1、中华人民共和国国家标准扬声器主要性能测试方法发布实施国家技术监督局发布前言本标准非等效采用声系统设备第部分扬声器对扬声器主要性能测试方法进行修订技术内容上在和其第号修改单的基础上根据我国国情增加了一些内容因此在文字上重新作了编排本标准与直接辐射式电动锥形扬声器通用规范和直接辐射式扬声器尺寸组成完整的扬声器国家标准本标准从生效之日起同时代替本标准由中华人民共和国电子工业部提出本标准由全国电声学和视听设备标准化技术委员会归口本标准主要起草单位上海飞乐电声股份有限公司本标准主要起草人朱国春王萱春祝一礼蒋渭鑫中华人民共和国国家标准扬声器主要性能测试方法代替国家技术监督局批准实施范围本标准规定了扬声器主
2、要性能测试方法本标准适用于声系统中的扬声器单元本身也包括带有障板扬声器箱体或号筒的一个或多个扬声器单元和有关器件如内附分频器变压器和其他无源元件组成的扬声器系统本标准不适用于装有放大器的扬声器及有线广播用号筒式扬声器目的本标准的目的是给出扬声器一些特性解释以及使用正弦信号和规定噪声信号的测量方法本标准中给出的测试方法被认为与该特性直接有关注如果有其他测量方法能获得相同的结果那么在测量记录中要说明所有测量方法的详情引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性声和振动分析用的和倍频
3、程滤波器噪声源声功率级的测定工程法及准工程法绘制频率特性图和极坐标图的标度和尺寸声级计的电声性能及测试方法音响设备用圆形连器详细规范型圆形连接器可供认证用音响设备用圆形连器详细规范型圆形连接器可供认证用模拟节目信号声学噪声源声功率级的测定混响室精密法和工程法声学噪声源声功率级的测定消声室和半消声室精密法电网电源供电的家用和类似一般用途的电子及有关设备的安全要求声系统设备一般术语解释和计算方法第一篇测量条件测量条件引言为了便于规定测量时扬声器的安装本标准规定了正常的测量条件为了得到正确的测量条件某些材料通称额定条件应由制造厂在说明书中给出这些参数本身并不进行测量但它们是测量其他特性的基础由制造厂
4、规定的参数如下额定阻抗额定正弦电压或功率额定噪声电压或功率额定频率范围参考面参考点参考轴术语额定的详细解释见试验的标准大气条件若无特殊规定扬声器主要性能测量一般应在下列试验的标准大气条件下进行环境温度相对湿度气压仲裁试验的标准大气条件环境温度相对湿度气压正常测量条件当满足所有以下条件时则认为扬声器是在正常测量条件下工作待测的扬声器按第章规定安装声学条件在第章规定的声学环境中选择扬声器相对于传声器和墙壁的位置应符合第章的规定在额定频率范围内见馈给扬声器以规定电压的指定测量信号见第章如果需要输入功率可按公式计算其中为额定阻抗见若有衰减器则应放置在制造厂指定的正常位置如选用其他位置例如要提供一最平坦
5、的频率响应或最大衰减则应予以说明连接适用于测量所需特性的测量装置见第章测量信号正弦信号正弦信号在任何频率均不应超过额定正弦电压见若无其他规定则馈给扬声器的信号电压在所有频率保持恒定宽带噪声信号规定使用峰值因数之间粉红噪声或白噪声信号应使用时间常数至少和所规定的声级计的慢档时间常数相同的真有效值电压表窄带噪声信号通常规定使用相对带宽为或指定带宽的粉红噪声信号脉冲信号是每单位带宽具有恒定功率谱密度的短持续时间的脉冲其带宽至少应包括所关心的频率范围因为这类信号所含能量与其振幅相比是低的故通常应使用尽可能高的峰值以便使与测量有关的声和电的噪声的影响减至最小程度但不能超过扬声器的线性工作范围声学环境自由
6、场条件系指近似自由场空间的声学条件在此空间中点声源所辐射的声压与测量距离之间关系应满足规律其误差不超过半空间自由场条件自由场存在于半空间的声学空间若把点声源装在足够大的反射平面上时其辐射的声压与测量距离之间的关系应满足规定其误差不超过扩散场条件仅作频带噪声测量供噪声测量用的扩散场条件由定义和规定下限频率应按附录确定注详见中第章仪器所提供细节在确定扬声器功率时必须明确地理解为同时需要空间平均和时间平均这些可按该标准中的规定达到或者交替地使用连续的空间和时间平均技术得到测量的准确度决定于许多因素包括房间容积房间混响时间和扩散度低于的测量房间容积需要大于模拟自由场条件在测量所需的一段时间内等效于自由
