模拟技术中的扬声器功率试验系统设计模拟技术中的扬声器功率试验系统设计
对扬声器进行功率试验,是电声企业在研发和生产扬声器产品的过程中,必不可少的重要测试环节。按照国际
和国家标准规定,在进行扬声器、号筒扬声器和头戴耳机等电声器件定型检验和例行检验时必须进行功率试
验。在描述扬声器性能的诸多技术参数中,额定功率和阻抗是最基本的两个参数。通过功率试验测得的输入电
压和输入电功率是判断电声器件能否正常使用的必要参数。这些参数决定了扬声器的额定功率和使用寿命。
传统的扬声器功率试验系统,是按照国家标准GB9396-96,采用粉红噪声/白噪声发生器、模拟节目信号计权
网络、带通滤波器、功放和真有效值电压表等一整套的独立设备对扬声器进行寿命试验。采用上述的试验方
法,不仅使用设
对扬声器进行功率试验,是电声企业在研发和生产扬声器产品的过程中,必不可少的重要测试环节。按照国际和国家标准
规定,在进行扬声器、号筒扬声器和头戴耳机等电声器件定型检验和例行检验时必须进行功率试验。在描述扬声器性能的诸多
技术参数中,额定功率和阻抗是最基本的两个参数。通过功率试验测得的输入电压和输入电功率是判断电声器件能否正常使用
的必要参数。这些参数决定了扬声器的额定功率和使用寿命。
传统的扬声器功率试验系统,是按照国家标准GB9396-96,采用粉红噪声/白噪声发生器、模拟节目信号计权网络、带通
滤波器、功放和真有效值电压表等一整套的独立设备对扬声器进行寿命试验。采用上述的试验方法,不仅使用设备数量多,造
价高,而且不易对扬声器的损坏过程进行有效的监测。企业针对一批扬声器单元进行功率试验时,为了提高工作效率,通常对
多只扬声器单元同时进行试验(进行多通道试验)。如果使用上述模拟设备进行多通道试验,系统将会十分复杂,不仅操作过
程复杂、容易出错,而且也容易出现故障。
针对这种情况,研发一种性价比高、操作简便、可靠性高且功能强大的多通道扬声器功率试验系统,将能够广泛的应用于
国内各扬声器生产企业,获得显著的经济效益和社会效益。
多通道扬声器功率试验系统的简介多通道扬声器功率试验系统的简介
多通道扬声器功率试验系统的主要功能是同时对多只扬声器进行各种类型的功率试验,这些试验包括最大噪声功率试验、
长期最大功率试验、短期最大功率试验、额定最大正弦功率试验和最优功率标称试验,如配备高、低温箱,则可进行高低温贮
存试验。通过这些类型试验获得的参数,为标称扬声器的额定阻抗和额定功率提供了依据。
进行一次完整的功率试验,用户需要按照试验步骤,依次设置许多参数,同时也要将多只扬声器单元同系统正确连接。因
此试验系统要有良好的人机交互界面和人性化的操作方法,以方便用户使用。系统进行长期最大功率试验时,工作时间可达上
百小时,因此系统自身的可靠性要高,能够保证长期稳定的运行。
为了实现上述功能,需要构建一套以计算机为基础的虚拟仪器。借助于计算机强大的处理功能和软件的灵活性,不仅可以
完成上述功能,还能够保证系统日后便于升级和维护。虚拟仪器技术的应用使得多通道扬声器功率试验系统具有高性价比、易
用性、可扩展性和高可靠性等诸多优点。
系统结构系统结构
虚拟仪器系统将计算机硬件资源、仪器硬件资源和软件资源三者有机的结合起来,利用计算机强大的处理能力和软件的灵
活性,可以实现各种复杂的控制和分析功能,大大简化了仪器硬件的结构,同时软件可以对试验数据进行分析、显示和存储,
并且还可以将试验的整个过程记录下来,使用户可以更加细致的掌握扬声器的特性。而这些功能使用传统的独立仪器很难实
现。
整套虚拟仪器系统由硬件和软件两部分组成,其中硬件由计算机、功率试验仪和功放组成,软件采用微软公司的Vc6.0结
合NI公司的Measurementstudio6.0联合开发。为了使系统具有优越的性能,硬件部分和软件部分都经过精心设计,下面将分
别针对硬件和软件平台的参数要求、框架结构和工作原理进行说明。
硬件平台硬件平台
硬件平台是依照国标GB/T9396-1996《扬声器主要性能测试方法》中扬声器功率试验的测试原理进行设计的。按照上述
测试原理,虚拟仪器的硬件平台包含如下单元:计算机、AD/DA数据卡、功率试验仪功率放大器及若干连接线材。
在虚拟仪器的硬件平台中,AD/DA数据卡和功率试验仪是系统的核心单元。在这里,AD/DA数据卡采用的是专业声卡。
之所以选择专业声卡,是出于以下几点原因:
(1)相对于专业的数据采集卡(如NI、Adlink、Advantech等公司的系列产品),专业声卡具有明显的价格优势。
(2)专业声卡具备良好的性能参数,如频响、失真和信噪比等指标都比较高,很多型号还具备96KHz采样频率、24位精
度的性能,完全可以满足20Hz至20KHz频率之间的音频测试要求。
(3)专业声卡的驱动程序兼容性好,用户十分容易在计算机上安装成功。
(4)应用软件通过统一的API接口函数对声卡进行操作,当改变声卡型号时,软件几乎不需做修改就可以正常运行。在
本系统中,专业声卡采用德国坦克公司的Phase22声卡,该声卡性能可靠,工作稳定,保证了系统的品质。此外需要强调的
是,价格低廉的普通民用声卡,由于性能指标不够确定,不推荐应用于本测试系统中。
常见的专业声卡一般只具备两个输入通道,两个输出通道,而功率试验要求能够同时对多个通道进行测试,故需要分配电
评论0