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1、月刊每月1 日出版)娜娜嫉猫每采日藻) ) )A、测试 。11箱)瀚华 ):、 : : :一、正弦波扫描法及测量范围正 弦波扫描法是用C D机 播放 测试用的CD碟,产生 出20Hz一20kHz的扫频信号,用测量用的功率放大器放大 推动被测 扬声器发声,再用 测试用麦克风拾取扬声器 所发出 的声波,经放 大变 换成 直流 后 即 可 用 示波器 或者扫描 式记 录仪测量扬声 器的音压( SP L)特性。除此之外还可以用来测 量分频 网络的分频特性、扬声 器的阻抗特性。将测量 范 围下 限取为40dBS PL,令 60令2 0 04年第8期摹 翼赢 翼翼翼翼鑫ji妙职二、,A v测试月刊 (每月
2、1 日出版)_技术篇份黝嘿办节井燕; 戮龚轰 戴 美囊霆芡戮半 纪 浪条聋黔测 量用的功双踪示波 器只用 一个通道接 地二二 二 二二二二二二二二二二二二二二二二MMMMMMMC闪闪闪口口口口口口口口l l l l l l l l l l l l l m pl N N N N N旧旧/ 、E E E E E E E E E八八八月月月月月月月月 . . . . . . . . . . . . .气气气气气气图2择,该机选用+ 2OV供电。前置放大器用运算放大器LF 35 6构成,其增益约为3 0d B,在9 5dB sPL的声压 时输出Iv的信号。前置放大器输出的正弦波信号经衰减器衰减后送人全
3、波平均值检波电路(由两块运算放大器LF356构成),将交流信号变换成直流信号,变换电路的增益大体上为1。为了扩大测量范围 和便于观察,在检波电路之后设置了一级对数压缩电路,其输出 电压与输人电压之间有Eo ut =一19E in的对数关系。由于其系数是负的,所以在对数压缩电路之后设置了一级反相电路,并将电平移动了ZV。把反相电平移动电路的输出信号送人示波器或者扫描式记 录仪中就可以显示或记录下被测扬声器在不同频率时的声压的大小。反相电平 移动电路的工作原理是将输 入信号从运算放大器的反相输人 端 输 人,在 同相输人端 加人一个IV的 电压,那么输 出端 所 输出 电压就为Eo ut=Ein+
4、2(V)。阻抗测量系统是在功率放大器的地与被测扬声器 的接地端之 间串接一个检测用的o.ln的电阻,测量在不同频率时该电 阻上 的电压降就可以获知该频率时扬声器阻抗的值。由于与被测扬声器 的阻抗相比,0.1几的电阻其值很小,完全可以忽略不计。设扬声器的阻抗为R,检测 电 阻为Rd,功率放大器的输出电压为E,则在检测 电阻Rd两端检测到的电压降Ed=Rd .E /R。由于在测量 时Rd和E是已知量,所以Ed与R的倒数成正比(呈 导纳特性)。阻抗测量系统由前置放大器、衰减器、交流直流变换全波平均值检波器和对数压缩电路组成。由于输人电压Ed与R的倒数成正比,所以在该系统内不像声压测量系统那样再设置反
5、相器。对数压缩电路的输出信号可直接送人示波器和扫描式记录仪进行显示。前置放大器的增益为4 0dB。对数压缩电路的输出电压与被测扬声器的阻抗R的对数成正比,对数压缩电路的输人输出关系如表l所示。整个电路由1 1块运算放大器组成,9块LF 3 5 6、2块LM3 01A,这两种运算放大器均为8脚D IP封装。运算放大器的输人失调电压Vo s调整最好采用20kn或者2 5kn的多圈 电位器。对 数压 缩电路所用 的晶体管选用的是 超精 密配对的LM3 94对管,是专 门用于对数压缩电路的专用管,用普通 的对管将无法保证电路要求的线性。麦克风用 的输人变压器应具有优异 的频率特性,在2 0Hz一20
6、kHz范 围内频率特性应很平坦。麦克风ECM8 00 0的频率特性在巧Hz一2 0kHz范围内几乎为一水平直线,所以不需要 外加任何 补偿电路。该机需要+ZOV、士巧V、+SV等四种电源电压。使用了四块IA的三端稳压器,由 于封S V稳压器的 电流较大,应外加散热片。另外+SV电压是对数压缩电路的基准电压V re f,其电压要求为5 .00 V。可在SV的 三端 稳压器780 5中挑选。运算放大器所需的 电源旁路电容应选 用0 . 4 7林F一1林F的0 5电容。前置放大器的输出隔直电容应使用无极性电容,也可以用两个4 7协F的0 5电容做无极性连接。三、调节需调节 的部分有全波平均值检波电路
