电声测试

电声测试（共5篇）

电声测试 篇1

随着综合国力的增强，人们生活水平的提高，人们开始向往拥有更专业的音质效果，已经不再满足于可以听的水平，还要听出音质效果，听出感觉。目前多数扬声器生产厂商，只对扬声器进行单一参数与指标的检测，检测效率低，不能实现自动化生产线，进入市场的产品满足不了人们日益增长的物质文化需求;并且需要人工对扬声器进行检测位置校对，生产效率受到了严重的影响。随着国家工业结构调整，人力资源成本的日益增加，落后的技术，低劣的产品，不能满足市场的竞争。因此，需要对扬声器电声参数进行综合测试，提高扬声器的性能指标及保障其音质效果，来满足客户的消费需求;对扬声器生产要从劳动密集型向集约型进行转变，实现生产自动化，节约劳动成本，增强产品的市场竞争力。

智能化、自动化是现代控制系统的发展方向。本项目是一个技术含量高，技术难度大的创新性高科技课题。通过课题的实施，可建立一套完整的扬声器电声参数自动测试系统，同时可以提升企业的生产技术含量，降低企业的生产成本，提高生产效益，满足人们对物质文化的需求。

1 设计思想

现提出的扬声器电声参数自动测试系统[1]，采用步进电机控制扬声器转动，非接触式传感技术探测扬声器两接线端子位置，计算机做电声参数分析和质量判断，实现扬声器测试的全自动化[1,2]。

扬声器电声参数综合检测系统基于PC机，支持Windows操作系统，有良好的测试操作界面和较为全面的参数测试项，能够在极短的时间内在线自动检测扬声器的灵敏度频响曲线、失真度频响曲线、相位频响曲线、阻抗频响曲线、特性灵敏度、平均灵敏度、谐振频率、额定阻抗等各项电声参数。良好的用户操作界面可以让在线操作人员实时观看在线的测量、数据采集和报告。快速的测量速度提高了系统整体效率，优化产品质量[3,4]。

2 系统结构及设计

扬声器电声参数自动测试系统示意图如图1所示，计算机生成数字测试信号，声卡播放模拟测试信号，即经过D/A转换变成模拟测试信号，模拟测试信号输出到计算机外部模拟电路中，通过扬声器接线端子检测定位模块对扬声器接线端子进行扫查探测，并采集信号信息，分析扬声器两接线端子的位置，接好连接线，测试信号经过功放电路驱动待测扬声器，声卡采集由待测扬声器产生的电流信号和声压信号，电流信号和声压信号经过分析、滤波、处理、计算得到所需要的数据，最后在计算机上通过图形、数据、曲线等方式显示出来[5]。

2.1 硬件部分结构及设计

硬件电路主要完成对扬声器接线端子检测定位、数据的播放和采集、扬声器的驱动、扬声器电流和声场的检测功能[6,7]。主要对系统的各个硬件模块进行描述，包括扬声器接线端子检测定位模块的设计、数据采集设备的选取、功率放大和电流检测电路的设计和阴极输出器的设计和电源电路的设计。

2.1.1 扬声器接线端子检测定位模块的设计

如图2所示，扬声器接线端子检测定位模块由传感器探头、电容-频率变换振荡器、取样计数器以及微处理器STM32F103VET6和上位机五个部分组成。传感器采用双电极驱动，为了排除干扰，采用屏蔽极板模式，激励极板与屏蔽极板通过电压跟随器相连使两电极电位始终保持一致，避免了屏蔽极板对激励极板的影响;电容-频率变换振荡器将极板间电容值转换为相应的频率值，振荡器的其他参数为固定值，振荡频率则由电极间所形成的电容值决定，振荡频率包含有电容传感器检测定位的信息，振荡频率约为51 kHz。取样计数器实时采集信息，同时取样计数获得数字量，然后由单片机与上位机进行数据处理，分析得到接线端子的位置[8]。