7、场空间的声学条件在此空间中扬声器在脉冲信号作用下发射脉冲声当测量传声器对直达声的测量完成以前没有从空间内的任何表面或物体的反射声到达任何到达传声器的反射声均由门或其他方法从测量中排除注通常仅用于以脉冲信号进行测量进行连续测量时相邻两个脉冲之间要有足够长的时间间隔以使空间内的混响声降至可忽略的程度半空间模拟自由场条件模拟自由场存在于半空间的声学条件当反射面的尺寸足够大使得在测量时间内没有来自它边缘上的绕射声到达测量传声器这样就形成一个模拟半空间自由场的条件不需要的声噪声和电噪声不需要的声和电的噪声应保持在尽可能低的水平因为它的存在会掩盖低声级的信号因此在测量频带内不需要的噪声级应比被测信号的声压
8、级低以上扬声器和测量传声器的位置在自由场和半空间自由场条件下的测量距离扬声器在自由场和半空间自由场条件下测量时应在被测扬声器的远场中进行扬声器和测量传声器的距离越远越接近远场条件但由于测量场所环境的缺陷和背景噪声的影响实际上可使用的测量距离上限受到限制为了模拟实际的使用条件测量应在近似于听者距扬声器的距离处进行家用声系统为扩声系统应大于但这些距离对现在的测量环境可能仍然太大要克服这一困难可减小测量距离但可能会使传声器进入扬声器的近场由于干涉现象传声器位置的微小变化就会使测量结果有较大的变化另外当测量在近场中进行时扬声器所辐射的声压与测量距离之间不符合的关系若依此来推算其他距离处的扬声器的辐射特
9、性则将产生不可忽略的误差然而对指向性相似的扬声器进行比较可采用较小的测量距离为了便于比较测量距离推荐使用或的整数倍所得结果应换算到标准距离处的值单个扬声器单元对这种扬声器除非有特殊理由应使用作为测量距离任何情况下所使用的距离应予以标明注选择测量距离时应注意标准障板绕射对测量结果的影响多单元扬声器系统两个或多个扬声器单元重放相同频带的扬声器系统则由于不同单元辐射的声波相互作用而在测量点产生声干涉这种情况的存在是由于所有单元都工作在整个被测频带或是一些单元工作在频带的相同频段例如分频区在这种情况下所选择的测量距离应使这种现象产生的误差减至最小在扩散场条件下扬声器位置的放置扬声器的位置及相对于墙壁的
10、方向应用图表示并附在测量结果中按中描述的方法测定扬声器所辐射的功率时允许使用扬声器与传声器同时移动的安装方式扬声器系统和最近的传声器位置应符合的要求在模拟自由场条件下的测量距离在此环境内扬声器和传声器之间的距离应使第一个不需要的反射声到达传声器以前的可利用测量时间达到最大若在消声室内则由尖劈顶端操作人员地网及扬声器和传声器支架反射所造成的误差在整个频率范围内不应超过在此环境内使用的传声器距离及最大的信号接收时间应予以说明从第一个反射声到达传声器开始它的全部输出必须被除去除非这个时间以后传声器对测量脉冲信号的响应可以忽略在传递函数的测量中引入的截断误差在整个频率范围内不应超过测量装置在自由场和半
11、空间自由场中的测量应使用具有已知校正值的自由场型传声器对在扩散场条件下的测量应使用指向性指数不大于的扩散场型传声器这两个要求对有兴趣的频率范围内所有频率都应满足信号发生器把信号馈给扬声器的放大器和传声器输出端的测量放大器及其他测量设备应有已知的振幅响应特性并在有关频率范围内恒定在内以及在测量条件下其振幅非线性可以忽略所有测量仪器必须是方均根值型的并有足够长的时间常数以便在最不利的条件下引起的误差不大于注用来测量频率响应曲线的电平记录仪由于记录速度沿电平和频率轴引起的误差不应超过记录速度应予标明声学测量的准确度在规定的频率范围内总误差应不超过扬声器的安装扬声器单元的安装和声负载扬声器单元的性能决
12、定于单元本身的特性和其声负载声负载决定于安装方式安装方式在测量报告中应予明确的说明有三种安装方式标准障板或规定的箱体不用障板或箱体而置于自由空间与反射面平齐地置于半空间自由场注安装条件在高于低频截止频率时接近于半空间自由场低频截止频率的值取决于所选择的测量距离在低于截止频率时所测量的值只能用于比较扬声器系统的安装和声负载测量扬声器系统时通常不用任何附加的障板假如制造厂规定扬声器系统需要特殊的安装方式则应在测量中采用所用的安装方式应在测量报告中说明标准障板标准障板的尺寸如图所示它由高内阻尼的硬木制成它的前表面不敷设任何吸声材料扬声器与障板接触面应平整无缝隙要避免在障板反面产生谐振腔这可以按图中所
