1、 扬声器基础讲座之一扬声器基础讲座之一 -扬声器主要性能及测试方法讲解扬声器主要性能及测试方法讲解天津洪波电子有限公司天津洪波电子有限公司 2019年年9月月前前 言言 本讲座是针对国家标准本讲座是针对国家标准GB/T9396-2019扬扬声器主要性能测试方法声器主要性能测试方法的技术讲解，可作为的技术讲解，可作为初步涉足扬声器设计的同志的学习资料，也可初步涉足扬声器设计的同志的学习资料，也可作为有一定经验的设计人员参考。作为有一定经验的设计人员参考。讲座分叁部分：讲座分叁部分：1）扬声器的主要性能介绍；）扬声器的主要性能介绍；2）扬声器的主要性能的测试条件和方法；）扬声器的主要性能的测试条件
2、和方法；3）附件。附件。编者编者一、扬声器的主要性能介绍一、扬声器的主要性能介绍 1.1.类别描述：类别描述：1 1）扬声器驱动单元）扬声器驱动单元#换能原理换能原理 如：电动式、电磁式、压电式、静电式等。目前最常用如：电动式、电磁式、压电式、静电式等。目前最常用的是电动式。的是电动式。#类型类型 如号筒式，直接辐射式，单个单元或多个单元，同轴或如号筒式，直接辐射式，单个单元或多个单元，同轴或不同轴，带分频器或不带分频器等。不同轴，带分频器或不带分频器等。2 2）扬声器系统）扬声器系统 可分为扬声器单元数量、类型和声负载，如闭箱式、倒可分为扬声器单元数量、类型和声负载，如闭箱式、倒相式、柱状或
3、线状等。相式、柱状或线状等。2.2.极性标志：极性标志：1 1）特性解释：）特性解释：是指在扬声器输入端馈入信号时，扬声器膜片产生是指在扬声器输入端馈入信号时，扬声器膜片产生运动的方向与输入端所加信号极性之间关系的标志。运动的方向与输入端所加信号极性之间关系的标志。2 2）实用价值：）实用价值：极性对使用单个扬声器的场合没有什么意义，但对极性对使用单个扬声器的场合没有什么意义，但对使用多只扬声器的系统或场合，尤其对立体声、多声道使用多只扬声器的系统或场合，尤其对立体声、多声道放声有致命影响。放声有致命影响。音箱音箱参考面一参考面一般为折环般为折环所在平面所在平面。号筒扬声器号筒扬声器参考面一参
4、考面一般为号筒般为号筒口所在平口所在平面。面。纸盆扬声器纸盆扬声器参考面一参考面一般为音箱般为音箱、扬声器、扬声器的安装面的安装面板表面。板表面。线状扬声器线状扬声器参考面一参考面一般由制造般由制造厂规定提厂规定提供。供。号筒扬声器号筒扬声器 3.3.参考面、参考点和参考轴：参考面、参考点和参考轴：这些都是由制造厂规定，而不是测得的，但原则上也这些都是由制造厂规定，而不是测得的，但原则上也都遵循一定的原则。都遵循一定的原则。1 1）参考面：）参考面：是一个位置与扬声器驱动单元或扬声器箱的某些特性是一个位置与扬声器驱动单元或扬声器箱的某些特性有关的平面。它确定参考点和参考点的位置和参考轴的方有关
5、的平面。它确定参考点和参考点的位置和参考轴的方向。向。号筒扬声器号筒扬声器 2 2）参考点：）参考点：是参考轴与参考面相交的点，由制造厂规定如是对称结构，是参考轴与参考面相交的点，由制造厂规定如是对称结构，参考点通常是几何对称点。参考点通常是几何对称点。如是非对称结构，参考点多数为高频扬声器的参数考点或如是非对称结构，参考点多数为高频扬声器的参数考点或中高频扬声器的中心点中高频扬声器的中心点 如圆形为园心如圆形为园心矩形和椭圆为中心矩形和椭圆为中心如多扬声器音响如多扬声器音响高频高频低频低频高频高频低频低频中频 3 3）参考轴：）参考轴：是一条通过参考点并以一定方向通过参考面的直线，通是一条通
6、过参考点并以一定方向通过参考面的直线，通常垂直于参考面，由制造厂规定。常垂直于参考面，由制造厂规定。如一般纸盆扬声器号筒扬声器多声道扬声器 4 4）测量轴：）测量轴：为参考点与测量传声器之间的联系线：测量点的方为参考点与测量传声器之间的联系线：测量点的方位由它与参考轴之间的夹角确定。位由它与参考轴之间的夹角确定。300测量轴参考轴测量一般性能时，夹角为测量一般性能时，夹角为0，如，如测量扬声器的指向性时，夹角根测量扬声器的指向性时，夹角根据需要变化据需要变化 4.4.纯音检听：纯音检听：1 1）特性解释：）特性解释：在额定频率范围内，馈给扬声器规定电压的正弦信号在额定频率范围内，馈给扬声器规定