2.1.2 扬声器电声参数测试部分的开发

整个硬件结构部分的核心是扬声器测试部分的硬件设计，扬声器测试部分框图如图3所示，其工作原理是计算机产生的扫频信号经过声卡输出给模拟板的功放电路，功放输出到电流测量电路后加载到被测扬声器。一路信号由扬声器一端连接到声卡Line In输入口，另一路传声器检测被测扬声器产生的声场，其信号经过模拟板的阴极输出器后连接到声卡Micin输入口，计算机读取其数据，然后进行分析、处理及显示。

扬声器电声参数测试系统的硬件电路主要包括数据采集设备、功率放大和电流检测电路、阴极输出器和电源电路。

1)数据获取设备

数据获取设备是模拟信号和数字信号的转换部件，是基于计算机的数字化测试的核心部分。计算机上用于声音播放和采集的是声卡。声卡的基本工作原理图如图4所示。

计算机通过总线将数字化的声音信号以PCM的方式送到数模转化器(D/A)，将数字信号变成模拟的音频信号。同时又可以通过模数转换器(A/D)将麦克风或CD的输入信号转换成数字信号，送到计算机进行处理。

2)功率放大和电流检测电路

功率放大和电流检测电路如图5所示，功率放大电路主要由TDA7294核心部件组成，外围包括一些电阻、电容元件。TDA7294采用电压串联负反馈，R0、R5为反馈电阻，调整它们的比例可设置放大倍数。R10、C6为待机和静音时间常数。TDA7294芯片引脚9和10分别为待机控制端和静音控制端，保证TDA7294开关机无噪声。测试信号经过TDA7294放大，从14引脚输出并与五个10Ω2 W电阻并联后驱动扬声器发声。其中，五个10Ω2 W电阻并联得到2Ω的采样电阻。对扬声器电压进行采样后，信号经TL062输入到声卡Line In输入端。

3)阴极输出器

如图6所示，阴极输出器由芯片TL062和外围的一些电容、电阻构成。TL062A接成射随器，TL062B接成反相器。阴极输出器是检测扬声器产生的声场接收端的电路，由于检测到的声场信号比较小，为保证信号的准确度，所以采用阴极输出器。

4)电源电路

电源电路如图7所示，由交流电经变压器输出15 V交流电，然后通过整流桥和C11和C13电容滤波得到±21 V的直流电压，给芯片TDA7294供电。MC7812和MC7912为稳压芯片，输出±12 V，给阴极输出器供电。

2.2 软件部分结构及设计

系统软件设计部分主要包括扬声器接线端子检测定位算法、电声参数测试界面的设计、数据获取和数据处理。界面设计主要实现系统测试界面，用于对测试命令的控制、参数的设置和结果显示等，数据获取和数据处理主要实现对数据的获取和参数的求解。系统软件的流程图如图8所示。

2.2.1 扬声器接线端子检测定位算法

检测定位模块中电容-频率变换振荡器将极板间电容值转换为相应的频率值，振荡频率包含有电容传感器检测定位的信息，根据采集信号的特征，采用实时性较强的自适应测频算法，消除由于频率波动所产生的测量影响，准确定位扬声器接线端子。

2.2.2 数据获取

对扬声器检测系统数据进行分析的前提是获取系统响应数据，系统采用的是ESI Juli@朱丽叶声卡，ESI Juli@声卡支持24位/192 kHz的输入和输出。

系统采用PortAudio音频库控制声卡，完成对测试信号的播放和响应信号的采集功能。PortAudio音频库依赖于ASIO库和DirexctX库，分别用于异步处理和驱动声卡，Port Audio音频库的API函数，通过回调函数和阻塞的读/写接口来录制、播放声音。

