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| 声学测量仪器基础知识 |
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第二讲测量仪器基础知识声学测量流程图1、常见传声器的种类与结构传声器的种类很多，按换能原理可分为电动式、电容式、电磁式、压电式、
半导体式传声器；按接收声波的方向性可分为无指向性和有方向性两种，有方向性传声器包括心形指向性、强指向、双指向性等。1、常见传声
器的种类与结构1）动圈传声器这是一种最常用的传声器。它的结构如图主要由振动膜片、音圈、永义磁铁和升压变压器等组成。
1、常见传声器的种类与结构1）动圈传声器它的工作原理是当声波传递到振动模片上时，膜片就随着声音前后颤动，从而带动音圈在磁
场中作切割磁力线的运动。根据电磁感应原理，在线圈两端就会产生感应音频电动势，从而完成了声电转换。为了提高传声器的输出感应电动势和阻
抗，还需装置一只升压变压器。1、常见传声器的种类与结构1）动圈传声器动圈传声器结构简单、稳定靠、使用方便、固有噪声
小，被广泛用于语言广播和扩声系统中。但缺点是灵敏度较低、频率范围窄。1、常见传声器的种类与结构2）电容传声器电容传声器是靠
电容量的变化而工作的。主要由振动膜片、刚性极板、电源和负载电阻等组成。1、常见传声器的种类与结构2）电容传声器
它的工作原理是当膜片受到声波的压力，并随着压力的大小和频率的不同而振动时，膜片极板之间的电容量就发生变化。与此同时，极板上的电荷
随之变化，从而使电路中的电流也相应变化，负载电阻上也就有相应的电压输出，从而完成了声电转换。1、常见传声器的种类与结构2）电
容传声器电容传声器的频率范围宽、灵敏度高、失真小、音质好，但结构复杂、成本高，多用于实验室高精度测试。1、常见传声器的
种类与结构3）驻极体电容传声器这种传声器的工作原理和电容传声器相同，所不同的是它采用一种聚四氟乙烯材料作为振动膜片。由于这种材
料经特殊电处理后，表面被永久地驻有极化电荷，从而取代了电容传声器的极板，故名为驻极体电容传声器。其特点是体积小、性能优越、使用方便
，被广泛地应用在工程及环境噪声测试中。2、传声器的性能指标传声器的性能指标是评价传声器质量好坏的客观参数，也是选用传声器的依据
。传声器的性能标主要有以下几项：1）灵敏度2）频率特性3）输出阻抗4）方向性2、传声器的性能指标1）灵敏度灵敏度
是指传声器在一定强度的声音作用下输出电信号的大小。灵敏度高，表示传声器的声一电转换效率高，对微弱的声音信号反应灵敏。技术上常用在0
.1pa[μBar（微巴）]声压作用下传声器能输出多高的电压来表示灵敏度。如某传声器的灵敏度为1mV/μBar，即表示该传声器在1
μBar声压作用下输出的信号电压为1mV。2、传声器的性能指标1）灵敏度习惯上也常用分贝来表示传声器的灵敏度：5mV/
μBar用分贝表示的数值是：（参考值1V/Pa）2、传声器的性能指标2）频率特性传声器在不同频率的声波作用下的灵敏度是不
同的。一般在中频（如1kHz）时灵敏度高，而在低音频（如几十Hz）或高音频（10kHz）时灵敏度降低。我们以中频的灵敏度为基准，把
灵敏度下降为某一规定值的频率范围叫做传声器的频率特性。频率特性范围宽，表示该传声器对较宽频带的声音较高的灵敏度，扩音效果就好。理想
的传声器频率特性应为20Hz~20kHz（人耳可听域）。2、传声器的性能指标3）输出阻抗传声器的输出阻抗是指传声器的两根
输出线之间在1KHz（即1千赫）时的阻抗。有低阻（如50Ω、150Ω、200Ω、250Ω、600Ω等）和高阻（如10KΩ、20KΩ
、50KΩ）两种。2、传声器的性能指标4）方向性方向性表示传声器的灵敏度随声波入射高向而变化的特性。如单方向性表示只对某一
方向来的声波反应灵敏，而对其他方向来的声波则基本无输出。无方向性则表示对各个方向来的相同声压的声波都能有近似相同的输出。3、抗
混叠滤波混叠如果信号的带宽大于分析带宽，因此高于分析带宽的高频信号的信息就会由于采样频率低而加载到分析频谱上，产生噪声。
抗混叠滤波通过设计一个低通滤波器实现。4、采样什么是采样采样就是把连续时间信号用一系列离散值来代替的过程。
4、采样采样率又称采样频率单位时间（1秒中）采样的个数单位：fs采样间隔每采两个样本的时间间隔，也就是采样周
期t=1/fs4、采样采样精度用二进制数来记录采样值每一位在采样电路中代表一个电平8bit=1byte如果采样
精度是24位，那么最小电平值5、Nyquist采样定理采样频率应满足至少大于分析频率的两倍6、噪声频谱分析噪声通常包含许
多频率成分，讲噪声的声压级、声级或声功率级按频率顺序展开，使噪声强度成为频率的函数并考核其谱形，这就是频谱分析过程。7、倍频程滤
波器倍频程滤波器属于等比带宽滤波器，其具体定义是：
1倍频程1/2倍频程1/3倍频程 |
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