杂志精选 专业扬声器性能检测及方法

演艺科技传媒 2018-11-08 10:48:43

国内外标准主要对专业扬声器的输入特性(见表1)、输出特性(见表2)、频率特性(见表3)、指向特性(见表4)、阻抗及其派生特性(见表5)和幅度非线性(见表6)的检测及方法做出规定。下面对这些特性加以详细说明。



1 输入特性


1.1额定噪声电压


GB/T 12060.5—2011规定了扬声器在不产生热损坏或机械损坏情况下能够承受的模拟节目噪声电压称为额定噪声电压。测量额定噪声电压时,扬声器应置于不小于8 m³的室内进行测量。

1.2短期最大输入电压和长期最大输入电压


考虑扬声器在极限情况下的使用情况,GB/T 12060.5—2011和WH/T58—2013都规定了扬声器单元或系统在不产生永久性损坏的情况下所能承受的时间为1 s的模拟节目信号的最大电压为短期最大电压,所能承受的时间为1 min的模拟节目信号的最大电压为长期最大电压。值得注意的是GB/T 12060.5—2011规定的测量环境是不小于8 m³的房间,而WH/T58—2013则要求在自由场中进行。


1.3额定正弦电压


GB/T 12060.5—2011中规定,额定正弦电压是指在额定频率范围内使扬声器能连续工作而不导致任何热损坏或机械损坏的持续正弦信号电压。测量额定正弦电压时,扬声器应置于不小于8 m³的室内进行测量。


1.4固有噪声级


WH/T 58—2013中规定,在额定工作条件下,去掉所有的信号源,并将所有的输入端短接,音量电位器置于最大,有音调控制的应将音调控制置于平直位置。在扬声器系统参考轴上距参考点1 m处测量的A计权声压级即为固有噪声级。测量固有噪声级应在自由场中进行。


1.5过载源电动势


WH/T 58—2013中规定,测量过载源电动势应在扬声器系统额定工作条件下,并且在自由场中进行。


2 输出特性


2.1短期最大声压级


WH/T 58—2013中规定,在额定工作条件下,信号用猝发信号,将有源扬声器系统的音量电位器置于最大位置,调节噪声信号源输出信号的大小。输入1/8倍的最小源电动势的电压开始测试频率响应曲线并记录。输入信号每次增加3 dB的增量,当输入信号的增量为3 dB,声压级不再相应上升3 dB,且只达到输入增量的50%时,输出的声压级为短期最大声压级。测量短期最大声压级应在自由场中进行。


2.2最大声压级


WH/T 58—2013中规定,在额定工作条件下,先输入1/8倍的最小源电动势的电压开始测试频率响应曲线并记录。在此电压的情况下测试规定频率范围内总谐波失真,同时将总谐波失真曲线的声压级与频率响应曲线的声压级进行比较,直到失真到达规定的要求时,此时的频率响应曲线中各个频点的声压级就是最大声压级。测量最大声压级应在自由场中进行。


3 频率特性


3.1指定频带内的特性灵敏度级


GB/T 12060.5—2011中规定,测量指定频带内的特性灵敏度级时,扬声器应置于自由场或半空间自由场环境内,且在正常测量条件下测量。半空间自由场仅适用于与反射面平齐安装的扬声器单元。


3.2频率响应


GB/T 12060.5—2011中规定,测量频率响应应在自由场或半空间自由场条件下进行。WH/T 58—2013中规定,测量有源扬声器系统的频率响应应在自由场条件下进行。


3.3有效频率范围


GB/T 12060.5—2011中规定,有效频率范围是指由规定上下限频率所限定的频率范围。馈以正弦信号并在参考轴上测得的扬声器频率响应上,在最高灵敏度区域一个倍频程的带宽内的平均声压级之下、10 dB以内的上限频率和下限频率。测量有效频率范围应在自由场或半空间自由场条件下进行。


4 指向特性


4.1指向性图案


GB/T 12060.5—2011中规定,测量指向性图案应在自由场条件下进行。AES 56—2008规定了扬声器系统的指向特性的测量方法。包含测量条件、测点的空间分辨率、测试数据。测试参考距离是10 m,要求在相对稳定的声学环境中进行,通过检测重复测试数据保证测量的可重复性。测点空间分布可分为普遍描述扬声器指向特性的的A型分布和针对于全对称或半对称扬声器的B型分布。其中A型的分辨率为5°×5°,全空间2 664个测点;B型分布有低分辨率分布(15°×15°)、中等分辨率分布(15°×5°)和一般分辨率分布(5°×5°),都为半空间测量。


4.2指向性指数


GB/T 12060.5—2011中规定,测量指向性指数应在自由场条件下进行。


4.3指向性频率响应


WH/T 58—2013中规定,测量指向性频率响应应在自由场中进行。


4.4覆盖角


GB/T 12060.5—2011中规定,测量覆盖角时应在自由场条件下进行。并且对于被设计成在过参考轴的不同平面上具有不同覆盖角的扬声器,应在至少两个互相垂直的平面内测量覆盖角。


5 阻抗及其派生特性


5.1阻抗曲线


GB/T 12060.5—2011中规定,阻抗曲线的测量条件为自由场、半空间自由场、模拟自由场、半空间模拟自由场、扩散场。


5.2总品质因数Qt


GB/T 12060.5—2011中规定,总品质因数Qt的测量条件为自由场、半空间自由场、模拟自由场、半空间模拟自由场、扩散场。


5.3扬声器单元顺性的等效空气容积


GB/T 12060.5—2011中规定,扬声器单元顺性的等效空气容积的测量条件为带开口的刚性测试箱以及示波器。


6 幅度非线性


WH/T 58—2013中规定,测量有源扬声器系统的总谐波失真应在自由场条件下进行。GB/T 12060.5—2011中规定,测量总谐波失真、n次谐波失真、n次调制失真和差频失真时,扬声器系统应置于自由场条件下,扬声器单元应置于半空间自由场条件下。


节选自《演艺科技》2015年第三期,赵晔,沈勇,尹昊,刘紫赟《专业类用途扬声器相关测试标准比较与分析》。转载请标注:演艺科技传媒。更多详细内容请参阅《演艺科技》。


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