13、示挖锥形孔的方法或按图中和所示加一块薄的硬质分障板的方法来实现如图中和所示对于外径尺寸大于等于的圆形扬声器对于外径尺寸小于等于的圆形扬声器和短轴小于等于的非圆形扬声器对于外径尺寸大于的圆形扬声器和短轴大于的非圆形扬声器图图预负荷处理由于扬声器振膜运动后可能引起性能参数永久性变化故在技术参数测量前建议扬声器经受额定噪声电压的模拟节目信号至少的预负荷处理预处理后扬声器至少恢复才能进行技术参数的测量第二篇特性解释和相应的测量方法类别描述下列几点应由制造厂规定扬声器驱动单元换能原理例如静电式电动式或压电式类型例如压缩驱动器号筒式或直接辐射式单个单元或多个单元带分频器或不带分频器扬声器系统扬声器驱动单元
14、的数量类型和声负载原理例如闭箱式号筒式倒相式柱状或线状的极性标志特性解释扬声器输入端的极性标志是指在扬声器输入端馈入信号时扬声器膜片产生运行的方向与输入端所加信号极性之间关系的标志测量方法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行时与电压正极相连接的输入端为扬声器正极用红色或符号表示参考面参考点和参考轴注严格地讲这些术语应包含额定这词因为它们是由制造厂规定而不是测得的但如使用较短的术语也不可能引起混淆参考面特性解释参考面是一个位置与扬声器驱动单元或扬声器箱的某些物理特性有关的平面由制造厂规定参考面确定参考点的位置和参考轴的方向注对于对称结构参考面通常平行于辐射面扬声器驱动单元或扬声
15、器系统前面的那个面对于非对称结构参考面的位置应用图表示参考点特性解释参考点是参考轴与参考面相交的点由制造厂规定注对于对称结构参考点通常是几何对称点对于非对称结构参考点应用图表示参考轴特性解释参考轴是一条过参考点并以一定方向通过参考面的直线由制造厂规定注对于对称结构而言参考轴通常垂直于辐射面或垂直于参考面测量轴特性解释测量轴为参考点与传声器之间的连线测量点的方位由它与参考轴之间的夹角确定纯音检听特性解释在额定频率范围内馈给扬声器以规定电压的正弦信号检查扬声器的装配质量测量方法扬声器单元检听馈给扬声器正弦信号的电功率为二分之一额定噪声功率一般在处检听在此距离内应无反射物扬声器单元不另加声负载注全频
16、带及低频扬声器检听时应从共振频率允许偏差下限开始向高频扫频中频高频扬声器检听时应从分频点频率开始向高频扫频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从共振频率允许偏差下限开始向高频扫频为便于检查垃圾声碰圈声和机械声在共振频率附近必须检听但可以规定馈给扬声器以较低的信号电压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定检听时由系统的下限频率开始向高频扫频有衰减器时一般将衰减器置于频率响应的平直位置或产品标准规定的位置阻抗和它的派生特性额定阻抗特性解释扬声器的额定阻抗是一个由制造厂规定的纯电阻的阻值在确定信号源的有效电功率时用它来代替扬声器额定阻抗是指阻抗曲线见上紧跟
17、在第一个极大值后面的极小值在额定频率范围内阻抗模值的最低值不应小于额定阻抗的假如在额定频率范围以外的任何频率包括直流的阻抗小于此值时则应在说明书中加以说明阻抗曲线特性解释把阻抗模值表示为频率的函数测量方法将扬声器置于正常测量条件中见测量阻抗曲线可用恒压法或恒流法通常优选恒流法测量所选用的电压值或电流值应足够小以保证扬声器工作在线性状态测量应至少覆盖的频率范围其结果表示成频率函数的曲线电压值和电流值应在报告中注明总品质因数特性解释在共振频率点声阻抗的惯性抗或弹性抗部分与纯阻部分的比值注本标准所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总品质因数和扬声器单元的等效容积见和共振频率见一起
18、足以确定扬声器的低频性能测量方法总品质因数可以由扬声器的阻抗曲线见图来确定并按下式计算式中扬声器的共振频率处阻抗极大值对扬声器直流电阻之比值扬声器音圈直流电阻和附近近似对称的二个频率点且在这二处的阻抗值和相等且其值为在频率处阻抗对的比值可以看出当和用代替时由于阻抗曲线的不对称而产生的计算误差减至最小见注于是式可以简化为注式是在造成阻抗曲线不对称的音圈感抗被忽略以后由简单的理论导出的图等效空气容积特性解释等效空气容积是指密闭在刚性容器中空气的声顺与扬声器单元的声顺相等时的体积测量方法把扬声器单元安装在不具有衬里的结实的试验箱里该箱具有下列特性箱子尺寸和形状应适合扬声器的尺寸及预期的用途箱子应有一
