測試傳聲器的開路靈敏度和插入電壓校準(zhǔn)

測試傳聲器出廠時(shí)廠家通常給出它的開路靈敏度，開路靈敏度So定義為傳聲器的開路輸出電壓與作用在它上面的聲壓之比。實(shí)際上，傳聲器通常是與前置放大器配合使用的，當(dāng)傳聲器接上前置放大器后，前置放大器的輸出電壓與作用在傳聲器上的聲壓之比，稱之為負(fù)載靈敏度Sl。由于前置放大器具有一定的衰減，前置放大器的輸入電容也會(huì)降低傳聲器的靈敏度，因此，負(fù)載靈敏度會(huì)比開路靈敏度低，對于不同的傳聲器和前置放大器，降低值都會(huì)不同。所以，當(dāng)你拿到一只50 mV/Pa開路靈敏度的測試傳聲器，將它裝在前置放大器上，然后在傳聲器上加上聲壓，例如聲級校準(zhǔn)器產(chǎn)生94 dB（1 Pa）、1000 Hz聲壓，測試前置放大器的輸出電壓可能只有40幾mV，而不會(huì)是50 mV。前置放大器如做得好，它的衰減小(如小于-0.2 dB)，輸入電容也小（如小于0.5 pF），那么輸出電壓會(huì)高一些，否則會(huì)降得更多。而傳聲器的開路靈敏度則與之無關(guān)，這也是為什么出廠時(shí)傳聲器的靈敏度都是用開路靈敏度表示的原因。

測試傳聲器的開路靈敏度在日常使用中是無法測量的，一般都是使用聲校準(zhǔn)器對包括傳聲器在內(nèi)的整機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場校準(zhǔn)，以確定整機(jī)的靈敏度。如果你要根據(jù)傳聲器的開路靈敏度來設(shè)定整機(jī)的靈敏度，則要考慮前置放大器的衰減和輸入電容對測試傳聲器靈敏度的影響，而不能直接使用開路靈敏度來設(shè)定。

在傳聲器生產(chǎn)廠出廠時(shí)，最好給出它的開路靈敏度，以便客觀地評價(jià)傳聲器的靈敏度。在考核傳聲器的穩(wěn)定性，最好也要用開路靈敏度。為了校準(zhǔn)傳聲器的開路靈敏度，需要使用插入電壓校準(zhǔn)方法，通常只能在計(jì)量部門或?qū)嶒?yàn)室進(jìn)行。

傳聲器開路靈敏度的校準(zhǔn)要用專門的前置放大器，它可以使傳聲器外殼與地相連，也可以使傳聲器外殼與地隔開，以便從傳聲器外殼加入校準(zhǔn)電壓，一般前置放大器不能使用于傳聲器開路靈敏度的校準(zhǔn)。

校準(zhǔn)時(shí)，首先將活塞發(fā)聲器套入傳聲器并打開電源，活塞發(fā)聲器產(chǎn)生250 Hz、124 dB聲壓級（聲壓為31.62 Pa）加到傳聲器上，傳聲器經(jīng)前置放大器輸出電壓送到毫伏表，記下該讀數(shù)(例如為1452 mV)。

使活塞發(fā)聲器停止發(fā)聲，將信號發(fā)生器的輸出電壓加到與前置放大器外殼絕緣的傳聲器外殼上（一般通過具有插入電壓校準(zhǔn)功能的測量放大器或?qū)Ｓ脙x器供給），傳聲器作為一個(gè)幾個(gè)至幾十pF的電容將信號耦合到前置放大器，再輸出到毫伏表。調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的頻率為250Hz、信號幅度調(diào)節(jié)到使毫伏表上指示值與活塞發(fā)聲器校準(zhǔn)時(shí)相同（例如為1452 mV），這時(shí)信號發(fā)生器的輸出電壓（mV）除以活塞發(fā)聲器產(chǎn)生的聲壓（Pa），即為被測傳聲器的開路靈敏度So，即：

So= 1452 mV÷31.62 Pa = 45.9 mV/Pa

也可以使用1000 Hz、94 dB的聲校準(zhǔn)器來進(jìn)行校準(zhǔn)，因?yàn)?/font>94 dB正好是1 Pa，所以毫伏表指示的毫伏值就是傳聲器的開路靈敏度值。但是如果被校準(zhǔn)的是自由場響應(yīng)測試傳聲器，它在1000 Hz的聲壓響應(yīng)比250 Hz時(shí)要低，對于1/2英寸傳聲器約低0.15~0.2 dB。

我公司研發(fā)的AWA6050型靜電激勵(lì)器電源具有插入電壓校準(zhǔn)功能，只需配合信號發(fā)生器、交流數(shù)字電壓表、聲校準(zhǔn)器和專用前置放大器就可對測試傳聲器進(jìn)行插入電壓校準(zhǔn)。還可以使用靜電激勵(lì)器進(jìn)行傳聲器和聲級計(jì)等聲學(xué)測量儀器的頻率響應(yīng)測量。