7、电压的正弦信号检查扬声器的装配质量。检查扬声器的装配质量。2 2）测量方法：）测量方法：扬声器单元检听，馈给扬声器单元检听，馈给 扬声器正弦信号的电功率为扬声器正弦信号的电功率为1/21/2额定噪声功率，一般在额定噪声功率，一般在0.3M0.3M处检听，在此距离内应无处检听，在此距离内应无反射物，扬声器单元不另加负载。反射物，扬声器单元不另加负载。注：全频带及低频扬声器检听时，应以共振频率允注：全频带及低频扬声器检听时，应以共振频率允许偏差下限开始向高频扫描；如许偏差下限开始向高频扫描；如F0F0标准为标准为15015020Hz20Hz，那，那么起始频率应为么起始频率应为130Hz130Hz。
8、注：中频、高频扬声器检听时，应从分频点频率开始向高频注：中频、高频扬声器检听时，应从分频点频率开始向高频扫频。扫频。uf低频中频高频fe1fe2分频频率注：高顺性扬声器检听时，可以在产品标准规定的声负注：高顺性扬声器检听时，可以在产品标准规定的声负载上进行，应以共振频率允许偏差下限开始向高频扫频。载上进行，应以共振频率允许偏差下限开始向高频扫频。注：在便于检查垃圾声、碰圈声和机振声，在共振频率注：在便于检查垃圾声、碰圈声和机振声，在共振频率f0时近必须检听，但可以规定馈给扬声器较低的电压。时近必须检听，但可以规定馈给扬声器较低的电压。注：根据多年来了解的的实际，扬声器纯音检听条件，注：根据多年
9、来了解的的实际，扬声器纯音检听条件，主要由客户来规定，由于外行一般越严越好，一般是输入主要由客户来规定，由于外行一般越严越好，一般是输入全功率或全功率或1.2-1.5倍额定功率，全频带扫频，不允许使用倍额定功率，全频带扫频，不允许使用声负载。声负载。3）扬声器系统检听：）扬声器系统检听：馈给扬声器系统的正弦信号电压及检听距离由产品标准规馈给扬声器系统的正弦信号电压及检听距离由产品标准规定，检听时由系统的下限频率开始向高频扫频，衰减器置于定，检听时由系统的下限频率开始向高频扫频，衰减器置于频率响的平直位置或产品标准规定位置。频率响的平直位置或产品标准规定位置。注：扬声器系统一般由低、中、高频扬声
10、器组成，根据国注：扬声器系统一般由低、中、高频扬声器组成，根据国标标模拟节目信号模拟节目信号的内容，中频扬声器的额定功率一般设的内容，中频扬声器的额定功率一般设计为低频额定功率的计为低频额定功率的1/2，高频扬声器的额定功率一般设计为，高频扬声器的额定功率一般设计为低频额定功率的低频额定功率的1/4，所以在系统的纯音检听时应考虑之。，所以在系统的纯音检听时应考虑之。模拟节目信号的频谱如右：模拟节目信号的频谱如右：1251.6kFHzdB功率级5.5.阻抗和它的派生特性：阻抗和它的派生特性：1 1）额定阻抗）额定阻抗 特性解释：是一个由制造厂规定的纯电阻的阻抗，在特性解释：是一个由制造厂规定的纯
11、电阻的阻抗，在确定信号源的有效电功率时，用它来替代扬声器；是指阻抗确定信号源的有效电功率时，用它来替代扬声器；是指阻抗曲线上紧跟在第一个极大值后面的极小值。曲线上紧跟在第一个极大值后面的极小值。注：一般纸盆扬声器的额定阻抗是音圈直流阻的注：一般纸盆扬声器的额定阻抗是音圈直流阻的1.2-1.2-1.41.4倍具体倍数由扬声器的口径和此题的大小决定。倍具体倍数由扬声器的口径和此题的大小决定。2 2）阻抗曲线）阻抗曲线 特性解释：把阻抗数值表示为频率的函数特性解释：把阻抗数值表示为频率的函数 22fc21fl2RZ纸盆扬声器的典型阻抗曲线纸盆扬声器的典型阻抗曲线f0测量点测量点ZRef号筒扬声器典型
12、阻抗曲线号筒扬声器典型阻抗曲线f0ZfHz测量点测量点 3）总品质因数）总品质因数Qt 特性解释：在共振频率点的慢性抗（弹性抗）部分与特性解释：在共振频率点的慢性抗（弹性抗）部分与电阻的比值即：电阻的比值即：RQfm2t或或RQfc2lt （式中（式中m为扬声器振动系统的等效质量，为扬声器振动系统的等效质量，c为扬声器为扬声器振动系统的等效顺性）振动系统的等效顺性）注注1：上述定义的总品质因数仅适用于电动式扬声器：上述定义的总品质因数仅适用于电动式扬声器驱动单元及闭箱系统。驱动单元及闭箱系统。注注2：Qt、c和共振频率和共振频率f0 一起足以确定扬声器的低一起足以确定扬声器的低频特性。频特性。
13、6.等效空气容和等效空气容和Vas 特性解释：是指在封闭在刚性容器中空气的声顺与扬声特性解释：是指在封闭在刚性容器中空气的声顺与扬声器单元的声顺相等时体积。器单元的声顺相等时体积。注注:声顺声顺 m1mSCFSm力位移F 7.输入电压输入电压 1）短期输入电压：）短期输入电压：特性解释：扬声器单元或系统能承受持续时间为特性解释：扬声器单元或系统能承受持续时间为1秒，间隔为秒，间隔为60秒的模拟节目信号，而部产生永久性损坏的秒的模拟节目信号，而部产生永久性损坏的最大信号电压。最大信号电压。2）长期最大输入电压：）长期最大输入电压：特性解释：扬声器单元或系统能承受持续时间为特性解释：扬声器单元或系