19、个简单的开口可以用一带凸缘的塞子塞住使开口箱或倒相箱变为密封得很好的闭箱将箱子的开口封闭从开始递增频率测量该系统输入阻抗的相位为零时的共振频率作为零以上最低的频率这可以通过对扬声器串联一个电阻再加电压驱动来做到把电阻器上的电压和扬声器上的电压分别接到示波器的水平轴及垂直轴上当椭圆图形变扁而成为一直线的时刻指示输入阻抗的相位为零注用于此目的信号源应是平衡输出的将箱体开口打开从开始递增频率测量相位为零时的三个频率设它们为和频率出现在最小电阻抗点附近它是由于存在音圈感抗而使之改变后箱体实际共振频率此频率只需注意到即可而不使用真正的共振频率它是不存在音圈感抗时的共振频率从而可以使用简化的理论则由下式计
20、算适用于装在无限大障板上自由空间中的真正的驱动器共振频率由下式计算扬声器顺性的等效空气容积由下式计算式中测量箱的内部净体积输入电压短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间隔为重复次的模拟节目信号而不产生永久性损坏的最大信号电压测量方法同额定噪声电压的测量方法见但试验信号源是一个通过符合上述要求的门电路计权的模拟节目信号源注在信号持续期内馈给扬声器的电压有效值可以在门开关常通的条件下进行测量而扬声器则用一与扬声器额定阻抗值相同的电阻器替代保护装置如扬声器有保护装置则短期最大输入电压是指使保护装置自身永久失效时的输入电压若由于保护装置的工作使作为放大器负载的扬声器阻抗在任何频率点
21、下降到额定阻抗的以下则制造厂应说明扬声器的输入阻抗最小值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间隔为重复次的模拟节目信号而不产生永久性损坏的最大信号电压测量方法同额定噪声电压的测量方法见但试验信号源是一个通过符合上述要求的门电路计权的模拟节目信号源注同的注保护装置如扬声器有保护装置则长期最大输入电压是指使保护装置自身永久失效时的输入电压若由于保护装置的工作使作为放大器负载的扬声器阻抗在任何频率点下降至额定阻抗的以下则制造厂应说明扬声器输入阻抗的最小值额定正弦电压特性解释指由制造厂规定的在额定频率范围内使扬声器能连续工作而不导致热损坏或机械损坏的持续正弦信号电压该电压为在规定的
22、持续时间内使用正弦信号测量时电压的极限值若无特殊规定持续时间应为注该电压值是频率的函数在不同的规定频率范围内可给出不同的电压值该电压值与扬声器的安装方式有关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模拟节目信号而不产生热和机械损坏的信号电压注该值与扬声器的安装方式有关例如不安装或安装在规定的箱体内测量方法测量装置包括下列仪器粉红噪声发生器合适的计权网络以得到符合规定的噪声信号带限幅电路的功率放大器按规定安装的待测扬声器除非制造厂规定使用箱体扬声器驱动单元应在不加障板的条件下进行测量注如一个以上扬声器同时进行测量则要注意保证扬声器之间没有显著的互相影响如扬声器被设计在限定的频率范围内
23、工作而相应的限频网络又不是扬声器的组成部分则制造厂应规定一适当的电路在测量过程中接在扬声器上该网络则成为扬声器的组成部分其输入阻抗应符合扬声器的额定阻抗的规定其输出端以扬声器为负载测量电路中各单元连接的次序见图图滤波和限幅线路扬声器应放置在不小于的室内进行测量该室的气候条件应符合规定当在待测扬声器的输入端进行测量时功率放大器的频率响应应在内保持恒定误差不超过待测扬声器输入端的限幅噪声的频率分布应符合的规定其峰值因数在之间功率放大器输出阻抗应不大于扬声器系统额定阻抗见值的放大器至少应能对扬声器提供两倍于扬声器额定正弦电压见的正弦信号用正弦信号在扬声器输入端测量时功率放大器输出电压的谐波失真不应超
24、过扬声器应在每个规定的气候条件下要求其能随额定电压连续工作一般在产品设计定型与生产定型时应按上述测量方法的要求进行的试验而在正常大量生产过程中可用倍或倍噪声功率试验来代替有争议的以试验结果为准试验后应恢复后再作其他测量输入电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为式中是短期最大输入电压是额定阻抗测量方法测量方法见长期最大功率特性解释与长期最大输入电压对应的电功率其定义为式中为长期最大输入电压是额定阻抗测量方法测量方法见额定正弦功率特性解释与额定正弦电压对应的电功率其定义为式中是最大正弦电压是额定阻抗额定噪声功率特性解释与额定噪声电压对应的电功率其定义为式中是额定噪声电压是额
