隨著航空、高速鐵路、城市軌道交通等交通運(yùn)輸領(lǐng)域的不斷發(fā)展，在其生產(chǎn)研發(fā)過程中對(duì)噪聲相關(guān)指標(biāo)的要求也逐步提高。與目前常見的揚(yáng)聲器測(cè)試、噪聲檢測(cè)等不同的是，交通工具（如飛機(jī)、火車等）在工作過程中所產(chǎn)生的噪聲聲壓級(jí)比一般生活或者工業(yè)噪聲要高得多，通常在100dB以上，最高聲壓級(jí)有時(shí)甚至超過170dB，超過了市面上大部分常見傳聲器的測(cè)量范圍。
圖1、飛機(jī)起飛過程產(chǎn)生較高的聲壓級(jí)
市面上常見的聲校準(zhǔn)器（如下圖2）主要結(jié)構(gòu)包括生源（揚(yáng)聲器）和耦合腔結(jié)構(gòu)，校準(zhǔn)頻率通常為250Hz和1kHz，標(biāo)準(zhǔn)聲壓級(jí)常為94dB、114dB和124dB，這些校準(zhǔn)器僅適用于聲壓級(jí)校準(zhǔn)方法，對(duì)于通常工作在160dB及以上環(huán)境下的高聲壓傳聲器，傳統(tǒng)校準(zhǔn)設(shè)備的聲壓級(jí)并不能滿足其校準(zhǔn)需求；另外，如果不改進(jìn)腔體，僅靠單純提高揚(yáng)聲器輸入，傳統(tǒng)校準(zhǔn)設(shè)備在校準(zhǔn)聲壓超過一定限值后（如160dB以上），腔內(nèi)聲波的總諧波失真升高，無法提供準(zhǔn)確的結(jié)果。
圖2、聲校準(zhǔn)器
針對(duì)上述情況，本公司研發(fā)了適用于測(cè)量高聲壓的高聲壓傳聲器（如下圖3）以及配套的高聲壓校準(zhǔn)裝置（如下圖4）。與常見傳聲器使用聲壓校準(zhǔn)不同，高聲壓傳聲器在校準(zhǔn)時(shí)更關(guān)注總諧波失真（THD）指標(biāo)，這是因?yàn)樵诟呗晧涵h(huán)境下，普通傳聲器的輸出信號(hào)失真較大（＞10%），導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確，通常高聲壓傳聲器的失真技術(shù)要求為測(cè)量聲壓范圍內(nèi)失真＜3%，因此用于高聲壓傳聲器的校準(zhǔn)裝置，除了能產(chǎn)生足夠高的聲壓級(jí)外，還要保證校準(zhǔn)裝置所提供的聲音諧波失真很低，才能在校準(zhǔn)過程中準(zhǔn)確衡量傳聲器本身的信號(hào)失真情況。
圖3、高聲壓傳聲器
圖4、AWA8552高聲壓管實(shí)物圖
本公司最新研制的AWA8552型高聲壓管就很好的解決了市面上常見的校準(zhǔn)裝置聲壓級(jí)低、高聲壓下失真度高的問題，具體性能指標(biāo)如下表1：
表1 AWA8552高聲壓管性能指標(biāo)
其中高聲壓管監(jiān)視通道使用的是AWA14434型高聲壓傳聲器，該傳聲器的振膜材料采用的是比強(qiáng)度極高的鎳合金材料，通過激光焊接成型，能夠承受非常高的聲壓級(jí)。具體性能指標(biāo)如下表2；頻響曲線如下圖5；
表2 AWA14434型高聲壓傳聲器性能指標(biāo)
圖5 AWA14434頻響圖
高聲壓校準(zhǔn)系統(tǒng)由信號(hào)發(fā)生器，功率放大器，高聲壓管，監(jiān)視傳聲器，前置放大器，測(cè)量放大器以及失真度測(cè)量?jī)x組成。在進(jìn)行高聲壓傳聲器動(dòng)態(tài)范圍上限校準(zhǔn)前，按照?qǐng)D6對(duì)相關(guān)設(shè)備完成連接，通過信號(hào)發(fā)生器將設(shè)定好的信號(hào)輸出到功率放大器，驅(qū)動(dòng)高聲壓管產(chǎn)生聲信號(hào)。
圖6 傳聲器高聲壓校準(zhǔn)設(shè)備連接示意圖
高聲壓管的輸出端分別連接著監(jiān)視傳聲器與測(cè)試傳聲器，可以通過測(cè)量放大器A和測(cè)量放大器B直接讀取對(duì)應(yīng)傳聲器的聲壓級(jí)大小。另外，失真度測(cè)量?jī)x上連接著測(cè)量放大器B，顯示測(cè)試傳聲器的總諧波失真大小。在對(duì)測(cè)試傳聲器進(jìn)行高聲壓校準(zhǔn)時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)功率放大器的放大倍數(shù)，使失真度測(cè)量?jī)x上顯示的總諧波失真達(dá)到3%，此時(shí)測(cè)量放大器B上對(duì)應(yīng)的聲壓級(jí)，就是該測(cè)試傳聲器的動(dòng)態(tài)范圍上限。該測(cè)試系統(tǒng)能快速的完成高聲壓傳聲器的動(dòng)態(tài)范圍上限校準(zhǔn)，大大降低了測(cè)試難度，再配合監(jiān)視傳聲器加持，大大提高了測(cè)試的準(zhǔn)確性。