2.2.3 数据处理

数据处理是扬声器电声参数测试的核心部分之一，数据处理是对数据进行存储、分析、滤波、变换、加工、综合、估值、识别等操作。

系统工作的第一步是产生测试信号，测试信号为离散指数扫频信号写成

式(1)中，T为总扫频时长，f1为起始频率，f2为终止频率，fs为采样频率。

对信号的采集中由于声卡的左、右声道数据的存储方式是交替存储在同一缓存区。因此，将数据写入缓存区中或者是从缓存区读出数据时需要对数据进行特别的处理。采集到的数据由于存在着许多噪声，必须先对数据进行加工处理，提高数据的质量。系统中采用剔除离群点和特征分析方法，滤除一部分显著的噪声信号和存储特征数据，找到系统的同步信号，然后再分析、处理、综合信号[9,10]。

系统工作的第二步是灵敏度频响曲线、失真度频响曲线、相位频响曲线、阻抗频响曲线的分析、求解是数据处理中的重点。由于扬声器的系统是非线性的，对于响应的非线性信号在时域上分析往往是非常复杂和困难的，一般选择在频域上求解信号，观察信号的特征。将时域信号变换到频域上，这就要涉及到离散傅里叶变换(DFT)。

对扬声器电声参数进行处理的首要工作是求解出声响应信号和电流响应信号，才能从声响应信号和电流响应信号中求解出扬声器的各个电声参数。由于要求测量的时间短，要建立一种基于非线性特性的扬声器系统Volterra数学模型，利用HilbertHuang变换技术和相关的逆滤波器技术快速简捷地实现扬声器系统的冲激响应测量[11,12]。

根据Farina[13]提出逆滤波器基于激励信号的改变。逆滤波器的实现首先需要对激励信号沿时间轴进行翻转，然后再对翻转后的信号进行幅度调制。连续对数正弦扫频信号x(t)的时域解析可表示为

该解析信号的频域表示为

在连续指数正弦扫频激励下，非线性系统的冲激响应函数形式为

式(4)中，hi(t)表示第i阶的冲激响应，Δti表示第i阶的冲激响应与第1阶冲激响应(即线性响应)之间的时间间隔。

逆滤波器x'(t)频域的解析函数Zx'(f)和激励信号频域的解析函数Zx(f)之间的关系满足

因此，逆滤波器x'(t)频域的解析函数Zx'(f)表示为

由此可知，信号的幅值Ax(f)可表示为:

连续对数正弦扫频信号在1 s内从20 Hz扫频到20 kHz的逆滤波器仿真的时域波形图和频域幅度图如图9和图10所示。

3 实验结果

选用额定阻抗为4Ω，谐振频率为230 Hz，额定功率为2 W的扬声器进行测试。先连接硬件设备，启动电源，将扬声器固定在一个转动的夹具中，设置电动机控制脉冲频率，使步进电动机在较低的转速下旋转，步进电动机带动夹具转动，接线端子检测定位模块实时采集信息进行分析，当检测到接线端子的位置时，电极刚好正对接线端子，此时停止转动，接好连接线，扫频信号经连接线输入至扬声器，开始对扬声器进行测试。

3.1 连续指数正弦扫频信号测试

用示波器观察到此时输出的测试信号为连续指数正弦扫频信号，如图11所示。

3.2 扬声器电声参数的测试

运行系统程序，选择连续对数扫频模式，测试信号频率为20 Hz～20 k Hz，设置采样频率为192 000Hz，扫频时间为1 s，幅度电压量化值为0.5 V，单击“启动运行”命令。测试结果如图12所示。四个子窗口中，左上角窗口为灵敏度曲线，扬声器灵敏度表征扬声器输出声压的变化，系统灵敏度频率响应曲线是被测扬声器从20 Hz的起始频率到20 k Hz的终止频率区间，扬声器灵敏度随频率变化的测试曲线。所测扬声器灵敏度曲线符合扬声器灵敏度曲线的基本特征。右上角窗口为谐波失真曲线，谐波失真是指原有频率的各种倍频的有害干扰，即输入信号经过电路后产生输入信号的整数倍的信号。左下角窗口为相位曲线，相位特性是系统的特性之一。系统相位频率响应曲线是被测扬声器从20 Hz的起始频率到20 kHz的终止频率区间，扬声器相位随频率变化的测试曲线。所测扬声器相位曲线符合扬声器相位曲线的基本特征。右下角曲线为阻抗曲线，阻抗频率响应曲线是被测扬声器从20 Hz的起始频率到20 kHz的终止频率区间，扬声器阻抗随频率变化的测试曲线。所测扬声器阻抗曲线符合扬声器阻抗曲线的基本特征[11,12]。