25、定阻抗测量方法测量方法见注额定噪声功率也可称为功率承受能力频率特性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注可以与有效频率范围不同特别是当扬声器仅仅用作高音单元低音单元或语言重放的时候共振频率特性解释在扬声器单元的阻抗模值随频率递增变化的曲线上出现第一个阻抗极大值时的频率其声学环境自由场或半空间自由场安装条件包括所用测量箱的特性应在给出该频率时一并给出注扬声器单元可按的规定进行安装闭箱扬声器系统包括分频网络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倒相或无源辐射扬声器系统包括分频网络的阻抗模值随频率递增变化的曲线上第一个主要阻抗极大值后的第一个极最小值时的频率测量方法测
26、量共振频率通常采用恒压法测量时信号源的输出电压按如下公式确定当时当时当时式中额定噪声功率电功率额定阻抗测量时扬声器辐射面前方内应无反射物递增馈给扬声器的正弦信号频率若采用恒压法则当电压表指示第一个极小值时此时相对应的频率即为扬声器的共振频率除非另有说明测量时扬声器单元一般不另加声负载自由场和半空间自由场条件下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压值的粉红噪声信号时扬声器在参考轴上离参考点规定距离处所产生的电压测量方法扬声器置于自由场或半空间自由场环境内在正常测量条件下进行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测量装置包括下列仪器待测扬声器粉红噪声发生器阻带
27、衰减的斜率至少为的带通滤波器该滤波器把信号带宽限制在扬声器欲测的频率范围内当没有所需带宽的滤波器时可将频带分成个带宽见的方法来近似用粉红噪声信号馈给带通滤波器而每频带内馈给扬声器的电压值应为其中为原测量所规定的电压为频带的个数把规定电压和规定带宽的粉红噪声信号馈给扬声器在规定距离测量电压若用个带通滤波器时指定频带内的声压由下式计算式中第个频带内的声压测量条件应在结果中予以说明指定频带内的声压级式中测得的指定频带内的声压基准声压指定频带内的特性灵敏度特性解释在指定频带内的声压见换算成输入功率为和在参考轴上距离参考点处的值测量方法按但规定电压为与相应的电压数值上与相等指定频带内的特性灵敏度级特性解
28、释特性灵敏度见与基准声压比值的对数值乘以以表示指定频带内平均声压特性解释指定频带内所有频带测得的声压的方均根值测量方法按测出指定频带内的平均声压用下列公式计算式中指定频带内的声压指定频带内的的数目指定频带内的平均声压级特性解释见和基准声压比值的对数值乘以以表示自由场和半空间自由场条件下的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于参考轴和参考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声信号测量方法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应覆盖扬声器的有效频率范围见用频带噪声
29、的测量可以用下列两种方法中的一种来完成把粉红噪声信号馈给扬声器用滤波器分析传声器的输出信号用条所规定的窄带噪声信号馈给扬声器注若采用第二种方法在传声器电路中不需要滤波器但并不限制它的使用结果以声压频率曲线来表示测量所选用的空间条件和所选的是哪一种噪声应予以指明有效频率范围特性解释有效频率范围是上限频率和下限频率为界限的频率范围测量方法在用正弦信号测得的频率响应曲线见上在灵敏度最大的区域内取一个倍频程带宽在其中按取点计算其声压级的算术平均值下降划一条平行于横坐标的直线它与频率响应曲线高低两端的交点即和所对应的频率范围即为有效频率范围对电动式扬声器通常用作为有效频率范围的下限频率但对于谷值的频带宽