14、统能承受持续时间为1分钟，间隔为分钟，间隔为2分钟重复分钟重复10次的模拟节目信号，而不产生次的模拟节目信号，而不产生永久性损坏的最大信号电压。永久性损坏的最大信号电压。3）额定正弦电压）额定正弦电压 特性解释：在额定频率范围内馈给扬声器以规定的特性解释：在额定频率范围内馈给扬声器以规定的模拟节目信号，而不产生热和机械损坏的持续信号电压，模拟节目信号，而不产生热和机械损坏的持续信号电压，该电压为在规定的持续时间内，使用正弦信号测量时电压该电压为在规定的持续时间内，使用正弦信号测量时电压的极限值，如无特殊规定，持续时间应为的极限值，如无特殊规定，持续时间应为1小时。小时。注注1：该电压值是频率的
15、函数。：该电压值是频率的函数。注注2：该电压值与扬声器的安装方式有关。：该电压值与扬声器的安装方式有关。4）额定噪声电压：）额定噪声电压：特性解释：在额定频率范围内馈给扬声器以规定的特性解释：在额定频率范围内馈给扬声器以规定的模拟节目信号，而不产生热和机械损伤的信号电压。模拟节目信号，而不产生热和机械损伤的信号电压。8.输入电功率输入电功率 1）短期最大功率）短期最大功率 特性解释：与短期最大输入电压对应的电功率，其定特性解释：与短期最大输入电压对应的电功率，其定为为 其中其中Um 是短期最大输入电压，是短期最大输入电压，R是额定阻抗。是额定阻抗。2）长期最大功率）长期最大功率 特性解释：与长
16、期最大输入电压对应的电功率。特性解释：与长期最大输入电压对应的电功率。3）额定正弦功率额定正弦功率 特性解释：与额定正弦电压对应的电功率。特性解释：与额定正弦电压对应的电功率。4）额定噪声功率额定噪声功率 特性解释：与额定噪声电压对应的电功率。特性解释：与额定噪声电压对应的电功率。9.频率特性频率特性 1）额定频率范围）额定频率范围 特性解释：由制造厂规定的扬声器的频率范围。特性解释：由制造厂规定的扬声器的频率范围。RU2m2）共振频率）共振频率 特性解释：特性解释：a：在扬声器单元的阻抗模值随频率递增变化的曲：在扬声器单元的阻抗模值随频率递增变化的曲线上，出现某一个阻抗极大值时的频率。线上，
17、出现某一个阻抗极大值时的频率。b：闭箱扬声器系统（包括分频器）的阻抗模值随：闭箱扬声器系统（包括分频器）的阻抗模值随频率递增变化的曲线上，出现第一个极大值时的频率。频率递增变化的曲线上，出现第一个极大值时的频率。f0Za：Reff0Zfb：c：倒相或无源辐射扬声器系统（包括分频器）的阻抗模：倒相或无源辐射扬声器系统（包括分频器）的阻抗模值随频率递增变化的曲线上，某一个主要阻抗极大值后的值随频率递增变化的曲线上，某一个主要阻抗极大值后的某一个极小值时的频率。某一个极小值时的频率。倒相箱倒相箱无源辐射箱无源辐射箱f0Z测量点测量点fu10.自由场和半空间自由场条件下的声压自由场和半空间自由场条件下
18、的声压 1）指定频带内的声压）指定频带内的声压 特性解释：馈给扬声器以规定频率范围、规定电特性解释：馈给扬声器以规定频率范围、规定电压值的粉红噪声信号时，扬声器在参数轴上离参数点规定压值的粉红噪声信号时，扬声器在参数轴上离参数点规定距离处所产生的声压。距离处所产生的声压。2）指定频带内的声压极）指定频带内的声压极L r L r=20lg 单位单位 dB 式中：式中：Pr：测得的指定频带内的声压单位：测得的指定频带内的声压单位Pa Po：基准声压：基准声压20Pa（即（即1000Hz声音的声音的可听阈声压）可听阈声压）如：如：80dB的声压级的声压级 对应的声压为对应的声压为0.2Pa 90dB
19、的声压级的声压级 对应的声压为对应的声压为0.6324Pa PrPo 3）指定频带内的特性灵敏度）指定频带内的特性灵敏度 特性解释：在指定频带内的声压换算成输入功率为特性解释：在指定频带内的声压换算成输入功率为1W和参数轴上距离参数点和参数轴上距离参数点1m处的值。处的值。4）指定频带内特性灵敏度级）指定频带内特性灵敏度级 特性解释：特性灵敏度与基准声压（特性解释：特性灵敏度与基准声压（20Pa）比值）比值的对数值乘以的对数值乘以20以以dB表示。表示。例如：例如：馈给扬声器的功率增大馈给扬声器的功率增大1倍，声压提倍，声压提 高高，倍，声压级提高倍，声压级提高3dB。馈给扬声器的电压增大馈给
