励使送话器有一电压输出 同样调节可变电阻箱的阻值当可变电阻箱的电压降与接触式送话器两端的电压降相等时 电阻箱的阻值即为送话器的输出阻抗对无源送话器和接触式送话器的输出阻抗的测量也可按图 所示的代替法进行图注 图中 应大于被测送话器输出阻抗的 倍灵敏度无源送话器的灵敏度测试线路如图 所示 根据送话器产品标准的规定接入或不接入负载电阻 测量送话器的输出电压 和开路电压有源送话器灵敏度测量线路如图 所示 方法同 条 对碳粒式送话器 应在加声激励后 内读数接触式送话器的灵敏度测量线路如图 所示 将被测的送话器用适配的夹具固定于振动台面上校正激励加速度为测量其开路电压图

13、各种灵敏度值的计算负载灵敏度和开路灵敏度也可用分贝表示其参考值为负载灵敏度按公式 或 计算开路灵敏度按公式 或 计算单位阻值灵敏度按公式 计算式中 频率为 时的交流阻抗接触式抗噪声送话器灵敏度按公式 计算式中 为振动加速度平均灵敏度测量要求送话器平均灵敏度 的测量可采用点测法自动记录法和扫频法 有异议时以点测法为准点测法根据被测送话器工作频率范围按 倍频程选取测试点但频带首尾两频率必须选入 若遇有峰谷值时可选取该点为测试点而舍去最相邻的点 以保持测试点的总数不变的频率点如下按 条规定的频率点 测得各频率点灵敏度后按公式 计算出平均灵敏度式中 某测试频率点的灵敏度测试频率点总数注 气导式抗噪声送

14、话器的灵敏度单位用 接触式抗噪声送话器的灵敏度单位用自动记录法无源送话器 的测量按图 规定的线路进行 在电平记录仪所记录的频率响应曲线上 按条规定的频率点读取灵敏度值 并按公式 计算平均灵敏度值图有源送话器 的测量按图 规定的线路进行 在电平记录仪所记录的频率响应曲线上 按条规定的频率点读取灵敏度值 并按公式 计算平均灵敏度值图气导式抗噪声送话器 的测量按图 进行气导式抗噪声送话器各测量频率点的激励声压 为 用电平记录仪连续记录各频率点的声压值 并按 条规定选取频率点 按公式 计算平均灵敏度值接触式抗噪声送话器 的测量按图 规定的线路进行 用电平记录仪连续记录各频率点的声压值并按 条规定取点按

15、公式 计算平均灵敏度值图扫频法无源送话器 的测量按图 规定的线路进行图有源送话器的测量线路按图 的规定进行图接触式送话器 的测量按图 规定的线路进行图上述测量中应使扫频信号发生器的频率范围和被测送话器所要求的频率范围一致 气导式抗噪声送话器加激励扫频声压 为 接触式送话器加激励扫频加速度 为 并在电压表上读取开路电压此时电压表读数取指针摆动的中间值即为开路电压的算术平均值 然后按公式 或 计算出平均灵敏度灵敏度频率特性测量要求按 条规定用点测法测量时按 条规定测得各频率点的开路电压 计算其灵敏度 值并换算成分贝表示然后用对数座标绘制成送话器的灵敏度频率响应曲线用自动记录法测量时则直接由电平记录

16、仪记录送话器的灵敏度频率响应曲线对碳粒式送话器测试声压 应为 并应在 内测量阻抗频率特性点测法根据各类送话器的工作频率范围 按 条的规定选取频率点 测量时频率的改变应由低到高 测得各频率点的阻抗值用对数座标绘制成送话器阻抗频率特性曲线自动记录法无源送话器的测量线路如图 所示在测量线路中串入一恒流电阻 其阻值应大于被测送话器阻抗的 倍 电平记录仪采用线性电位器在送话器的有效频率范围内连续记录被测送话器的输出电压 此时记录的曲线即为送话器的输出阻抗频率曲线有源送话器的测量线路按图 进行 测试步骤和要求同 条图图输出幅度特性输出幅度特性参照灵敏度测量方法和测量线路进行测量时对气导式抗噪声送话器测试声

17、压级 以 为基准 并增减 对接触式抗噪声送话器激励加速度 以 为基准 并增减至 和 对其它各类通用送话器测试声压 以为基准并增减测量时 测试声压或激励加速度应由低到高逐步测量出送话器的灵敏度频率特性曲线上最高峰点所对应的频率的灵敏度值将测量结果分别按公式 和公式 计算出幅度特性偏差值抗噪声送话器通用送话器式中 输出幅度特性下偏差值输出幅度上偏差值当气导式抗噪声送话器测试声压为 接触式抗噪声送话器激励加速度为 通用送话器测试声压为 时的灵敏度当气导式抗噪声送话器测试声压级减少 接触式抗噪声送话器激励加速度为通用送话器测试声压级减少 时的灵敏度当气导式抗噪声送话器测试声压级增加 接触式抗噪声送话器