30、度小于的部分不计算在内见图图传递函数特性解释是指在自由场或模拟自由场条件下测得的声压幅值和相位与频率的关系测量是在相对于参考轴及参考点的指定位置在扬声器输入端上施加规定的恒定电压进行的除非另有规定该电压应为见使用的信号电平应保证测量结果不受非线性的影响声压幅度通常以等效声压级表示在表示相位为频率的函数时应扣除由于扬声器和传声器之间的声传输所产生的相移见测量方法在模拟自由场条件下用脉冲信号测量把扬声器置于模拟自由场环境内的正常测量条件下在扬声器上加一脉冲测量信号其带宽至少应包含所关心的频率范围为取得足够的信噪比测量信号可以重复多次连续二次之间的时间间隔应足够长以使由于混响产生的声压降低到可以忽略
31、的程度对测得的值进行平均即得所需的测量结果为了减少所需要的测量时间可使用一定频谱形状予加重的测量信号并对测得的声压作必要修正去加重在上述条件下进行声压测量其结果以频率的函数来表示测量通常采用对声压信号进行采样和数字化并使用数字付里叶分析器或计算机进行付里叶变换来获得把测量信号从时域转换到频域的方法在整个频率范围内不应使声压级的计算结果的误差超过使用已校准的与频率无关的衰减器和传声器信号测量电路包括予加重和去加重的部件在内测量馈给扬声器的电压与相同将其结果表示成频率的函数扬声器传递函数是项测量结果除以项测量结果并计入传声器灵敏度和衰减器的校准通常表示成幅值和相位作为频率函数的曲线其幅值表示为输入
32、功率为时的等效声压级由所有误差源环境噪声剩余非线性校准截断及信号处理在所表示的传递函数中所造成的累积幅度误差不得超过输出功率声功率频带内的声功率特性解释是指馈给扬声器规定输入信号时它在中心频率为的已知频带内所辐射的总声功率测量方法把扬声器置于正常测量条件下的自由场半空间自由场或扩散环境中进行测量对于不同的环境可分别使用或给出的方法测量测得的结果以声功率作为频率函数的曲线表示在自由场或半空间自由场条件下声功率的测量自由场条件下在一大的球面上半空间自由场条件下则在一大的半球面上见测出均匀分布在被测系统周围许多点的声压有效值的平方的平均值如系统为轴旋转对称的可以证明在包含对称轴的平面内测量就足够了则
33、声压平方的平均值可用下式计算式中偏离参考轴处测得的声压为连续二次测量之间夹角确定后为测点的序号在自由场条件下的声功率由下式计算在半空间自由场条件下的声功率由下式计算式中声功率球的半径大球面上的声压平均值和空气密度和空气中声速在扩散场条件下声功率的测量测量中心频率为的频带内的声压在扩散场条件下声功率由下式计算式中声功率混响室体积规定频带内混响室的混响时间扩散场中的声压注可以在扬声器线路内也可在扬声器和传声器二者的线路内进行滤波用声功率源以比较法测量扬声器的声功率见指定频带内的平均声功率特性解释指定频带内所有的声功率的算术平均值测量方法按要求进行测量平均声功率是指定频带内测得的所有声功率计算出算术
34、平均值指定频带内的效率特性解释在中心频率为的频带内扬声器辐射的声功率与馈给它的电功率之比测量方法声功率按进行测量电功率按进行计算指定频带内效率由下式计算式中指定频带内的效率扬声器辐射的声功率馈给扬声器的电功率在指定频带内的平均效率特性解释在规定的频带内所有的效率的算术平均值测量方法频带内效率按进行测定平均效率由规定频带内每个所测得之效率加以算术平均指向特性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压级表示为测量轴和参考轴之间夹角的函数它可以随频率不同而变化扬声器置于正常测量条件下的自由场环境内测量传声器置于包含参考轴的平面内距参考点规定距离处按要求用正弦或频带噪声信号加到扬声器上调节
35、输入电压使每个频率或频带在参考轴上规定点产生恒定的声压在额定频率范围内测得的指定频率或频带的极坐标响应的曲线族最好选择或的频率但至少应包括推荐使用能给出连续改变角度的装置测得结果应按照来描绘极坐标曲线应非常仔细以保证重要的旁瓣能被测出在提供的测量结果中测量轴相对于参考轴的方向应予以说明如果采用点测法则图中应清楚地表示出所取的角度注对于非常小的扬声器例如高音扬声器来说可能需要使用比上面所提到的更高的频率这些频率应与给出的相符合应当注意扬声器参考轴上的声压级其相应于极坐标图上的角的声压级指向性频响曲线特性解释在偏离参考轴不同角度处测得的一组曲线推荐每隔测量一条曲线注它特别适用于不易测量指向性图形的