20、扬声器的电压增大1倍，声压提高倍，声压提高 1倍，声压级提高倍，声压级提高6dB。馈给扬声器的功率增大至馈给扬声器的功率增大至10倍，声压提倍，声压提高高 倍，声压级提高倍，声压级提高10dB。5）指定频带内的平均声压）指定频带内的平均声压 特性解释：指定频带内所有特性解释：指定频带内所有1/3oct频带测得到声频带测得到声压方均根值压方均根值 即即P平均平均 =210nn21PPP 6）指定频带内的平均声压级）指定频带内的平均声压级 特性解释：特性解释：5）中的值和基准声压比值的对数）中的值和基准声压比值的对数值乘以值乘以20以以dB表示。表示。说明说明：oct是倍频率（是倍频率（octiv
21、e）的缩写，两个）的缩写，两个声音的频率比值以声音的频率比值以2为底的对数称之谓频程，对数表为底的对数称之谓频程，对数表达式为达式为:n为倍频程数，可以是分数或整数，例如为倍频程数，可以是分数或整数，例如 n=1，1/3则称为则称为“倍频称倍频称”和和“三分之一陪频程三分之一陪频程”，在电声工程中常用这两种倍频程。在电声工程中常用这两种倍频程。如：如：100-200Hz，500-100Hz就是倍频程。就是倍频程。100-125Hz，1600-2000Hz就是三分之一就是三分之一倍频程。倍频程。122fflogn=附件：常用带通滤波器中心频率和频率范围的一部分：附件：常用带通滤波器中心频率和频率
22、范围的一部分：中心频率中心频率 （Hz）1/1倍频程倍频程1/3倍频程倍频程低频（Hz）高频（Hz）低频（Hz）高频（Hz）10089.111212589177110140160142.6179.520017622425017735422328031528135340035644950035470744656163056170780071389810007071414891112211.自由场和半空间自由场条件下的响应自由场和半空间自由场条件下的响应 1）频率响应）频率响应 特性解释：在自由场或半空间自由场条件下，在相对特性解释：在自由场或半空间自由场条件下，在相对于参数轴和参数点的指定位置，
23、以规定的恒定电压测得的作为于参数轴和参数点的指定位置，以规定的恒定电压测得的作为频率函数的声压级，所用的恒定电压为正弦信号，或为频带噪频率函数的声压级，所用的恒定电压为正弦信号，或为频带噪声信号。声信号。SPL(dB)(Hz)fSPL(dB)(Hz)f 2）有效频率范围）有效频率范围 特性解释：是上限频率和下限频率为界限的频率特性解释：是上限频率和下限频率为界限的频率范围。范围。12.指向特性指向特性 1）指向性图形）指向性图形 特性解释：在自由场条件下规定的平面内测得的声特性解释：在自由场条件下规定的平面内测得的声压级表示为：测量轴和参数轴之间夹角的函数，它可以随频压级表示为：测量轴和参数轴
24、之间夹角的函数，它可以随频率不同而变化。率不同而变化。0045090013501800225027003150低频典型图形低频典型图形0045090013501800225027003150高频典型图形高频典型图形 2）指向性频响曲线）指向性频响曲线 特性解释：在偏离参数轴不同角度处测得的一特性解释：在偏离参数轴不同角度处测得的一组曲线。组曲线。(Hz)SPL(dB)f 3）辐射角）辐射角 特性解释：在包含参数轴的平面内，相对于参特性解释：在包含参数轴的平面内，相对于参数轴测得的角度在此角度上和规定的距离处，测得数轴测得的角度在此角度上和规定的距离处，测得的声压级比在参数轴上测得的声压级低的声
25、压级比在参数轴上测得的声压级低10dB。003004）振幅非线性）振幅非线性 总谐波失真、总谐波失真、dt 特性解释：特性解释：以以%计：计：dt=%100ptppp2nf2f322f n次谐波失真次谐波失真dn 特性解释：特性解释：以以%计：计：dn=%100ptpnf以以dB计：计：Ldn=20Lg100dn如：扬声器的二次谐波失真为如：扬声器的二次谐波失真为10%即即d2=10%那么以那么以dB计的计的Ldn=20Lg =20dB10010 5）特性谐波失真）特性谐波失真 特性解释：通过在指定频带内的平均声压特性解释：通过在指定频带内的平均声压Pm表表示总品质谐波失真。示总品质谐波失真。
