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計量論壇

標題: 測試傳聲器的開路靈敏度和插入電壓校準 [打印本頁]

作者: 杭州愛華 時間: 2010-11-19 10:02
標題: 測試傳聲器的開路靈敏度和插入電壓校準
本帖最后由杭州愛華于 2010-11-19 10:12 編輯

測試傳聲器出廠時廠家通常給出它的開路靈敏度，開路靈敏度So定義為傳聲器的開路輸出電壓與作用在它上面的聲壓之比。實際上，傳聲器通常是與前置放大器配合使用的，當傳聲器接上前置放大器后，前置放大器的輸出電壓與作用在傳聲器上的聲壓之比，稱之為負載靈敏度Sl。由于前置放大器具有一定的衰減，前置放大器的輸入電容也會降低傳聲器的靈敏度，因此，負載靈敏度會比開路靈敏度低，對于不同的傳聲器和前置放大器，降低值都會不同。所以，當你拿到一只50 mV/Pa開路靈敏度的測試傳聲器，將它裝在前置放大器上，然后在傳聲器上加上聲壓，例如聲級校準器產生94 dB（1 Pa）、1000 Hz聲壓，測試前置放大器的輸出電壓可能只有40幾mV，而不會是50 mV。前置放大器如做得好，它的衰減小(如小于-0.2 dB)，輸入電容也小（如小于0.5 pF），那么輸出電壓會高一些，否則會降得更多。而傳聲器的開路靈敏度則與之無關，這也是為什么出廠時傳聲器的靈敏度都是用開路靈敏度表示的原因。

測試傳聲器的開路靈敏度在日常使用中是無法測量的，一般都是使用聲校準器對包括傳聲器在內的整機進行現場校準，以確定整機的靈敏度。如果你要根據傳聲器的開路靈敏度來設定整機的靈敏度，則要考慮前置放大器的衰減和輸入電容對測試傳聲器靈敏度的影響，而不能直接使用開路靈敏度來設定。

在傳聲器生產廠出廠時，最好給出它的開路靈敏度，以便客觀地評價傳聲器的靈敏度。在考核傳聲器的穩定性，最好也要用開路靈敏度。為了校準傳聲器的開路靈敏度，需要使用插入電壓校準方法，通常只能在計量部門或實驗室進行。

傳聲器開路靈敏度的校準要用專門的前置放大器，它可以使傳聲器外殼與地相連，也可以使傳聲器外殼與地隔開，以便從傳聲器外殼加入校準電壓，一般前置放大器不能使用于傳聲器開路靈敏度的校準。

校準時，首先將活塞發聲器套入傳聲器并打開電源，活塞發聲器產生250 Hz、124 dB聲壓級（聲壓為31.62 Pa）加到傳聲器上，傳聲器經前置放大器輸出電壓送到毫伏表，記下該讀數(例如為1452 mV)。

使活塞發聲器停止發聲，將信號發生器的輸出電壓加到與前置放大器外殼絕緣的傳聲器外殼上（一般通過具有插入電壓校準功能的測量放大器或專用儀器供給），傳聲器作為一個幾個至幾十pF的電容將信號耦合到前置放大器，再輸出到毫伏表。調節信號發生器的頻率為250Hz、信號幅度調節到使毫伏表上指示值與活塞發聲器校準時相同（例如為1452 mV），這時信號發生器的輸出電壓（mV）除以活塞發聲器產生的聲壓（Pa），即為被測傳聲器的開路靈敏度So，即：

So= 1452 mV÷31.62 Pa = 45.9 mV/Pa

也可以使用1000 Hz、94 dB的聲校準器來進行校準，因為94 dB正好是1 Pa，所以毫伏表指示的毫伏值就是傳聲器的開路靈敏度值。但是如果被校準的是自由場響應測試傳聲器，它在1000 Hz的聲壓響應比250 Hz時要低，對于1/2英寸傳聲器約低0.15~0.2 dB。

我公司研發的AWA6050型靜電激勵器電源具有插入電壓校準功能，只需配合信號發生器、交流數字電壓表、聲校準器和專用前置放大器就可對測試傳聲器進行插入電壓校準。還可以使用靜電激勵器進行傳聲器和聲級計等聲學測量儀器的頻率響應測量。

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