放大测试界面左侧的第一栏和第二栏扬声器电声参数测试结果如图13所示。

3.3 系统传递函数测试

由于扬声器的特性以扬声器的系统传递函数来描述，并且传递函数包含扬声器电声参数的信息。求解传递函数以求解出扬声器系统各阶冲激响应。

进入测试系统界面，设置扫频时间为1 s，采样频率为192 000 Hz，单击常用工具栏中的“启动运行”图标，信号从计算机输出到功率放大器。功率放大器驱动扬声器发声，传声器检测扬声器产生的声场，采集的数据传输到计算机中，将采集回来的声响应信号数据保存为txt格式。最后使用MATLAB2010将采集的声响应信号数据与在MATLAB中设计的逆滤波器卷积，并选择冲激响应阶数为6阶进行数据处理。测试结果如图14所示，系统的各阶冲激响应被一定的时间间隔隔开来。

由此可见，系统的各阶冲激响应从右往左依次是线性响应、2阶响应、3阶响应等更高阶冲激响应。本文采用的方法能将线性响应和非线性响应分离开来，可分析扬声器的谐波失真，方法到达预期效果。对于系统的各次谐波可用窗函数把各阶冲激响应提取出来进行分析。

4 结论

经对系统各部分进行单独测试和整机测试，并对测试结果进行分析。结果表明，相对于传统的线性扫频信号和离散对数扫频信号系统采用的连续对数扫频信号，既在较短时间内完成了测试，又保证了测试精度。系统通过分析扬声器两接线端子的位置，实现对扬声器接线端子非接触式定位，实现了对扬声器的灵敏度频响曲线、失真频响曲线、相位频响曲线、阻抗频响曲线、特性灵敏度、平均灵敏度、谐振频率、额定阻抗等各项电声参数的检测，达到了企业的基本要求。

摘要：目前国内大多数扬声器电声参数测试系统以模拟仪器为主,而且其价格昂贵、使用条件相对苛刻、检测参数项较少、检测时间长。研制了一种基于计算机的扬声器电声参数自动测试系统。开发数字算法快速处理发声体参数,对采集的数据快速处理,准确检测定位两接线端子的位置。该系统有良好的人机交互界面和测试功能,能够在较短的时间内自动检测扬声器的灵敏度频响曲线、失真频响曲线、相位频响曲线等各项电声参数。系统可应用于扬声器的电声性能检测。

关键词：扬声器电声参数,扬声器接线端子,检测定位,电声性能检测

电视电声杂志社销售书目 篇2

欲购者请通过邮局或银行汇款, 款到后即邮寄资料。

邮局汇款至:北京743信箱电视电声杂志社发行部邮编:100015电话: (010) 64328649

银行汇款:开户名称:北京电视电声杂志社开户银行:中国工商银行北京分行望京支行营业部账号:0200003509089彳12272

总机: (010) 64313649编辑部:59570241-59570249广告部:59570229-59570236发行部: (010) 64328649

北京电视电声杂志社销售书目 篇3

欲购者请通过邮局或银行汇款, 款到后即邮寄资料。

邮局汇款至:北京743信箱电视电声杂志社发行部 邮编:100015 电话: (010) 64328649.59570227

银行汇款:开户名称:北京电视电声杂志社 开户银行:中国工商银行北京分行望京支行营业部账号:02000035090892272

编辑部: (010) 59570241-59570248广告部: (010) 59570229, 0230.0232, 0235发行部: (010) 64328649, 59570227