26、13.漏磁场（杂散磁场）漏磁场（杂散磁场）特性解释：在距离扬声器任何组成部分某以规定距特性解释：在距离扬声器任何组成部分某以规定距离处由于扬声器磁回路的泄露而产生的杂散磁场。离处由于扬声器磁回路的泄露而产生的杂散磁场。14.物理特性物理特性 1）尺寸：扬声器的外形结构和安装尺寸。）尺寸：扬声器的外形结构和安装尺寸。2）重量：扬声器使用时的重量。）重量：扬声器使用时的重量。3）电缆配套件。）电缆配套件。15.设计数据设计数据 设计数据可作为补充资料提供给客户设计数据可作为补充资料提供给客户 如：如：-总气隙磁通量总气隙磁通量 -气隙磁通密度气隙磁通密度 -音圈直流电阻音圈直流电阻 -磁体的重量和
27、质量磁体的重量和质量二、性能参数的测量方法二、性能参数的测量方法 1.1.极性标志极性标志 按规定馈给扬声器以瞬时直流电压，引起膜片向按规定馈给扬声器以瞬时直流电压，引起膜片向扬声器前方运动时，与电压正级相连接的输入端为扬扬声器前方运动时，与电压正级相连接的输入端为扬声器正极，用红色或符号声器正极，用红色或符号“+”表示。表示。+-电池+-+-+-万用表直流微安或毫安万用表直流微安或毫安挡挡ok极性检测仪极性检测仪+-+-2.2.纯音检听纯音检听 馈给扬声器正弦信号的点电功率为二分之一，额定馈给扬声器正弦信号的点电功率为二分之一，额定噪声功率一般在噪声功率一般在0.3m0.3m处检听，在此距离
28、内无反射物，扬处检听，在此距离内无反射物，扬声器单元不另加声负载。声器单元不另加声负载。声频信号发生器声频信号发生器功率放大器功率放大器有效值电压表有效值电压表注：注：1）全频带及低频扬声器，应从共振频率允许偏差）全频带及低频扬声器，应从共振频率允许偏差下限开始向高频扫频。下限开始向高频扫频。2）中频、高频扬声器，应从分频点频率开始向高）中频、高频扬声器，应从分频点频率开始向高频扫频。频扫频。3）高频扬声器，可以在产品标准现定的声负载上）高频扬声器，可以在产品标准现定的声负载上进行。进行。4）为便于检查垃圾声碰圈声和机械声，在共振频）为便于检查垃圾声碰圈声和机械声，在共振频率率f0 附近必须检
29、听，但可以规定较低的信号电压。附近必须检听，但可以规定较低的信号电压。5）以上各项都必须服从客户要求，必要时可与客）以上各项都必须服从客户要求，必要时可与客户协商。户协商。3.阻抗及其派生特性阻抗及其派生特性 1）额定阻抗）额定阻抗声频信号发生器声频信号发生器K有效值电压表有效值电压表RSRK 这是恒流法，测量所使用这是恒流法，测量所使用的电压值或电流值应足够准，的电压值或电流值应足够准，应保持扬声器工作在线性状态应保持扬声器工作在线性状态。RS=3-10RKf0ZRef额定阻抗曲线额定阻抗曲线一般纸盆扬声器，根据直径大小分别规定为一般纸盆扬声器，根据直径大小分别规定为1000、400、200
30、Hz2）总品质因数（）总品质因数（Qt）品质因数品质因数Qt可以由扬声器的阻抗曲线来确定，并可以由扬声器的阻抗曲线来确定，并按下式计算。按下式计算。1rrrfffr1t2121201200QZfZ maxr1Ref1f0f3ReV1-在频率在频率f1.f2处阻抗处阻抗Z 1、Z 2对对Re之比，上式中之比，上式中r0/f0处阻抗极大值处阻抗极大值z max对扬声器直流阻对扬声器直流阻Re之比。之比。f1和和f2在在f0附近对称的两个频率点，在两处的阻抗值相附近对称的两个频率点，在两处的阻抗值相等，其值为等，其值为r1、Re 。当当r1=和和f0可用可用 代替时，由于阻抗曲线的代替时，由于阻抗曲
31、线的对称而产生对称而产生Qt的计算误差减至最小于是的计算误差减至最小于是Qt的计算公的计算公式可以简化为：式可以简化为：0r21ff021120rffffftQ3）等效空气容积）等效空气容积Vas 塞板把扬声器单元安装在不具有衬把扬声器单元安装在不具有衬里的结识的试验箱里，箱子应有一里的结识的试验箱里，箱子应有一个简单的开口，可用用塞板塞死，个简单的开口，可用用塞板塞死，使箱子成为封得很好的闭箱。使箱子成为封得很好的闭箱。把箱子的开口封闭，测出系统把箱子的开口封闭，测出系统的的f0。把箱体开口打开，测出把箱体开口打开，测出fL、fB、fH三个频率值。三个频率值。fB fLfH Zf系统真正的共
