為了對揚聲器進行軸向響應(yīng)測量,您需要將揚聲器放置在支架上,并盡可能遠離所有反射面。同時盡量保持無噪聲進行測量,因為添加到響應(yīng)中的噪聲會降低測量結(jié)果的質(zhì)量。測量麥克風應(yīng)放置在測量軸上,距離揚聲器約1米處。設(shè)置好麥克風和揚聲器后,使用卷尺測量到最近反射面(地面或天花板)的距離。
通過一些簡單的幾何計算(如圖1),可以確定要使用的低頻截止頻率。
圖1
低頻截止頻率=343/(2*(x2+h2)^0.5)其中,343m/s是聲速。對于一個天花板高度為2.4米、測量距離為1米的房間,計算得出:低頻截止頻率=343/(2*((0.52+1.22)^0.5))=132Hz。因此,對于此大小的房間,任何低于132Hz的數(shù)據(jù)都是無效的!請記住,應(yīng)該在此基礎(chǔ)上增加一個額外的裕量,因為在測量的低頻八度音階中收集到的數(shù)據(jù)點非常少。
下一步是連接設(shè)備(見圖2)。請注意,電脈沖被輸入到4262動態(tài)信號分析儀以及從麥克風接收到的脈沖。這意味著您可以在開始聲學測量之前檢查電脈沖的帶寬。同時,檢查功率放大器的輸出也是一個好主意,以確保它沒有被脈沖輸入過載。這種過載很難從麥克風輸出中檢測出來,因此請檢查功率放大器的輸出是否在其額定范圍內(nèi)。
圖2
頻率響應(yīng)測量:
(注:如果您想進行一系列測量以進行比較,則必須對每項測量使用相同的設(shè)置。否則,測量的相對水平將會有所不同。)
對于此說明,我們假設(shè)脈沖發(fā)生器的輸出在通道A上,而麥克風返回的信號在通道B上。
首先,觀察脈沖。下面的屏幕顯示了脈沖及其頻譜(圖3)。
圖3
在范圍視圖設(shè)置 >選項中,設(shè)置如下:
要顯示的數(shù)據(jù)設(shè)置為:當前
在頻譜視圖設(shè)置 >選項中,設(shè)置如下:
X軸比例設(shè)置為:對數(shù)(Log)
Y軸比例設(shè)置為:分貝(dB)
窗口類型設(shè)置為:矩形窗
頻譜帶數(shù)量設(shè)置:512
顯示模式設(shè)置為:正常
在頻譜視圖設(shè)置 >測量>測量列表>添加中,添加了一個新的測量項:
測量設(shè)置為:掃描時間
通道設(shè)置為:通道A
請注意,脈沖寬度為25μs,在大約20kHz時存在3dB滾降。如果脈沖變長,則測量的最高頻率會降低。這里存在一個權(quán)衡:既要使脈沖獲得足夠的功率以克服到達麥克風的背景噪聲,又要考慮帶寬。脈沖高度有一個上限,這個上限由功率放大器和揚聲器決定。如果不想測量超過10kHz的頻率,增加脈沖長度可以改善噪聲性能。請注意,頻譜視圖窗口是矩形的。不要將其與測量時間窗口混淆。為了獲得良好的揚聲器測量結(jié)果,您可以嘗試更改頻譜視圖窗口。布萊克曼窗(Blackman window)可能是最佳選擇。
設(shè)置好脈沖長度后,現(xiàn)在您可以開始觀察聲學輸出,需要調(diào)整脈沖的重復率。將脈沖通過揚聲器發(fā)送,并在PicoScope上觀察結(jié)果。
下面的屏幕顯示結(jié)果。請注意,來自麥克風的紅色脈沖相對于電脈沖(藍色脈沖)延遲了2.8毫秒以上。在這種情況下,測量距離為95厘米,這給出了聲速的測量值為333米/秒(一個很好的驗證?。▓D4)
圖4
在設(shè)置重復率時,必須考慮房間的混響時間。如前所述,房間內(nèi)的第一次反射決定了我們可以使用的測量窗口。然而,在此之后,房間反射的能量仍會持續(xù)一段時間到達麥克風。在普通的實驗室中,脈沖發(fā)出的聲音可能需要0.5秒到1秒的時間才能衰減消失。如果您的房間具有很強的混響效果(空間大且吸收少),則衰減時間可能更長,長達5秒或10秒。這一點之所以重要,是因為必須允許一個脈沖的混響尾部在下一個脈沖到達之前衰減消失。如果不允許這種情況發(fā)生,則混響能量會被添加到測量結(jié)果中。最好將重復率設(shè)置在0.5秒到1秒之間。檢查麥克風脈沖之前的示波器視圖顯示內(nèi)容,并降低重復率,以查看噪聲底是否降低。