恩平电声行业企业联谊会成功举办 篇4

上海国际展览中心有限公司副总经理王蕾女士首先提到:恩平麦克风产业发展了20年,取得令人瞩目的成绩,不仅在产品制造、品牌塑造、市场占有率方面全面提升,更以恩平的独有的凝聚力和创造力成功树立了“中国麦克风之乡”的国际影响力。王总提到,今年展会将结合恩平企业的特色,通过展会的国际性平台进一步推广恩平本土企业品牌,帮助企业提升整体市场形象,进一步拓宽海外销售渠道。

项目总监符海强女士就今年的展会筹备及推广情况向在座企业代表进行介绍。从展览会十届的发展趋势,到展会面积、展商数量、观众数量及海外买家数量来看,上海展一直保持平稳较快发展的势头,不仅海外买家每年稳步增长,国内观众的辐射范围也逐年扩大,真正做到了国内市场双重兼顾。外贸出口是上海展绝对优势,今年除了继续发挥法兰克福全球展会推广平台的优势外,也将进一步拓宽宣传范围,在巩固欧美市场之外,重点开发拉美、东南亚、南非等新兴娱乐行业聚集地。在通过电子展讯、微博、微信、APP平台发布展会信息、推广企业产品之余,借力强势媒体资源也成了展会的一大优势,行业媒体将在展前集中专题报道展会资讯,帮助企业拓宽信息渠道。

电声行业是恩平的支柱产业,受到恩平市经济和信息化局重视,副局长罗可禄先生阐述了恩平电声行业的发展现状,表示该行业已成为恩平支柱产业之一,是政府重点发展的产业。恩平市经济和信息化局将会一如既往支持恩平企业参加展会,拓宽企业营销渠道,鼓励恩平企业走出恩平,走出广东,走出中国。对于参展的企业仍会有不低于3000元的资金补助。这也是恩平政府支持电声行业发展的一大重要表态!

最后,恩平市电声行业秘书长吴虹云先生肯定了这此次联谊活动的积极意见同时也提到上海国际专业灯光音响展览会具备外贸出口的强大优势,加上优越的地理位置和时间条件,是企业出口贸易的重要平台。

电声测试 篇5

煤矿供电采用的是地面变电所向井下中央变电所供电, 再由中央变电所向采区变电所供电, 采区变电所再向工作面及其它地点的用户单位供电。

矿井井下变电所由高压开关、低压开关、变压器等电气设备与高、低压电缆组成。其中低压开关直接向采煤、掘进工作面的用户提供电力, 大致分为动力电 (供用户单位的采煤机、刮板机、破碎机、皮带机、水泵、绞车电机, 照明灯、监控等) 和局扇专用电 (供工作面的扇风机) 。

尤其是对于矿井瓦斯突出严重的工作面、掘进头, 扇风机的低压馈电开关正常供电最为关键。在高瓦斯头面, 局扇低压开关失电, 扇风机停止运转几分钟后, 迎头瓦斯浓度将迅速达到或超过1.0%, 造成矿井瓦斯超限事故。为了保障矿井的供电安全, 尤其是局扇供电安全可靠, 这就需要我们井下变电所的值班人员在局扇开关失电后, 能够在第一时间准确的查找出失电的是那一台低压馈电开关, 并及时恢复失电设备的电源, 杜绝瓦斯超限, 确保矿井安全。为了能够在设备失电的第一时间变电所值班人员可以及时的排查出具体的失电设备, 因此设计了该低压开关掉电声光报警装置。

2 设计原理

图1所示声光报警装置基本原理方框图。该报警装置采用低压馈电开关断路器上的无源辅助触点和报警装置内多触点继电器向声光报警装置的警铃、发光二级管提供信号, 通过多触点继电器常开、常闭触点的动作调节扬声器和发光二极管来报警。

