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1、电声测试仪知识一、概述（一）用途电声测试仪是用于测量电话机、 电声器件的电声性能的测量仪器， 现在多由台式个人计算机配合相应的电路和软件及电声测试专用配件 （仿真嘴、 仿真耳等）组成智能化测试仪器。只需更换软件，就可按有关国家标准测试电话机和各种电声器件， 如扬声器、受话器、耳机、送话器、传声器、音头、咪头等的电声特性，直接在彩色显示器上显示电话机的发送、接收、侧音之响度评定值及频响曲线、回损、失真度等指标，以及电声器件的灵敏度、平均灵敏度、频响、阻抗频率特性、谐波失真等指标。适用于工厂、科研单位等使用。（二）分类与特点电声测试仪按功能来分： 分为专用于电话机测试的电话电声性能测试仪、专用于电
2、声器件测试的电声器件测试仪和作为通用电声性能测试的通用电声测试仪。 专用于电声器件测试的电声器件测试仪又分为扬声器测试仪、受话器测试仪、传声器（含咪头、送话器）测试仪、送受话器组合件测试仪。按实现方法来分：分为模数结合电声测试仪和数字化电声测试仪。电话电声性能测试仪的特点能按照中国、美国 EIA-470B、欧洲 TBR-38（英、法、德）等国家标准，测试电话机的发送、接收、侧音之响度评定值和参考当量及频响曲线、回损、失真度等指标。电声器件测试仪的特点主要是针对受话器、送话器、麦克风（咪头） 、扬声器及音箱系统、耳机、手柄、头机组合等测试。可测试频率响应、灵敏度、直流电阻、交流阻抗值、阻抗曲线、
3、谐波失真、电流等。自动判定合格与否。通用电声测试仪的特点通常是多通道、宽频带、数字化、模块化、多用途。不仅能测量电声性能，还能作为通用声学测量仪器，用于噪声实时谱分析、声强测量、声功率测量、噪声源定位、声全息系统和建筑声学测量。更换振动传感器和相应软件，还可用于振动测量。（三）产品国内外现状国内生产电声测试仪的厂家主要有： 杭州爱华仪器、常州同惠、宁波中策电子、浙江嘉兴佳宏、台湾阳光等单位。国产电声测试仪大多采用台式计算机进行控制和数据处理，一般用途的电声测试仪，尤其是车间生产线上使用仪器完全能满足国内市场需要，并在国内市场占主导地位。高档电声测试仪器，尤其是多通道通用电声测试仪几乎被丹麦B&
4、K 公司垄断，如B&K公司的PULSE系统，由于它不仅能测量电声性能， 而且能作为通用多通道声学测量仪器使用， 功能非常强大，因此占领了国内同类产品的大部分市场。（四）技术发展趋势多通道电声测试仪将获得广泛应用，不仅 实现灵敏度、失真度、阻抗同步测试和测试结果显示，界面实现多分屏，可以同时查看多种测试曲线，更重要的是能实现更多的测量功能。生产线上使用仪器的主要发展趋势，一方面是功能单一，尽量简化设计以降1低成本，另一方面是电声性能自动测试与产品自动分选相结合。数字信号处理技术将会得到进一步应用，实时多通道分析，包括数据采集、自动校准、测量、分析、后处理及报告生成。软件将对仪器的功能和应用起决定
5、性作用。二、基本工作原理一般电声测试仪由三部分组成： 专用测试配件、 专用电子测量线路和数据处理单元。电声测试仪原理框图如图 1 所示。打印机数据键处盘理单元显示数据处理信功受话器扬声器号放源专用电子测量自由场型电路仿真嘴仿真耳测 试传声器模模声压型检拟数波开测试关转放被 测话传声器大换筒可负编程载电电源阻专用测试配件图 1 电声测试仪原理方框图专用测试配件包括前置放大器、测试电容传声器、仿真头架、仿真耳及固定架、仿真嘴及固定架、 电话机手柄固定架等。 仿真嘴是用以替代人嘴发声的声源，主要用来测量送话器、传声器的灵敏度和频率响应，要求经过压缩后，在 100Hz10000Hz 频率范围内输出声压
6、的频率响应保持平直。 仿真耳用来代替人耳接收声信号的耦合腔。 测试传声器对应不同的应用场合应选择不同的类型， 自由场型测试传声器用来测试扬声器的灵敏度，而声压型的传声器一般配合仿真耳使用。专用电子测量线路包括正弦波信号源，测量放大器（放大，检波，模数转换电路） ，驻极体传声器测试用可编程电源。 它们都安装在台式个人计算机内部， 通过计算机主板上的 ISA 扩展插槽与主机连接。 正弦波信号源采用 DDS（直接数字相位合成）技术来实现。测量放大器由多路输入信号选择开关、量程切换开关、跟踪带通滤波器，有效值2检波器，模数转换器等部分组成， 计算机可通过接口控制模拟开关，并从模数转换器读取采样数据。可