36、较大扬声器系统测量方法在偏离参考轴不同角度的条件下用的方法进行测量测量结果表示成声压频率曲线以角度为参变量的声压频率曲线族辐射角特性解释在包含参考轴的平面内相对于参考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考轴上测得的声压级低符合上述要求的频率范围应在结果中说明测量方法辐射角由按测出的额定频率范围内的指向性图上导出辐射角若相对于轴对称可表示为以频率为横坐标角度为纵坐标的曲线若扬声器的指向性图形不是旋转对称于参考轴则应给出两个互相垂直平面内的辐射角频率曲线指向性指数特性解释是指在自由场条件下在参考轴上所选择的点所测得的扬声器辐射声强和相同声功率的点声源在同一点上所产生的声强的比值以
37、表示测量方法指向性指数可由下列方法之一来决定方法一按在自由场条件下在处所测得声压级扩散场条件下测得声压级在这二个测量中扬声器均馈以相同的经滤波过的粉红噪声电压指向性指数由下式确定式中指向性指数在自由场条件下在参考轴上距参考点处测得的声压级在扩散场条件下测得的声压级混响室的混响时间参考混响时间混响室容积参考容积用国际单位制时有关常数的近似值方法二从按所测出的指向性图形上按求出声压的平方的平均值测量轴上声压的平方指向性指数是对之比取对数再乘以而得振幅非线性引言振幅非线性的一般解释见对扬声器可能是很重要的种种类型的振幅非线性的特性解释和测量方法见下列各条总谐波失真特性解释通过总声压表示的总谐波失真测
38、量方法扬声器系统置于自由场条件下扬声器单元置于半空间自由场条件下馈给扬声器一系列的正弦电压其频率递增到所选的输入电压应尽可能与预计使用情况相对应即数值上等于当指定频带内的声压级见达到规定值时所对应的电压可以包括额定正弦电压但不超过见频率范围最好用扫频法来覆盖因为用点测法会导致重要信息的丢失除非另有规定测量传声器应置于参考轴上距参考点处测量传声器与选频电压表如波形分析仪相连如有需要可在其前面加接一高通滤波器以滤去基波测量各分离的谐波成分的声压测量传声器与宽带电压表相连测量包括基频在内的总声压该仪表应指示信号的真方均根值总谐波失真可以下式确定以计以计测量结果作为基频的函数表示成曲线使用扫频法时失真
39、值以表示用点测法时以百分数表示在报告中应有以下资料输入电压和相当于处的声压级选用的是扫频法还是点测法用点测法时选用的频率点测量传声器距参考点不是时的距离和其测量条件自由场或半空间自由场次谐波失真或特性解释通过总声压来表示的次谐波失真测量方法见的二次谐波失真可按下式确定以计以计三次谐波失真可按下式确定以计以计测量结果用的方法给出特性谐波失真特性解释通过在指定频带内的平均声压来表示的总谐波失真测量方法按中的测量条件进行但公式中的用见代替在根据测定公式中的时馈给扬声器的电信号为带宽的粉红噪声信号其功率应等于按测定谐波失真时馈给扬声器的正弦信号的电功率总噪声失真特性解释由频带内各频率产生的中心频率为等
40、的频带声压方均根值平方和的平方根对总声压的均方根值的比表示的失真测量方法见但正弦输入信号用带通滤波后的粉红噪声信号来替代次噪声失真或特性解释由中心频率为的声压的方均根值对总声压的方均根值的比值表示的失真测量方法扬声器置于自由场半空间自由场或扩散场条件下将的粉红噪声信号馈给扬声器其电压方均根值相当于馈给额定阻抗的指定功率所选的输入电压应尽可能的与预计使用情况相对应可以包括额定噪声电压见但不得超过除非另有规定测量传声器应置于参考轴上距参考点处测量传声器与滤滤器和方均根值电压表相连注用于本测量的带通滤波器其中心频率见中这些滤波器仅适用于二次谐波失真之测量当测量三次谐波失真时应考虑到没有一个滤波器的中
41、心频率为另一中心频率的三倍以表示加于扬声器通带的中心频率表示用来测量三次失真的通带中心频率则其误差以百分计如下误差以百分计的误差按下式计算测出中心频率谐波的声压二次噪声失真可由下式确定以计以计三次噪声失真可由下式确定以计以计测量结果以曲线表示在滤波器使用自动开关装置时则失真级以为单位其结果作为加在被测场扬声器上的频带噪声的中心频率的函数用曲线表示当使用人工开关法时则以百分数为单位表示失真在测量结果中应给出下列数据输入电压或功率在自由场测量时对应于处的声压级在扩散场中测量时的总声功率以及测量条件自由场半空间自由场或扩散场特性噪声失真特性解释通过额定频率范围内所有的平均声压来表示的总噪声失真测量方