18、激励加速度为 通用送话器测试声压级增加 时的灵敏度气导式抗噪声送话器的近场灵敏度 远场灵敏度和轴向鉴别率气导式抗噪声送话器近场灵敏度 的测量按图 所示线路进行 在测试点将 的声信号校正到 然后测量开路电压图远场灵敏度 的测量如图 所示线路进行 在测试点将 的声信号校正到 后测量开路电压图近场灵敏度 远场灵敏度 轴向鉴别率 分别按公式 计算在送话器工作频率范围内 以 为中心按 倍频程频率点测出对应的 并绘制轴向鉴别率频率特性曲线指向性曲线指向性指数和指向性指数频率特性指向性曲线的测量按图 所示线路进行在测试点将 的声信号校正到 以送话器轴线方向为 该轴线通过声孔对称中心并垂直于它们所在的平面 绕

19、垂直轴作 旋转用记录仪在极座标图上画出指向性曲线图计算指向性因数 按 条方法 将 等分成 点测试 按公式 计算指向性因数式中 声波沿轴线入射到送话器时 送话器的输出开路电压声波沿与轴线成 方向入射时 送话器的输出开路电压指向性指数 按公式 计算指向性指数 频率特性 在送话器工作频率范围内以 为中心线按 倍频程选取频率点测出对应的 并绘制成曲线接触式抗噪声送话器噪声电动势及信噪比噪声电动势的测量按图 所示线路进行 将送话器悬挂在总声压线为 噪声场频谱符合图 要求的扩散场中所测得的开路电压即为送话器的噪声电动势图信噪比 按公式 计算式中 为测试 值时的 值噪声电动势总谐波失真无源和有源送话器的测量

20、分别按图 和图 所示的线路进行 负载电阻的接入与否按送话器产品标准规定测试声压为图图测量频率一般为 当需要了解其它频率点的失真情况时 可调节声频信号发生器的频率 找出送话器最大失真频率点若该点为送话器频率特性的峰与谷 则允许在偏离该点的 倍频程久测量其失真值降压特性在定压馈电制中按 条规定对有源送话器进行测量按产品标准中规定的基准工作电压调节直流馈电电源电压 使其馈给送话器的电压为标称工作电压的 测出此时送话器灵敏度 并按公式 计算降压特性偏差值式中 送话器馈电电压降低为基准工作电压 时的灵敏度送话器基准工作电压时的灵敏度电流变化特性在定流馈电制中按 条规定对有源带放大器的送话器进行测量按送话

21、器产品标准中规定的标称工作电流调直流馈电电源电压使馈给送话器的电流增减分别测出送话器馈电电流增加和减少时的灵敏度 并按公式 计算出由电流变化引起的灵敏度变化值式中 送话器馈电电流增加时的灵敏度送话器馈电电流减少时的灵敏度碳粒式送话器在长期电流负荷下电阻的变化率按 条规定作好准备后 停止声激励但继续保持接通送话器的电源在第 时读取电压 与电流 按公式 计算出第一个静态电阻继续保持直流回路依次每隔 记录一次直至 并按式 计算 值式中 第 次计算得到的静态电阻式中 第一个点的静态直流电阻第 个点的静态直流电阻带放大器的送话器在长期电流负荷下平均灵敏度级变化值在定流馈电制中对送话器加激励声压有效值 接

22、通送话器馈电电源并调馈电电源使其馈给送话器的电流达产品标准中规定的标称工作电流 测出此时送话器灵敏度级此后每隔 测量一次送话器的灵敏度直至 在间隔时间内允许停止声激励按公式 计算 值式中 第一个点的平均灵敏度级第一个点的平均灵敏度级碳粒送话器在长期声激励下平均灵敏度级的稳定度当碳粒送话器按 条规定进行灵敏度级测量时 在第 取第一个灵敏度点 以后每隔 测量记录一次 直至 在此时间内始终保持对送话器的声激励稳定度 按公式 计算式中 第一个点的平均灵敏度级第 个点的平均灵敏度级碳粒式送话器动态电阻倾斜角特性和灵敏度倾斜角变化值测量按 条规定在 的位置按 和 条的规定测量 和灵敏度级将上述各位置上所测

