GB/T 9396-1996 扬声器主要性能测试方法

中华人民共和国国家标准

扬声器主要性能测试方法

发布实施

国家技术监督局发布

前言

本标准非等效采用声系统设备第部分扬声器对扬声器

主要性能测试方法进行修订技术内容上在和其第号修改单

的基础上根据我国国情增加了一些内容因此在文字上重新作了编排

本标准与直接辐射式电动锥形扬声器通用规范和直接辐射式扬声

器尺寸组成完整的扬声器国家标准

本标准从生效之日起同时代替

本标准由中华人民共和国电子工业部提出

本标准由全国电声学和视听设备标准化技术委员会归口

本标准主要起草单位上海飞乐电声股份有限公司

本标准主要起草人朱国春王萱春祝一礼蒋渭鑫

中华人民共和国国家标准

扬声器主要性能测试方法

代替

国家技术监督局批准实施

范围

本标准规定了扬声器主要性能测试方法

本标准适用于声系统中的扬声器单元本身也包括带有障板扬声器箱体或号筒的一个或多个扬声

器单元和有关器件如内附分频器变压器和其他无源元件组成的扬声器系统

本标准不适用于装有放大器的扬声器及有线广播用号筒式扬声器

目的

本标准的目的是给出扬声器一些特性解释以及使用正弦信号和规定噪声信号的测量方法

本标准中给出的测试方法被认为与该特性直接有关

注如果有其他测量方法能获得相同的结果那么在测量记录中要说明所有测量方法的详情

引用标准

下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均

为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性

声和振动分析用的和倍频程滤波器

噪声源声功率级的测定工程法及准工程法

绘制频率特性图和极坐标图的标度和尺寸

声级计的电声性能及测试方法

音响设备用圆形连器详细规范型圆形连接器可供认证用

音响设备用圆形连器详细规范型圆形连接器可供认证用

模拟节目信号

声学噪声源声功率级的测定混响室精密法和工程法

声学噪声源声功率级的测定消声室和半消声室精密法

电网电源供电的家用和类似一般用途的电子及有关设备的安全要求

声系统设备一般术语解释和计算方法

第一篇测量条件

测量条件

引言

为了便于规定测量时扬声器的安装本标准规定了正常的测量条件为了得到正确的测量条件某

些材料通称额定条件应由制造厂在说明书中给出

这些参数本身并不进行测量但它们是测量其他特性的基础由制造厂规定的参数如下

额定阻抗

额定正弦电压或功率

额定噪声电压或功率

额定频率范围

参考面

参考点

参考轴

术语额定的详细解释见

试验的标准大气条件

若无特殊规定扬声器主要性能测量一般应在下列试验的标准大气条件下进行

环境温度

相对湿度

气压

仲裁试验的标准大气条件

环境温度

相对湿度

气压

正常测量条件

当满足所有以下条件时则认为扬声器是在正常测量条件下工作

待测的扬声器按第章规定安装

声学条件在第章规定的声学环境中选择

扬声器相对于传声器和墙壁的位置应符合第章的规定

在额定频率范围内见馈给扬声器以规定电压的指定测量信号见第章如果需要

输入功率可按公式计算其中为额定阻抗见

若有衰减器则应放置在制造厂指定的正常位置如选用其他位置例如要提供一最平坦的频

率响应或最大衰减则应予以说明

连接适用于测量所需特性的测量装置见第章

测量信号

正弦信号

正弦信号在任何频率均不应超过额定正弦电压见若无其他规定则馈给扬声器的信号电

压在所有频率保持恒定

宽带噪声信号

规定使用峰值因数之间粉红噪声或白噪声信号

应使用时间常数至少和所规定的声级计的慢档时间常数相同的真有效值电压表

窄带噪声信号