32、振频率202H2Lf-fffBO由此可以算出扬声器单元安装在无限大障板上的共由此可以算出扬声器单元安装在无限大障板上的共振频率振频率fro可用下式得出：可用下式得出：BOHLf/fffro扬声器顺性的等效空气容积扬声器顺性的等效空气容积1ff2ro0basVV式中式中V b为测试箱的内部静容积。为测试箱的内部静容积。4.输入电压输入电压1）短期最大输入电压：）短期最大输入电压：粉红噪声发粉红噪声发生器生器模拟节目信模拟节目信号滤波器号滤波器限幅器限幅器带通滤带通滤波器波器功率放功率放大器大器扬声器扬声器有效值有效值电压表电压表门电路门电路通通1s停停60sf能量器能量器信号信号f 2）长期最大
33、输入电压）长期最大输入电压 同上但们电路的特性为通同上但们电路的特性为通1min，停，停2min3）额定噪声电压）额定噪声电压按以下线路连接按以下线路连接粉红噪声发粉红噪声发生器生器模拟节目信模拟节目信号滤波器号滤波器限幅器限幅器带通滤带通滤波器波器功率放功率放大器大器有效值有效值电压表电压表门电路门电路通通1s停停60s扬声器扬声器扬声器应放在不小于扬声器应放在不小于8m3的房间中。的房间中。功率放大器的频响不差于功率放大器的频响不差于20-20KHz0.5dB。功率放大器的输出阻抗不大于扬声器额定阻抗的功率放大器的输出阻抗不大于扬声器额定阻抗的 1/3，并能提供两倍于额定噪声电压的信号，谐
34、波失，并能提供两倍于额定噪声电压的信号，谐波失真不大于真不大于10%。扬声器能连续工作扬声器能连续工作100h，也可用，也可用1.2倍（或倍（或1.5倍）的噪声功率试验倍）的噪声功率试验48h（或（或24h）有争议时应以）有争议时应以100h为准。为准。5.输入电功率输入电功率1）短期最大功率）短期最大功率2）长期最大功率）长期最大功率 3）额定噪声功率与额定噪声电压对应的电功率。）额定噪声功率与额定噪声电压对应的电功率。与短期、长期最大输入电压对应的电功率与短期、长期最大输入电压对应的电功率6.共振频率共振频率1）通常采用恒压法）通常采用恒压法 如下图连接如下图连接声频信号发声频信号发生器生
35、器Rs有效值电压有效值电压表表Rs为为1/5-1/10的扬声器额的扬声器额定阻抗。定阻抗。2）测量时扬声器辐射面前方）测量时扬声器辐射面前方0.3m内应无反射物，扫描频内应无反射物，扫描频率当电压表知识第一个极小值时，此时对应的频率即为扬率当电压表知识第一个极小值时，此时对应的频率即为扬声器的共振频率。声器的共振频率。4）测量时扬声器的输入电压用以下公式确定）测量时扬声器的输入电压用以下公式确定当当1W额定噪声功率（额定噪声功率（pen）10W时时ZUpen1.0当当1W额定噪声功率（额定噪声功率（pen）1W时时ZU1.0当当1W额定噪声功率（额定噪声功率（pen）1W时时ZU 其中其中 Z
36、 为为扬声扬声器的器的额定额定阻抗阻抗7.自由场和半空间自由场条件下的声压自由场和半空间自由场条件下的声压1）指定频带内声压）指定频带内声压粉红噪声发粉红噪声发生器生器模拟节目信模拟节目信号滤波器号滤波器功率放功率放大器大器测量放测量放大器大器自由空间自由空间有效值有效值电压表电压表 把规定电压把规定电压Vp和规定带宽的粉红噪声信号馈给扬声和规定带宽的粉红噪声信号馈给扬声器，在规定的距离测量声压器，在规定的距离测量声压Pr。测量条件应在结果中测量条件应在结果中2/1以说明。以说明。2）指定频带内的声压级）指定频带内的声压级PrPoL r=20lg 3）指定频带内的特性灵敏度）指定频带内的特性灵
37、敏度 规定的输入电压规定的输入电压Up为为1W响应的电压，数值上响应的电压，数值上与与 相等测量距离为相等测量距离为1m。4）指定频带内特性灵敏度级）指定频带内特性灵敏度级 同同2）5）指定频带内平均声压）指定频带内平均声压RnprPm=式中：式中：Pr指定频率内的声压。指定频率内的声压。n 指定频率内指定频率内1/3oct的数目。的数目。6）指定频带内的平均声压级）指定频带内的平均声压级 同同2）8.自由场和半空间自由场条件下的响应自由场和半空间自由场条件下的响应1）频率响应）频率响应 把扬声器置于正常测量条件下的自由场或半空间自把扬声器置于正常测量条件下的自由场或半空间自由场环境中。由场环
38、境中。馈给扬声器恒定电压的频带噪声信号或正弦信号。馈给扬声器恒定电压的频带噪声信号或正弦信号。测量至少因覆盖扬声器的有效频率范围，用频带噪测量至少因覆盖扬声器的有效频率范围，用频带噪声的测量可以用下列两种方法中的一种来完成。声的测量可以用下列两种方法中的一种来完成。粉红噪声发粉红噪声发生器生器1/3oct录波录波器器功率放功率放大器大器粉红噪声发粉红噪声发生器生器功率放大器功率放大器1/3oct录波器录波器测量放测量放大器大器结果以声压结果以声压-频率曲线来表示，其条件应注明。频率曲线来表示，其条件应注明。2）有效频率范围）有效频率范围 在用正弦信号测得的频率响应曲线上，在灵敏度在用正弦信号测