此报警装置电源来自于井下1140V或660V低压馈电开关供电, 该趟电源与所监控的设备电源需采用不同线路的电源, 防止监控设备失电后, 报警装置也无电, 警铃和发光二级管都无法工作。报警装置内通过控制变压器变压、整流桥整流、稳压后, 输出直流18V电源来点亮发光二极管, 输出交流36V电源对继电器和警铃供电。

图2为矿用隔爆型低压开关掉电声光报警装置其中一台低压馈电开关报警装置的内外接线图, 报警装置柜门闭锁后, 将控制电源开关合闸送电, 控制变压器则有AC36和DC18V输出。此时若低压馈电开关正常工作, 其低压馈电开关断路器上的常开触点KBZ-1闭合, 则报警装置内多触点继电器线圈J1得电吸合, 对应J1-1接点吸合的绿灯亮, J1-2接点断开红灯灭, J1-3接点断开, 断电喇叭警铃不得电, 报警装置警铃不报警。若低压馈电开关失电, 该低压馈电开关断路器上的常开触点KBZ-1动作断开, 则报警装置内多触点继电器线圈J1失电, 对应J1-1接点断开的绿灯灭, J1-2接点吸合红灯亮, J1-3接点吸合, 断电喇叭警铃得电, 报警装置警铃报警

图3是声光报警装置接线图, 其它所有回路都与图2所示同理。此报警装置正常使用时可监测16台低压馈电开关 (如果有需要, 可以增加报警装置的接线端子和继电器, 以便达到增加监控的低压开关的数量) 的工作状态。如果有报警连线已经接好的馈电开关需要通用时, 可直接把对应的继电器拔出即可, 其对应的指示灯均不亮, 达到不影响声光报警装置的正常监控, 非常的简单实用。

3 设计效果评估

经过如上设计加工, 安装调试后, 较好地解决了井下低压负荷开关掉电及时送电和及时发现故障开关的问题, 有效地保证了矿井安全可靠供电的。该报警装置特别适用于噪音较大的环境中:由于周围环境比较吵, 而设备失电时真空断路器的动作声音比较小, 变电所的维修人员不是特别注意的话不会立即就发现设备失电了。在安装了该报警装置以后, 设备失电后, 检修人员能够迅速的发现设备该状况, 并通过查看报警装置的指示灯, 迅速的掌握失电设备的开关编号, 从而减少查找故障开关的时间, 达到了及时恢复供电的目的。

此次用的低压馈电开关掉电声光报警装置, 投资少成本低, 结构简单, 效果非常明显, 能取得较好地预期效益, 能顺利地解决低压开关掉电后的及时报警, 适用于井下各个变电所以及地面一些噪音较大的特殊环境。

摘要：为了保障矿井使用中的低压电气设备, 特别是井下的局扇开关失电后, 能够有报警装置及时发出声光报警信号提醒井下变电所值班人员, 能够在第一时间就知道设备有设备发生失电了, 并能够迅速、准确的查找出失电开关, 从而设计了该低压开关失电报警装置。该设计充分利用了低压馈电开关断路器上的辅助触点和继电器触点的开合达到向警铃与发光二极管给出信号, 控制声光报警装置是否发出声光报警信号的目的。通过不断试验与改进, 该装置在花费最少、维护简单的基础上, 达到监控的设备失电后及时发出声光报警信号, 提醒井下变电所值班人员及时恢复失电设备供电的设计目标。该设计适应于井下所有车间、硐室, 特别适用于井下环境噪音较大、硐室较长的地点。

关键词：声光报警,辅助触点,继电器,可靠性,噪音环境

参考文献

[1]煤矿安全规程.北京:煤矿工业出版社, 2011.

[2]王兆安, 刘进军.电力电子技术, 北京:机械工业出版社, 2009年7月.