扬声器的性能及测试方法

特性解释： p nf 100% 以%计：dn= pt
以dB计：Ldn=20Lg
dn 100
如：扬声器的二次谐波失真为10%即d2=10% 10 那么以dB计的Ldn=20Lg 100 =20dB
5）特性谐波失真
特性解释：通过在指定频带内的平均声压Pm表 示总品质谐波失真。
13.漏磁场（杂散磁场）
二、性能参数的测量方法
1.极性标志
按规定馈给扬声器以瞬时直流电压，引起膜片向 扬声器前方运动时，与电压正级相连接的输入端为扬 声器正极，用红色或符号“+”表示。 + + 电 池 + + 极性检测仪 ok
-
+
-
-
万用表直流微安或毫安 挡
+
-
2.纯音检听
馈给扬声器正弦信号的点电功率为二分之一，额定 噪声功率一般在0.3m处检听，在此距离内无反射物，扬 声器单元不另加声负载。
声频信号发生器
功率放大器
有效值电压表
注：
1）全频带及低频扬声器，应从共振频率允许偏差 下限开始向高频扫频。 2）中频、高频扬声器，应从分频点频率开始向高 频扫频。 3）高频扬声器，可以在产品标准现定的声负载上 进行。 4）为便于检查垃圾声碰圈声和机械声，在共振频 率f0 附近必须检听，但可以规定较低的信号电压。 5）以上各项都必须服从客户要求，必要时可与客 户协商。
f
f0
f
c：倒相或无源辐射扬声器系统（包括分频器）的阻抗模 值随频率递增变化的曲线上，某一个主要阻抗极大值后的 某一个极小值时的频率。
倒相箱
Z
无源辐射箱
u
f0
测量点
f
10.自由场和半空间自由场条件下的声压
1）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，扬声器在参数轴上离参数点规定 距离处所产生的声压。 2）指定频带内的声压极L r L r =20lg
11.自由场和半空间自由场条件下的响应
1）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 于参数轴和参数点的指定位臵，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。
SPL (dB)
SPL (dB)
f
(Hz)
f
(Hz)限的频率 范围。
注：②中频、高频扬声器检听时，应从分频点频率开始向高频 扫频。 低频
u
中频
高频
f
fe1 分频频率 fe2
注：③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，应以共振频率允许偏差下限开始向高频扫频。
注：④在便于检查垃圾声、碰圈声和机振声，在共振频率 f0时近必须检听，但可以规定馈给扬声器较低的电压。 注：⑤根据多年来了解的的实际，扬声器纯音检听条件， 主要由客户来规定，由于外行一般越严越好，一般是输入 全功率或1.2-1.5倍额定功率，全频带扫频，不允许使用 声负载。
如是非对称结构，参考点多数为高频扬声器的参数考点或 中高频扬声器的中心点 如多扬声器音响
高频
低频
中频
高频
低频
3）参考轴： 是一条通过参考点并以一定方向通过参考面的直线，通 常垂直于参考面，由制造厂规定。 如一般纸盆扬声器
号筒扬声器
多声道扬声器
4）测量轴： 为参考点与测量传声器之间的联系线：测量点的方 位由它与参考轴之间的夹角确定。
Cm Sm
Sm

位移
7.输入电压
1）短期输入电压： 特性解释：扬声器单元或系统能承受持续时间为1 秒，间隔为60秒的模拟节目信号，而不产生永久性损坏的 最大信号电压。 2）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1 分钟，间隔为2分钟重复10次的模拟节目信号，而不产生 永久性损坏的最大信号电压。
n
6）指定频带内的平均声压级 特性解释：5）中的值和基准声压比值的对数 值乘以20以dB表示。 说明 ：oct是倍频率（octive）的缩写，两个 声音的频率比值以2为底的对数称之谓频程，对数表 达式为:
f2 n= log2 n为倍频程数，可以是分数或整数，例如 f1
n=1，1/3则称为“倍频称”和“三分之一陪频程”， 在电声工程中常用这两种倍频程。 如：100-200Hz，500-100Hz就是倍频程。 100-125Hz，1600-2000Hz就是三分之一 倍频程。
dB 模拟节目信号的频谱如右：
功 率 级
FHz 125 1.6k
5.阻抗和它的派生特性：
1）额定阻抗 特性解释：是一个由制造厂规定的纯电阻的阻抗，在 确定信号源的有效电功率时，用它来替代扬声器；是指阻抗 曲线上紧跟在第一个极大值后面的极小值。 注：一般纸盆扬声器的额定阻抗是音圈直流阻的1.21.4倍具体倍数由扬声器的口径和此题的大小决定。 2）阻抗曲线 特性解释：把阻抗数值表示为频率的函数
9.频率特性
1）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。