39、得的频率响应曲线上，在灵敏度值最大的区域内取一个倍频程带宽，在其中按值最大的区域内取一个倍频程带宽，在其中按1/3oct取取4个点计算其声压级的算术平均值，下降个点计算其声压级的算术平均值，下降10dB划一条划一条水平线，它与频率响应曲线高低两端的交点（即水平线，它与频率响应曲线高低两端的交点（即f2和和f1）所对应的频率范围，即为有效频率范围（对纸盆扬）所对应的频率范围，即为有效频率范围（对纸盆扬声器，通常用声器，通常用f0作为下限频率）但对于各值为频带音质作为下限频率）但对于各值为频带音质小于小于1/9oct的部分不计算在内。的部分不计算在内。1/9oct10f1f0f2fdB声声压压级级
40、 如灵敏度较高段为如灵敏度较高段为1k-2kHz，则应取以下，则应取以下4个频率个频率点计算平均值：点计算平均值：1k、1.25k、1.6k、2k。8.指向特性指向特性 1）扬声器置于正常测量条件下的自由场环境内。）扬声器置于正常测量条件下的自由场环境内。2）测量扬声器置于包含参数轴的平面内，距参数点规）测量扬声器置于包含参数轴的平面内，距参数点规定距离。定距离。3）使用能连续改变角度的转角）使用能连续改变角度的转角 ，在额定频率范围内测得的指定频率或频带的极坐标响应曲在额定频率范围内测得的指定频率或频带的极坐标响应曲线族，最好选择线族，最好选择1/3oct或或1/1oct的频率，但至少应包括
41、的频率，但至少应包括500、1000、2000、4000、8000Hz。声频信号发声频信号发生器生器功率放大器功率放大器测量放测量放大器大器自由空间自由空间有效值有效值电压表电压表转台转台测量放测量放大器大器2）指向性频响曲线）指向性频响曲线 在偏离参数轴不同角度的条件下，用测量频率响应的方在偏离参数轴不同角度的条件下，用测量频率响应的方法进行测量，测量结果为一个以角度为参变量的声压法进行测量，测量结果为一个以角度为参变量的声压-频率频率曲线族。曲线族。3）辐射角）辐射角 辐射角由指向性图形中导出。辐射角由指向性图形中导出。如扬声器式系统不是以参数轴对称的（椭圆型如扬声器式系统不是以参数轴对称
42、的（椭圆型扬声器）则应给出两个互相垂直平面内的结果。扬声器）则应给出两个互相垂直平面内的结果。0045090013501800225027003150-10-20如图所示，以如图所示，以-10dB为要求为要求辐射角为辐射角为300.即即6004）指向性指数）指向性指数 指向数指数指向数指数D：可由下述方法决定。：可由下述方法决定。按自由场条件，在按自由场条件，在1m处听得声压级处听得声压级Lax。按扩散场条件下测得的声压级按扩散场条件下测得的声压级LP。在两个测量中扬声器均馈以相同的滤波的粉在两个测量中扬声器均馈以相同的滤波的粉 红噪声声压。红噪声声压。指向性指数由下式确定指向性指数由下式确定
43、 D=Lax-Lp+10lgT/T0-10lgV/V0+25dB 式中：式中：T 混响室的混响时间以混响室的混响时间以S为单位。为单位。T0 参数混响时间参数混响时间1s。V 混响时间容积，以混响时间容积，以m3为单位。为单位。V0 参数容积参数容积1m3。9.振幅非线性振幅非线性正弦信号扫描法正弦信号扫描法声频信号发声频信号发生器生器功率放大器功率放大器1/3oct频率频率分析器分析器自由场自由场有效值有效值电压表电压表电平记录电平记录仪仪9.振幅非线性振幅非线性正弦信号扫描点测法正弦信号扫描点测法声频信号发声频信号发生器生器功率放大器功率放大器测量放大测量放大器器自由场自由场有效值有效值电
44、压表电压表示波器示波器失真测失真测量仪量仪1）总谐波失真）总谐波失真 馈给扬声器正弦电压，其频率递增到馈给扬声器正弦电压，其频率递增到500Hz，其输，其输入电压应尽可能与预计使用情况相对应，但不应超过额定入电压应尽可能与预计使用情况相对应，但不应超过额定正弦电压。正弦电压。测量包括基频在内的总声压测量包括基频在内的总声压Pt。测量各谐波成分的声压测量各谐波成分的声压Pnf。总谐波失真可由下式确定。总谐波失真可由下式确定。%100ppppdt2nf2f322ft 以以%计：计：以以dB计：计：100dtlg20dtL测量结果做为基频的函数表示成曲线，使用扫频测量结果做为基频的函数表示成曲线，使