通常规定使用相对带宽为或指定带宽的粉红噪声信号

脉冲信号

是每单位带宽具有恒定功率谱密度的短持续时间的脉冲其带宽至少应包括所关心的频率范围

因为这类信号所含能量与其振幅相比是低的故通常应使用尽可能高的峰值以便使与测量有关的

声和电的噪声的影响减至最小程度但不能超过扬声器的线性工作范围

声学环境

自由场条件

系指近似自由场空间的声学条件在此空间中点声源所辐射的声压与测量距离之间关系应满

足规律其误差不超过

半空间自由场条件

自由场存在于半空间的声学空间若把点声源装在足够大的反射平面上时其辐射的声压与测

量距离之间的关系应满足规定其误差不超过

扩散场条件仅作频带噪声测量

供噪声测量用的扩散场条件由定义和规定下限频率应按附录确定

注

详见中第章仪器所提供细节在确定扬声器功率时必须明确地理解为同时需要空间平均和

时间平均这些可按该标准中的规定达到或者交替地使用连续的空间和时间平均技术得到

测量的准确度决定于许多因素包括房间容积房间混响时间和扩散度

低于的测量房间容积需要大于

模拟自由场条件

在测量所需的一段时间内等效于自由场空间的声学条件在此空间中扬声器在脉冲信号作用下

发射脉冲声当测量传声器对直达声的测量完成以前没有从空间内的任何表面或物体的反射声到达

任何到达传声器的反射声均由门或其他方法从测量中排除

注

通常仅用于以脉冲信号进行测量

进行连续测量时相邻两个脉冲之间要有足够长的时间间隔以使空间内的混响声降至可忽略的程度

半空间模拟自由场条件

模拟自由场存在于半空间的声学条件

当反射面的尺寸足够大使得在测量时间内没有来自它边缘上的绕射声到达测量传声器这样就形

成一个模拟半空间自由场的条件

不需要的声噪声和电噪声

不需要的声和电的噪声应保持在尽可能低的水平因为它的存在会掩盖低声级的信号因此在测

量频带内不需要的噪声级应比被测信号的声压级低以上

扬声器和测量传声器的位置

在自由场和半空间自由场条件下的测量距离

扬声器在自由场和半空间自由场条件下测量时应在被测扬声器的远场中进行扬声器和测量传

声器的距离越远越接近远场条件但由于测量场所环境的缺陷和背景噪声的影响实际上可使用的测量

距离上限受到限制

为了模拟实际的使用条件测量应在近似于听者距扬声器的距离处进行家用声系统为

扩声系统应大于但这些距离对现在的测量环境可能仍然太大要克服这一困难可减小测量距离

但可能会使传声器进入扬声器的近场由于干涉现象传声器位置的微小变化就会使测量结果有较大

的变化

另外当测量在近场中进行时扬声器所辐射的声压与测量距离之间不符合的关系若依此

来推算其他距离处的扬声器的辐射特性则将产生不可忽略的误差然而对指向性相似的扬声器进行比

较可采用较小的测量距离

为了便于比较测量距离推荐使用或的整数倍所得结果应换算到标准距离处的值

单个扬声器单元

对这种扬声器除非有特殊理由应使用作为测量距离任何情况下所使用的距离应予以标明

注选择测量距离时应注意标准障板绕射对测量结果的影响

多单元扬声器系统

两个或多个扬声器单元重放相同频带的扬声器系统则由于不同单元辐射的声波相互作用而在测

量点产生声干涉这种情况的存在是由于所有单元都工作在整个被测频带或是一些单元工作在频带的

相同频段例如分频区在这种情况下所选择的测量距离应使这种现象产生的误差减至最小

在扩散场条件下扬声器位置的放置

扬声器的位置及相对于墙壁的方向应用图表示并附在测量结果中

按中描述的方法测定扬声器所辐射的功率时允许使用扬声器与传声器同时移动的安

装方式扬声器系统和最近的传声器位置应符合的要求

在模拟自由场条件下的测量距离

在此环境内扬声器和传声器之间的距离应使第一个不需要的反射声到达传声器以前的可利用测量

时间达到最大