2）共振频率 特性解释： a：在扬声器单元的阻抗模值随频率递增变化的曲 线上，出现某一个阻抗极大值时的频率。 b：闭箱扬声器系统（包括分频器）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。 a：
Z
b：
Z
Re
f0
3）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，衰减器臵于 频率响的平直位臵或产品标准规定位臵。 注：扬声器系统一般由低、中、高频扬声器组成，根据国 标《模拟节目信号》的内容，中频扬声器的额定功率一般设 计为低频额定功率的1/2，高频扬声器的额定功率一般设计为 低频额定功率的1/4，所以在系统的纯音检听时应考虑之。
3）额定正弦电压 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持续信号电压， 该电压为在规定的持续时间内，使用正弦信号测量时电压 的极限值，如无特殊规定，持续时间应为1小时。 注1：该电压值是频率的函数。
注2：该电压值与扬声器的安装方式有关。
4）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伤的信号电压。
1 Z R 2 2fl 2 fc
2
Z Ω
测量点
Z Ω
Re
f0 纸盆扬声器的典型阻抗曲线
f
f0
测量点
号筒扬声器典型阻抗曲线
fHz
3）总品质因数Qt 特性解释：在共振频率点的慢性抗（弹性抗）部分与 电阻的比值即：
2fm Qt R
或
l Qt 2fc R
特性解释：在距离扬声器任何组成部分某以规定距 离处由于扬声器磁回路的泄露而产生的杂散磁场。
14.物理特性
1）尺寸：扬声器的外形结构和安装尺寸。 2）重量：扬声器使用时的重量。 3）电缆配套件。
15.设计数据
设计数据可作为补充资料提供给客户 如：-------总气隙磁通量 -------气隙磁通密度 -------音圈直流电阻 -------磁体的重量和质量
12.指向特性
1）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：测量轴和参数轴之间夹角的函数，它可以随频 率不同而变化。 低频典型图形 高频典型图形
00 00
3150
450
3150
450
2700
900
2700
900
2250 1800
1350
2250 1800
1350
2）指向性频响曲线 特性解释：在偏离参数轴不同角度处测得的一 组曲线。
（式中m为扬声器振动系统的等效质量，c为扬声器 振动系统的等效顺性） 注1：上述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。 注2：Qt、c和共振频率f0 一起足以确定扬声器的低 频特性。
6.等效空气容和Vas
特性解释：是指在封闭在刚性容器中空气的声顺与扬声 器单元的声顺相等时体积。 F δ 力 1 F 注:声顺
8.输入电功率
1）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 2 为 Um 其中Um 是短期最大输入电压，R是额定阻抗。
R
2）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。 3） 额定正弦功率 特性解释：与额定正弦电压对应的电功率。 4） 额定噪声功率 特性解释：与额定噪声电压对应的电功率。
一、扬声器的主要性能介绍
1. 类别描述：
1）扬声器驱动单元 #换能原理 如：电动式、电磁式、压电式、静电式等。目前最常用 的是电动式。 #类型 如号筒式，直接辐射式，单个单元或多个单元，同轴或 不同轴，带分频器或不带分频器等。 2）扬声器系统 可分为扬声器单元数量、类型和声负载，如闭箱式、倒 相式、柱状或线状等。
2. 极性标志：
1）特性解释： 是指在扬声器输入端馈入信号时，扬声器膜片产生 运动的方向与输入端所加信号极性之间关系的标志。 2）实用价值： 极性对使用单个扬声器的场合没有什么意义，但对 使用多只扬声器的系统或场合，尤其对立体声、多声道 放声有致命影响。
3. 参考面、参考点和参考轴：
这些都是由制造厂规定，而不是测得的，但原则上也 都遵循一定的原则。 1）参考面： 是一个位臵与扬声器驱动单元或扬声器箱的某些特性 有关的平面。它确定参考点和参考点的位臵和参考轴的方 向。 纸 号
扬声器基础讲座之一
----扬声器主要性能及测试方法讲解
天津洪波电子有限公司
2008年9月
前
言
本讲座是针对国家标准GB/T9396-1996《扬 声器主要性能测试方法》的技术讲解，可作为 初步涉足扬声器设计的同志的学习资料，也可 作为有一定经验的设计人员参考。 讲座分叁部分：1）扬声器的主要性能介绍； 2）扬声器的主要性能的测试条件和方法；3） 附件。 编者