45、用扫频器时，失真值以器时，失真值以dB表示，用点测法时以表示，用点测法时以“%”表示表示，不论何种方法，都应注明测量条件。，不论何种方法，都应注明测量条件。如如10%的失真值以的失真值以dB计为计为-20dB -10dB失真值以失真值以“%”计为计为3.16%2）n次谐波失真（次谐波失真（n=2或或n=3）方法基本同上方法基本同上 二次谐波失真由下式确定。二次谐波失真由下式确定。%100ppdtf22以以%计：计：以以dB计：计：100d2lg20d2L%100ppdtf33以以%计：计：以以dB计：计：100d3lg20d3L三次谐波失真由下式确定。三次谐波失真由下式确定。3）特性谐波失真）
46、特性谐波失真粉红噪声发粉红噪声发生器生器功率放大器功率放大器1/3oct频率频率分析器分析器自由场自由场有效值有效值电压表电压表电平记录电平记录仪仪1/3oct滤波滤波器器 测量方法基本同测量方法基本同1），只是馈给扬声器的电信号为），只是馈给扬声器的电信号为1/3oct带宽的粉红噪声信号。带宽的粉红噪声信号。4）总噪声失真）总噪声失真 测量方法同测量方法同1），只是把正弦信号输入改用），只是把正弦信号输入改用1/3oct的粉红噪声信号来代替。的粉红噪声信号来代替。5）n次噪声失真（次噪声失真（n=2或或n=3）测量方法同测量方法同2），只是把正弦信号输入改用），只是把正弦信号输入改用1/3o
47、ct的粉红噪声信号。的粉红噪声信号。6）特性噪声失真）特性噪声失真 测量方法同测量方法同3），只是把正弦信号输入改用），只是把正弦信号输入改用1/3oct的粉红噪声信号。的粉红噪声信号。10.漏磁场（杂散磁场）漏磁场（杂散磁场）1）扬声器漏磁场的测量，包括图中标明的那些点，如）扬声器漏磁场的测量，包括图中标明的那些点，如无其它理由，测量距离正、反轴向为无其它理由，测量距离正、反轴向为80mm，450方向方向和其余方向为和其余方向为60mm，如客户另有要求，必须测量之后，如客户另有要求，必须测量之后满足其要求。满足其要求。图图 6注：注：p点为漏磁测量点。箭头方向为探测器的测量点为漏磁测量点。箭
48、头方向为探测器的测量方向。方向。（a）（b）图图 7（c）（d）图图 7（e）（f）图图 7注：图中注：图中a、b、c尺寸由产品标准规定，尺寸由产品标准规定，D为测量距离，单为测量距离，单位：位：mm。图图 8三三 附件附件1.标准障板（标准障板（IEC285）1）尺寸：）尺寸：16501350mm.由高内阻尼的硬木制成。由高内阻尼的硬木制成。d300d2）对于外径大于）对于外径大于50mm图图9的图形扬声器的图形扬声器d=1mm。对于外径小于等于对于外径小于等于100mm的图形扬声器和短轴小于等的图形扬声器和短轴小于等 于于100mm d=5mm。对于外径尺寸大于对于外径尺寸大于100mm的
49、图形扬声器和短轴大于的图形扬声器和短轴大于100mm非圆形扬声器非圆形扬声器d=10mm。否则高频响应将有很大误差，（因为辐射方向形成一否则高频响应将有很大误差，（因为辐射方向形成一个管状腔室。）个管状腔室。）2.白噪声和粉红噪声（白噪声和粉红噪声（white noise、pint noise）噪声信号一般分为白噪声和粉红噪声两种，其定义如下：噪声信号一般分为白噪声和粉红噪声两种，其定义如下：白噪声白噪声 -指频谱连续而均匀的噪声，在很宽频率范指频谱连续而均匀的噪声，在很宽频率范 内内 用固定带宽测量时，在线性频率坐标系中，用固定带宽测量时，在线性频率坐标系中，其能量分布是均匀的，在对数频率坐
50、标系中其能量分布是均匀的，在对数频率坐标系中 其能量分布每倍频程上升其能量分布每倍频程上升3dB。粉红噪声粉红噪声-指频谱连续而均匀下降的噪声，在很宽频率指频谱连续而均匀下降的噪声，在很宽频率 范围内，用固定带宽测量时，在线性频率坐范围内，用固定带宽测量时，在线性频率坐 标系中，其能量分布连续均匀下降，在对数标系中，其能量分布连续均匀下降，在对数 频率坐标系中，其能量分布是均匀的。频率坐标系中，其能量分布是均匀的。50201002002000f能能量量dB3dB白噪声白噪声50201002002000f能能量量dB粉红噪声粉红噪声3.电声测量中为什么使用对数坐标电声测量中为什么使用对数坐标 在