7、编程电源用来提供被测驻极体话筒的工作电流，采用D/A 控制电源输出的直流电压值，再将被测话筒上的电流转换为电压并放大，提供A/D 取样。数据处理单元和相应的测试软件完成数据的各种处理，显示，存储，打印等功能。数字化电声测试仪的信号源和测量放大器都由计算机控制采集卡通过软件来实现。输出信号通过D/A 产生，可输出正弦波、扫频正弦波、扫幅正弦波、白噪声、粉红噪声、窄带噪声；输入信号通过 A/D 采样，由计算机进行数值运算，不仅能测量各种参数，而且可以进行频域和时域实时信号分析，可以实现相关分析、声强测量、声功率测量、噪声源定位、声全息系统和建筑声学测量。更换传感器，还可以用于振动测量和分析。三、主
8、要技术指标通道数分别对输入测量通道和信号源输出通道规定了通道数，一般情况下输入测量通道较多。测量功能规定了电话机、电声器件的具体测量功能，对于多通道数字化电声测试仪则规定了电声测试、噪声测试和谱分析、声强测试、声功率测量、声全息、声源定位等功能。测量范围分别对被测的电话机、传声器（咪头和送话器）、扬声器、耳机的电声性能指标等规定了测量范围。频率范围指仪器能进行测试的频率范围，通常可分为几个可供选择的频率范围，如 20Hz20 kHz，100 Hz10 kHz、200 Hz4 kHz。对于通用电声测试仪频率范围可达1 Hz200 kHz。信号发生器输出输出正弦波、扫频正弦波、锯齿波、三角波、方波
9、、扫幅正弦波、白噪声、粉红噪声、窄带噪声。扫频方式指仪器进行正弦波扫频时的频率间隔，以分数倍频程表示，可以是1/12、1/24、1/48 或 1/96，也可以是连续的。声源输出最大声压级指声源最大不失真输出声压级，例如为104 dBSPL，允许不失真例如为10 %。声源频响声源产生的声音经压缩或控制后的频响不均匀度，在50 Hz10 kHz 范围内一般应优于 1.0 dB。可编程电源供给电话机或送话器、咪头的输出电压范围。整机测试误差。指整机测试时可能的测量不确定度。3四、选购注意事项电声 测试仪的选择主要考虑它的功能，如用于上产线上作为产品性能检测的电声测试仪要求操作尽量简单，功能尽量专一，
10、价格尽可能低廉，有时要求有自动分选功能以便与自动分选机器配合使用；用于通用电声测试时则要求功能尽可能完善；用于校准计量的则对准确度有较高要求。电声测试仪按选购时要考虑的因素逐一排序（如图 2 所示），选择最适合您测量要求的电声测试仪。价格测量功能通道数频率范围测量范围实时谱分析功能外部配置自动分选功能图 2 电声测试仪选择排序选购电声测试仪应考虑因素：价格选购电声测试仪首先需要考虑产品价格范围。电声测试仪的价格取决于许多因素，包括功能、通道数、频率范围、外部配置等。一般情况下，相同指标的电声测试仪，国产比进口产品价格便宜很多。功能对于电声测试仪，测量功能是最重要的指标，它不但决定着电声测试仪的
11、应用范围，而且与电声测试仪的价格关系最大。通道数一般的电声测试仪只有 1 个通道，只测量 1 路声学参数。 有时需要测量多路参数，就需要选用多通道， 例如声全息系统就需要几十个甚至几百个通道， 多通道电声测试仪大大扩展了电声测试仪的用途。频率范围对于音频测量，频率范围20 Hz 20 kHz 已经足够，但是为了譜分析目的和更广泛用途，频率范围扩展到 1 Hz 200 kHz ；对于电话电声（通信电声）一般频率范围只要 200 Hz 4 kHz 或宽频带 100 Hz 10 kHz 。测量范围电声测试仪的适用范围很广，针对不同测量对象规定不同的测量指标和测量范围。测量范围最主要的有声压级测量范围
12、，通常在20 dB 140 dB 范围内。频谱分析功能为了对声信号进行频谱分析， 需要选择频谱分析功能。 在声学测量中用得最多的是倍频程和 1/3 倍频程频谱分析，以及FFT分析。以前频谱分析使用模拟滤波器来实现，现在大都采用数字技术，通过FFT和数字滤波器进行实时频谱分析。接口目前的电声测试仪一般都含有计算机上通用的RS232或 USB等接口，用于连接到打印机。校准电声测试仪在使用前中需要用声校准器进行声校准，声校准器往往作为电声测试4仪的配套仪器，成为电声测试仪的组成部分。 声校准器有活塞发声器和声级校准器两种，活塞发声器产生 250 Hz、124 dB 声压级，准确度等级为 1 级或 0 级；声级校准器产生 1000 Hz、94 dB 声压级，准确度等级为 2 级或 1 级。电声测试仪最好使用 1 级或 0 级声校准器校准，而不宜使用 2 级声校准器校准。5