7、的4块LF3 56和对 数压缩电路的两块LF 3 5 6,调节接在脚与脚间的25kn电 阻(最好采用高精度电位器),使第脚的电压为0. 00 0V。在对数压缩电路上加上1. 00 0V电压,调节反相电路的 电平移动使输出端输 出2. OOOV。四、校正方法测量时按照 图2的 电路将测试电路与仪器进行连接。测量时应注意,阻抗值测量 时的输人电压应控制在1 00mV以下。如果加在两个系统的检波电路上的电压超过S V时应加大衰减器的衰减量,使输入电压小于SV。1.声压测量先将衰减器旋至衰减为零。如用双踪示波器测量可 用一 个通道 测 量声压,另 一个通道测量阻抗。示波器的垂直灵敏度设置在0 .2一a
8、 5V /d iv。工作模式为CHOP。若使用扫描式记录仪记录曲线,由于大 多数的扫描式记录仪是10mV (DC )f s的产品,所以应在输人端插 人一个适当的衰减器。o.ln检 测电 阻应安装在功率放大器一侧。功率放大器应选 用D F高、频率特性平坦、输出端没有直流电压2004年第8期令61令狠月刊 (每月1 日出版) 带技一术篇iA、,试。ji!哪)、,飞输出 的功率放大器。先用 I kHz的正弦波信号以适当功率例 如IW(sn扬 声器端子 间 电压 为2. 8 3V,16几扬声器端子 间电压为4V )驱动扬声器。把麦克风放在离扬声器1米的地方,在没有反射波 的环境中测得的值即是扬声器的效
9、率SPIJ/Wm。如果希望知道SPL的绝对数值,可以用现成的SP L表作参考基准。其方法是把麦克风和SPL表放在一起,先将音量调节至90dBS PL,观察此时示波器的垂直偏 转量,然后再将音 量减 小至8 5dBSPL,观察此时示波器的垂直偏转量。前后两次的垂直偏转量之差即是声 压变化sdB时在示波器显 示 屏上的后将电阻增至1 6n,此时荧光点的垂直偏转量将增大,其值与1 6几相 对应。其高度差即表示 电 阻值增大1倍。由于是对数刻度,所以相同的间隔表示倍数相等。也就是说,如果再升高相同的距离表示阻抗为3 2n,接着再升高相同的距离则表示阻抗为64n。五、测量用CD机播放20Hz一ZOkHz
10、的扫描信号,并输出到功率放大器 中。示波器设置在单次模式,并减慢示波器的扫描时间,与信号源 的扫描时间一致(例如设置为50秒,Oc t /sse c)。让扫描信号与示波器的扫描同步,这样就可以在示波器上显示 出扬声器的频率特性和 阻抗特性曲线。由于示波器 的水平扫描轴不是按对数刻度的,如果 自己制作一块透明 的频率刻度模板,观察起来会很方便。在测量时应 注意,由于麦克风无指 向性,所以在反射较多的环境中,麦克风的输出信号还包含来自背面、侧面、天花板及地面的反射波。当测量网络的分频特性时,由于电平高应从AU X端输人。在测 量 阻抗时可 以通过前述 的校正方法和 阻抗测量获得如图3所示 的阻抗特
11、性曲线,纵轴方向上是按R、 / / /撇撇撇撇撇撇撇 二牙2 2 2注注注注注注注注注注注注注注注注注注注_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _一一一一一麟麟麟麟麟麟麟麟、/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /产心心心心心心心心姗姗姗姗姗姗/一一一一 _ 之之之州 .沪沪沪沪.曰口.州州州州州州州州州州州州州州州图3ZR、4R、S R、1 6R刻度的,设刻度间的间隔为h,要求的频率的阻抗值的高度为h i,则高度比为a二h i/h
12、。该频率扬声器的阻抗值R i可用R i=10 1gR+o.3 lR计算。如 果 没有正弦波扫频信号源和示波器,可以用一般的 正弦波发生器和电压表用逐点测量法来进行测量,逐点测量不同频率时的声变化量。调节示波器垂直轴的增益,使该变化量 正好为一大格。这样 就可方便地读出不同频率时的声压值。如果只想知道相对声 压的话,就不用声压表进行上述校 正。用 示波器观察 到的曲线就是扬声器在不 同频率时的声压间的关系。在反射小的环境中若将加在扬声器上的电压加倍,从理论上讲声压也应提高6dB。反 过来,若所加电压减小为一半,则声压也应降低6dB。2.阻抗测量事先准备两只sn5w、精度为1%或5%的电阻(sn和1 6n各一 只也可)。先用sn电 阻替代扬声器,记下 此时示波器上荧光点的垂直偏转 量,然压输出和阻抗值输出的电压值,然后在纸上描绘出声压 特性曲线和 阻抗特性曲线。这种测量方法较麻烦,也 不如用 示波器观察直观省时。测量时应注意将不同频率时加在扬声器上的正弦波电压调成 同一电压值。令6 2令20 04年第8期