23、得的 绘制成动态电阻 与倾斜角的特性曲线图灵敏度级倾斜角变化值 按公式 计算式中 送话器在 时的灵敏度级送话器在某一倾斜角时的灵敏度级将计算结果绘制成灵敏度级倾斜角变化值与倾斜角的曲线图碳粒送话器动态电阻轴向旋转角特性曲线和灵敏度级轴向旋转角变化值除非另有规定测量应以仿真口的轴线为中心旋转 在 的位置按和 条的规定测量碳粒式送话器的动态电阻和灵敏度级将上述各位置上所测得的 值绘制成动态电阻 轴向旋转角特性曲线图灵敏度级轴向旋转角变化值 按式 计算式中 送话器在 时的灵敏度级送话器在某一旋转角度晨的灵敏度级将计算结果绘制成灵敏度级轴向旋转角变化值 与轴向旋转角的曲线图固有噪声电平按图 所示的测量

24、线路将被测送话器置于环境噪声级低于被测送话器固有噪声级 以下的环境中图有要求时按要求的标称值馈送电流压 到被测送话器固有噪声电平值应经 计权后读数附录符号及定义补充件符号及定义直流电阻送话器不受测试声压激励时的直流电阻直流动态电阻送话器在经受测试声压激励时的直流电阻值交流阻抗送话器在测试声压激励下产生交流电动势时所具有的内阻抗直流静态电流有源送话器在不经受测试声压激励时的直流工作电流值直流动态电流值有源送话器在经受测试声压级激励时的直流工作电流值测试声压在测试过程中送话器所接受到的声场声压输出电压送话器带有负载并受测试声压激励时在负载上测得的交流电压电动势送话器受测试声压激励时所测得的开路电压

25、平均电动势接触式送话器在一定加速度激励下 在整个频带内所测得的平均开路电压噪声电动势接触式送话器在特定的频谱的噪声声压激励下所测得的平均开路电压固有噪声电平送话器不受外界环境干扰而由于媒质分子热运动电子热运动时所引起的噪声经 计权后测量的电压灵敏度送话器 或接触式送话器经受测试声压激励时所产生的电压或电动势的有效值与测试声压 或振动加速度的有效值之比可由产品标准规定用 负载灵敏度 开路灵敏度 单位阻值灵敏度表示灵敏度级将灵敏度值取常用对数的 倍平均灵敏度送话器在所要求的频率范围内其灵敏度的算术平均值可由送话器产品标准规定使用 平均负载灵敏度 平均开路灵敏度 平均单位阻值灵敏度 表示近场灵敏度气

26、导式抗噪声送话器在近场声激励下所产生的电动势有效值 与测试声压有效值 之比远场灵敏度气导式抗噪声送话器在远场声激励下所产生的电动势有效值 与测试声压有效值 之比激励加速度激励的振动加速度输出幅度特性偏差值送话器在不同测试声压激励下平均灵敏度的偏差信噪比在所要求的频率范围内接触式抗噪声送话器在振动激励下所测得的平均电动势和接触式抗噪声送话器在特定频谱的噪声场中所测得的噪声电动势之比的常用对数的 倍轴向鉴别率在同一频率点气导式抗噪声送话器近场灵敏度与远场灵敏度之比的常用对数的 倍指向性指数气导式抗噪声送话器指向性因数的常用对数的 倍谐波失真系数送话器在规定声压和频率的声激励条件下在送话器的输出端所

27、呈现的除基频以外的总谐波成份的有效值与基频声压有效值之比降压特性有源送话器在馈电电压降低时的输出灵敏度之偏差电流变化特性有源送话器在馈电电流改变时的灵敏度之偏差长期电流负荷下电阻的变化率在长期电流负荷下送话器的阻值随时间的变化特性长期电流负荷下平均灵敏度的稳定度在长期电流负荷下送话器平均灵敏度的稳定度长期声激励下平均灵敏度的稳定度在长期声激励下送话器平均灵敏度的稳定度灵敏度倾斜角变化值送话器在倾斜角状态下其客观参数的变化值客观参数轴向旋转角变化值送话器平面对着仿真口唇圈平面 以仿真口的轴线为中心旋转某一角度其客观参数的变化值附录仿真口参考件仿真口由频率特性良好的扬声器及模拟人嘴唇所组合 图 为仿真口外形结构示意图图仿真口主要尺寸外径出声孔直径出声孔端距唇圈平面为图仿真口在其轴线上各点产生的 声衰减与其距仿真口唇平面的距离的关系应符合图 的规定其误差不超过作扫描测量用的仿真口 在工作频率下限至上限范围内以 为基准其不均匀度应在范围内仿真口应保证在 及 各倾斜位置下都能对送话器进行测量仿真口在产生 声压时其谐波失真在工作频率范围内应不超过 在频率为 声压为 时 其谐波失真应不超过附加说明本标准由中华人民共和国机械电子工业部提出本标准由国营 厂负责起草本标准主要起草人赵克勤 居国霞 江海峰