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声学测试规范
發(fā)布時(shí)間:2024/3/24
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豆豆
文章目錄
- 一、聲音
- 二、聲學(xué)相關(guān)參數(shù)
- 三、聲強(qiáng)/聲功率/聲壓級(jí)/聲強(qiáng)級(jí)/聲功率級(jí)
- 四、響度/響度級(jí)/等響曲線
- 五、揚(yáng)聲器(喇叭)
- 六、傳聲器(麥克風(fēng))
一、聲音
人耳的聽覺范圍:20Hz~20kHz
不同的人在不同的狀態(tài)下能聽到的范圍不同,測(cè)試過程中經(jīng)常會(huì)讀取1kHz的頻響值作為參考數(shù)值。
二、聲學(xué)相關(guān)參數(shù)
- 頻率/周期/波長(zhǎng)/波數(shù)
- 頻程/頻譜
頻程&倍頻程
- 頻程:
頻帶,頻率的相對(duì)尺度,兩個(gè)聲或信號(hào)之間的距離。把20Hz到20000Hz的聲頻范圍分為幾個(gè)段落,每個(gè)頻帶成為一個(gè)頻程。 - 倍頻程:
兩信號(hào)頻率之比取以2為底的對(duì)數(shù)值取為n,n表示倍頻程數(shù)。
頻譜&頻譜分析
- 頻譜:
把時(shí)間函數(shù)的分量按幅值或相位表示為頻率的函數(shù)的分布圖形。 周期越短頻率越高,參考f=1/T。 - 頻譜分析:
將時(shí)域信號(hào)加以傅里葉變換變換至頻域進(jìn)行分析的方法稱為頻譜分析。
三、聲強(qiáng)/聲功率/聲壓級(jí)/聲強(qiáng)級(jí)/聲功率級(jí)
聲強(qiáng)&聲功率
- 聲強(qiáng)(I):
聲波平均能流密度的大小叫聲強(qiáng)。 - 聲功率(W/P):
聲強(qiáng)對(duì)面積積分,則為單位時(shí)間內(nèi)通過一定面積的的聲波能量叫做聲功率。
壓級(jí)/聲強(qiáng)級(jí)/聲功率級(jí)
- 級(jí):
聲學(xué)中一個(gè)量與同類基準(zhǔn)量之比的對(duì)數(shù),其單位為分貝。 - 聲壓級(jí):
給定聲壓與參考聲壓之比取lg對(duì)數(shù)乘20,參考聲壓為20μPa - 聲強(qiáng)級(jí):
指該處的聲強(qiáng)與參考聲強(qiáng)的比值取lg對(duì)數(shù)值乘10,參考聲強(qiáng)為I = 10^(-12 )w/m2 。 - 聲功率級(jí):
聲功率與基準(zhǔn)聲功率之比取lg對(duì)數(shù)乘10, 基準(zhǔn)聲功率Wo為10^(-12)w。
四、響度/響度級(jí)/等響曲線
- 響度:
描述聲音的響亮程度,單位是宋(sone),定義頻率為1kHz、聲強(qiáng)級(jí)為40dB的1kHz純音響度為1宋。 - 響度級(jí):
用LN表示,指在數(shù)值上與此聲音同響的1kHz純音的聲壓級(jí),單位是方(phon)。 - 等響曲線:
指典型聽音者感覺響度相同的純音的聲壓級(jí)與頻率關(guān)系的曲線。 - 計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò):
考慮到人耳聽覺在不同的頻率有不同的靈敏度,常配置一些特定的濾波電路,叫計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。一般聲級(jí)測(cè)量均采用A 計(jì)權(quán)。A計(jì)權(quán)為 40Phone等響曲線的翻轉(zhuǎn),模擬55dB以下低強(qiáng)度噪聲特性。由A 計(jì)權(quán)測(cè)量的聲級(jí)稱為A 聲級(jí),記作LPA或dB(A) 。
五、揚(yáng)聲器(喇叭)
類型
- 電動(dòng)式/動(dòng)圈式:
與振膜固定在一起的線圈置于磁場(chǎng)中,通過電磁效應(yīng)產(chǎn)生作用力帶動(dòng)振膜運(yùn)動(dòng)發(fā)聲。 - 壓電式:
高頻好常做高音揚(yáng)聲器,壓電材料施加電壓縮張帶動(dòng)振膜運(yùn)動(dòng)發(fā)聲。 - 電磁式/舌簧式:
帶鐵芯的線圈和薄鋼膜,線圈通過電流時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng),吸引鋼膜運(yùn)動(dòng)發(fā)聲。 - 電容式/靜電式:
平板型電容器原理,通過信號(hào)的極性變化與相對(duì)電極產(chǎn)生吸引和排斥帶動(dòng)振膜運(yùn)動(dòng)發(fā)聲。
聲學(xué)參數(shù)
- 頻率響應(yīng)(FR):
恒定電壓,聲壓隨頻率變化的曲線。 - 靈敏度(SEN):
1mw電功率下耳機(jī)產(chǎn)生的仿真耳的聲壓級(jí),一般靈敏度 越高、阻抗越小,耳機(jī)越容易出聲、越容易驅(qū)動(dòng)。 - 有效頻率響應(yīng)范圍:
耳機(jī)能夠放送出的頻帶的寬度。 - 諧波失真(THD):
設(shè)備的輸出不能完全復(fù)現(xiàn)其輸入,產(chǎn)生了波形的畸變或者信號(hào)成分的增減。 - 高次諧波失真(R&B):
R&B是雜音,為周期信號(hào),產(chǎn)生于線圈的不規(guī)則振動(dòng),與產(chǎn)品組裝工藝有關(guān)。 - 阻抗(Impedance ):
交流阻抗,隨輸入信號(hào)頻率變化。 - 諧振頻率(F0):
在揚(yáng)聲器阻抗曲線中出現(xiàn)第一個(gè)阻抗最大值時(shí)的頻率就是諧振頻率。揚(yáng)聲器直徑越大,諧振頻率越小。 - 額定功率/最大功率
六、傳聲器(麥克風(fēng))
類型
- 電容式麥克風(fēng):
依據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的,接受聲波的膜片發(fā)生受迫振動(dòng),帶動(dòng)處于恒定磁場(chǎng)內(nèi)的線圈,從而產(chǎn)生—交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),形成變化著的電信號(hào)。 - 動(dòng)圈式麥克風(fēng):
依據(jù)接收聲波的膜片構(gòu)成電容,受迫振動(dòng)后,其電容量發(fā)生變化從而產(chǎn)生—交變電壓,形成變化著的電信號(hào)。 - 駐極體麥克風(fēng):
關(guān)鍵技術(shù)是應(yīng)用了可駐留電荷的駐極體材料,具有電容傳聲器的優(yōu)良特性,但不需要復(fù)雜的電路,并且與場(chǎng)效應(yīng)管集成到一起,具有低阻輸出特性,體積可以做的很小。 - MEMS麥克風(fēng):
硅麥,指集微型傳感器、執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、 接口電路、通信和電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。
聲學(xué)參數(shù)
- 靈敏度:
聲信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào)速度指標(biāo)。 - 頻率響應(yīng):
傳聲器的頻率響應(yīng)是指?jìng)髀暺鞯撵`敏度隨頻率變化的情況。 - 固有噪聲:
傳聲器在沒有聲波入射時(shí)的輸出電壓。 - 信噪比:
傳聲器輸出的電壓與本底噪聲的比值,信噪比(SNR or S/N)=靈敏度級(jí)-本底噪聲級(jí) - 等效噪聲級(jí):
假定有一聲波作用在傳聲器上所產(chǎn)生的輸出電壓同傳聲器固有噪聲產(chǎn)生的輸出電壓相等,則該聲波的聲壓級(jí)就等于傳聲器的等效噪聲級(jí)。 - 最大聲壓級(jí):
在強(qiáng)聲壓作用下,傳聲器會(huì)產(chǎn)生諧波失真,聲壓愈高,諧波失真愈大,當(dāng)諧波失真大到一定允許值時(shí)的聲壓級(jí)為傳聲器的最高聲壓級(jí)。 - 動(dòng)態(tài)范圍:
傳聲器所能接收聲音的大小,上限受諧波失真的限制,下限受固有噪聲的限制。 - 諧波失真:
產(chǎn)生了輸入信號(hào)頻率以外的新信號(hào)即不需要的諧波成分,稱為諧波失真 。 - 相位:
指作用在傳聲器膜片上的聲壓的相位和傳聲器輸出端的電壓的相位之間的關(guān)系,相位差的變化是頻率的函數(shù)。
總結(jié)
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