42、法见但总声压用平均声压见替代次调制失真或特性解释次调制失真规定为由于失真而产生的频率为的声压方均根值的算术和对由信号产生的声压方均根值之比和为两个规定振幅比的输入信号的频率甚低于测量方法把振幅比为频率为和的两个信号接到放大器的输入端将和线性叠加的信号施加在扬声器上除非另有规定测量传声器应置于参考轴上距参考点处将波形分析仪与测量传声器相连测得的失真成分是由于调制失真和多卜勒效应产生的为了区分这两种失真需作相位测量本标准只考虑频率为的调制成分对更高次调制失真的测量一般没有什么价值二次调制失真可按下列确定以计以计三次调制失真可由下式确定以计以计测量结果表示成以参考电压为函数的图形参考电压的正弦信号幅
43、值与馈给扬声器输入端的信号峰峰值正弦信号方均根值相同在测量结果中应注明测量条件自由场或半空间自由场频率和的值次特性调制失真或特性解释通过指定频带不包括频率内的声压表示的次调制失真测量方法见但总声压用不包括在内的指定频带的声压见来替代差频失真待定噪声互调失真待定漏磁场杂散磁场特性解释在距离扬声器任何组成部分某一规定距离处由于扬声器磁回路的泄漏而产生的杂散磁场测量方法漏磁场包括两个成分一个静态成分和一个交变成分按下述方法测定漏磁场的静态成分可用合适的特斯拉计来测量漏磁场交变成分可用合适的探测线圈来测量注对使用永久磁铁的扬声器交变成分通常是没有意义的但励磁扬声器交变成分则是有意义的测量点与测量距离扬
44、声器漏磁场的测量包括图所标明的那些点如有必要也可以增减如无其他理由测量距离正反轴向为方向和其余方向为若采用其他测量距离时应在测量报告中注明扬声器在测量支架上的安置见图所示漏磁场的测量将探测器安装在用非磁性材料制成的测量支架见图上并将被测扬声器按规定方向靠紧测量支架按规定点测出扬声器的漏磁场静态分量其中最大值即为该扬声器的漏磁场的值测量支架可参照图制作注地磁场对测量值造成的误差应不大于注点为漏磁测量点箭头方向为探测器的测量方向图图注图中尺寸由产品标准规定为测量距离单位图额定环境条件温度范围性能极限温度范围特性解释扬声器特性的变化不超过容许偏差的温度范围损坏性极限温度范围特性解释工作或贮存时超过后
45、可能使工作特性产生永久性改变的测量温度范围湿度范围相对湿度范围特性解释扬声器特性的变化不超过容许偏差的湿度范围损坏性极限湿度范围特性解释工作或贮存时超过后可能使工作特性产生永久性改变的相对湿度范围物理特性尺寸扬声器的外形结构和安装尺寸重量扬声器使用时的重量电缆配套件电缆连接和连接器件应符合或注有时目前标准化的连接器不适用不可避免要用其他类型的连接器件设计数据进一步的设计数据可作为补充资料提供例如总气隙磁通量气隙磁通密度气隙磁能量音圈直流电阻磁体的重量材料和规格需要规定的特性分类应由制造厂给定的数据在下表中以表示推荐由制造厂给出的数据则以字母表示在扬声器上应标志的资料或标志在标志牌上的在采购扬声
46、器之前提供给需方的技术资料中应规定的资料可提供的补充数据如在分类表里多于个则该资料在两种情况下都应提供关系到安全的标记要遵照安全标准的要求或遵守其他相关的标准这是最重要的应由制造厂给定的数据则以额定字样来给出表需要规定的特性和分类章条类别描述扬声器驱动单元换能原理类型扬声器系统极性标志参考面参考点和参考轴参考面参考点参考轴阻抗和它的派生特性额定阻抗阻抗曲线总品质因数等效空气容积输入电压短期最大输入电压长期最大输入电压额定正弦电压额定噪声电压输入电功率短期最大功率表完章条长期最大功率额定正弦功率额定噪声功率频率特性额定频率范围共振频率自由场和半空间自由场条件下的声压指定频带内的平均声压极自由场和
47、半空间自由场条件下的响应频率响应有效频率范围传递函数输出功率指定频带内的平均效率指向特性指向性图形辐射角指向性指数振幅非线性总谐波失真相应特性的额定值总噪声失真相应特性的额定值调制失真差频失真噪声互调失真漏磁场物理特性尺寸重量电缆配套件设计数据注指扬器系统待定附录提示的附录部分测试方法方框图纯音检听测试方框图见第章图阻抗测试方框图见第章图额定噪声电压测试方框图见图适用于全频带扬声器及扬声器系统图适用于带有分频器的高频扬声器共振频率测试方框图见图声压级测试方框图见图频率响应测试方框图见窄带噪声信号法图正弦信号法图扩散场中声功率测试方框图见图指向性响应图形测试方框图见第章图谐波失真测试方框图见第章粉红噪声信号测试谐波失真曲线法图正弦信号失真法图正弦信号扫描点测法图
