声学测试规范
文章目錄
- 一、聲音
- 二、聲學相關參數
- 三、聲強/聲功率/聲壓級/聲強級/聲功率級
- 四、響度/響度級/等響曲線
- 五、揚聲器(喇叭)
- 六、傳聲器(麥克風)
一、聲音
人耳的聽覺范圍：20Hz~20kHz
不同的人在不同的狀態下能聽到的范圍不同，測試過程中經常會讀取1kHz的頻響值作為參考數值。
二、聲學相關參數
- 頻率/周期/波長/波數
- 頻程/頻譜
頻程&倍頻程
- 頻程：
頻帶，頻率的相對尺度，兩個聲或信號之間的距離。把20Hz到20000Hz的聲頻范圍分為幾個段落，每個頻帶成為一個頻程。 - 倍頻程：
兩信號頻率之比取以2為底的對數值取為n，n表示倍頻程數。
頻譜&頻譜分析
- 頻譜：
把時間函數的分量按幅值或相位表示為頻率的函數的分布圖形。 周期越短頻率越高，參考f=1/T。 - 頻譜分析：
將時域信號加以傅里葉變換變換至頻域進行分析的方法稱為頻譜分析。
三、聲強/聲功率/聲壓級/聲強級/聲功率級
聲強&聲功率
- 聲強(I)：
聲波平均能流密度的大小叫聲強。 - 聲功率(W/P)：
聲強對面積積分，則為單位時間內通過一定面積的的聲波能量叫做聲功率。
壓級/聲強級/聲功率級
- 級：
聲學中一個量與同類基準量之比的對數，其單位為分貝。 - 聲壓級：
給定聲壓與參考聲壓之比取lg對數乘20，參考聲壓為20μPa - 聲強級：
指該處的聲強與參考聲強的比值取lg對數值乘10，參考聲強為I = 10^(-12 )w/m2 。 - 聲功率級：
聲功率與基準聲功率之比取lg對數乘10， 基準聲功率Wo為10^(-12)w。
四、響度/響度級/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、聲強級為40dB的1kHz純音響度為1宋。 - 響度級：
用LN表示，指在數值上與此聲音同響的1kHz純音的聲壓級，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與頻率關系的曲線。 - 計權網絡：
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，叫計權網絡。一般聲級測量均采用A 計權。A計權為 40Phone等響曲線的翻轉，模擬55dB以下低強度噪聲特性。由A 計權測量的聲級稱為A 聲級，記作LPA或dB(A) 。
五、揚聲器(喇叭)
類型
- 電動式/動圈式：
與振膜固定在一起的線圈置于磁場中，通過電磁效應產生作用力帶動振膜運動發聲。 - 壓電式：
高頻好常做高音揚聲器，壓電材料施加電壓縮張帶動振膜運動發聲。 - 電磁式/舌簧式：
帶鐵芯的線圈和薄鋼膜，線圈通過電流時產生磁場，吸引鋼膜運動發聲。 - 電容式/靜電式：
平板型電容器原理，通過信號的極性變化與相對電極產生吸引和排斥帶動振膜運動發聲。
聲學參數
- 頻率響應(FR)：
恒定電壓，聲壓隨頻率變化的曲線。 - 靈敏度(SEN)：
1mw電功率下耳機產生的仿真耳的聲壓級，一般靈敏度 越高、阻抗越小，耳機越容易出聲、越容易驅動。 - 有效頻率響應范圍：
耳機能夠放送出的頻帶的寬度。 - 諧波失真(THD)：
設備的輸出不能完全復現其輸入，產生了波形的畸變或者信號成分的增減。 - 高次諧波失真(R&B)：
R&B是雜音，為周期信號，產生于線圈的不規則振動，與產品組裝工藝有關。 - 阻抗(Impedance )：
交流阻抗，隨輸入信號頻率變化。 - 諧振頻率(F0)：
在揚聲器阻抗曲線中出現第一個阻抗最大值時的頻率就是諧振頻率。揚聲器直徑越大，諧振頻率越小。 - 額定功率/最大功率
六、傳聲器(麥克風)
類型
- 電容式麥克風：
依據電磁感應原理制成的，接受聲波的膜片發生受迫振動，帶動處于恒定磁場內的線圈，從而產生—交變的感應電動勢，形成變化著的電信號。 - 動圈式麥克風：
依據接收聲波的膜片構成電容，受迫振動后，其電容量發生變化從而產生—交變電壓，形成變化著的電信號。 - 駐極體麥克風：
關鍵技術是應用了可駐留電荷的駐極體材料，具有電容傳聲器的優良特性，但不需要復雜的電路，并且與場效應管集成到一起，具有低阻輸出特性，體積可以做的很小。 - MEMS麥克風：
硅麥，指集微型傳感器、執行器以及信號處理和控制電路、 接口電路、通信和電源于一體的微型機電系統。
聲學參數
- 靈敏度：
聲信號轉電信號速度指標。 - 頻率響應：
傳聲器的頻率響應是指傳聲器的靈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-本底噪聲級 - 等效噪聲級：
假定有一聲波作用在傳聲器上所產生的輸出電壓同傳聲器固有噪聲產生的輸出電壓相等，則該聲波的聲壓級就等于傳聲器的等效噪聲級。 - 最大聲壓級：
在強聲壓作用下，傳聲器會產生諧波失真，聲壓愈高，諧波失真愈大，當諧波失真大到一定允許值時的聲壓級為傳聲器的最高聲壓級。 - 動態范圍：
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：
產生了輸入信號頻率以外的新信號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系，相位差的變化是頻率的函數。
總結
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