若在消声室内则由尖劈顶端操作人员地网及扬声器和传声器支架反射所造成的误差在整个频

率范围内不应超过

在此环境内使用的传声器距离及最大的信号接收时间应予以说明

从第一个反射声到达传声器开始它的全部输出必须被除去除非这个时间以后传声器对测量脉冲

信号的响应可以忽略在传递函数的测量中引入的截断误差在整个频率范围内不应超过

测量装置

在自由场和半空间自由场中的测量应使用具有已知校正值的自由场型传声器对在扩散场条件下

的测量应使用指向性指数不大于的扩散场型传声器这两个要求对有兴趣的频率范围内所有频

率都应满足

信号发生器把信号馈给扬声器的放大器和传声器输出端的测量放大器及其他测量设备应有已知

的振幅响应特性并在有关频率范围内恒定在内以及在测量条件下其振幅非线性可以忽略

所有测量仪器必须是方均根值型的并有足够长的时间常数以便在最不利的条件下引起的误差不大于

注用来测量频率响应曲线的电平记录仪由于记录速度沿电平和频率轴引起的误差不应超过记录速度

应予标明

声学测量的准确度

在规定的频率范围内总误差应不超过

扬声器的安装

扬声器单元的安装和声负载

扬声器单元的性能决定于单元本身的特性和其声负载声负载决定于安装方式安装方式在测量报

告中应予明确的说明

有三种安装方式

标准障板或规定的箱体

不用障板或箱体而置于自由空间

与反射面平齐地置于半空间自由场

注安装条件在高于低频截止频率时接近于半空间自由场低频截止频率的值取决于所选择的测量距离在低

于截止频率时所测量的值只能用于比较

扬声器系统的安装和声负载

测量扬声器系统时通常不用任何附加的障板假如制造厂规定扬声器系统需要特殊的安装方式

则应在测量中采用所用的安装方式应在测量报告中说明

标准障板

标准障板的尺寸如图所示它由高内阻尼的硬木制成它的前表面不敷设任何吸声材料扬声器

与障板接触面应平整无缝隙要避免在障板反面产生谐振腔这可以按图中所示挖锥形孔的方法

或按图中和所示加一块薄的硬质分障板的方法来实现

如图中和所示对于外径尺寸大于等于的圆形扬声器对于外径尺

寸小于等于的圆形扬声器和短轴小于等于的非圆形扬声器对于外径尺寸大

于的圆形扬声器和短轴大于的非圆形扬声器

图

图预负荷处理

由于扬声器振膜运动后可能引起性能参数永久性变化故在技术参数测量前建议扬声器经受额

定噪声电压的模拟节目信号至少的预负荷处理预处理后扬声器至少恢复才能进行

技术参数的测量

第二篇特性解释和相应的测量方法

类别描述

下列几点应由制造厂规定

扬声器驱动单元

换能原理

例如静电式电动式或压电式

类型

例如压缩驱动器号筒式或直接辐射式单个单元或多个单元带分频器或不带分频器

扬声器系统

扬声器驱动单元的数量类型和声负载原理例如闭箱式号筒式倒相式柱状或线状的

极性标志

特性解释

扬声器输入端的极性标志是指在扬声器输入端馈入信号时扬声器膜片产生运行的方向与输入端

所加信号极性之间关系的标志

测量方法

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行时与电压正极相连接的输入端为

扬声器正极用红色或符号表示

参考面参考点和参考轴

注严格地讲这些术语应包含额定这词因为它们是由制造厂规定而不是测得的但如使用较短的术语也不可

能引起混淆

参考面

特性解释

参考面是一个位置与扬声器驱动单元或扬声器箱的某些物理特性有关的平面由制造厂规定

参考面确定参考点的位置和参考轴的方向

注对于对称结构参考面通常平行于辐射面扬声器驱动单元或扬声器系统前面的那个面对于非对称结构参考

面的位置应用图表示

参考点

特性解释

参考点是参考轴与参考面相交的点由制造厂规定

注对于对称结构参考点通常是几何对称