自制喇叭测试器

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今年是我国社会主义建设继续大跃进的一年,各省的有线广播网将有更大的发展,喇叭增加的数字将比1959年更多。在大量发展喇叭的同时,质量这一关也必需牢牢抓紧。如果仅仅满足了数量要求,忽视了质量的话,不仅浪费电力,而且声音不响,就会大大影响宣传效果。对喇叭质量的检验,严格的做是一件复杂的工作,高级、正规的声学测量设备搞起来要上万元一套,不单广播站置备有困难就连小型工厂也感到价值太贵。现在我们想了一个“土”办法,花钱不多,很容易装配,各地广播站和小型的工厂都不难自己置备一套,让所有的喇叭只只过堂。这样抓紧质量关,就可以保证新发展的喇叭装一个响一个,才能很好地完成党所交给的任务和满足群众的需要。

图1
图1 🔍原图 (882×535)

这套装置方法如附图。它是装在一块60×40厘米的木板上,在木板的A、B两端各钉两段有槽的木块,构成喇叭插架,使测试的喇叭分插在两端木架里的时候,两只喇叭边缘之间的距离刚好是50厘米。另外需要有一只可变频率的音频振荡器(3Г)(从50周/秒到15000周/秒就够了)和一只电子管伏特计(ЛB),最好还能有一只示波器,照图接线,就成为一个很简单而有效的土制喇叭测试器了。工作原理是把A端的喇叭当作一个发声的喇叭,而B端的喇叭当作话筒。从音频振荡器发出的音频电能在A端喇叭里变成声能,部份的声能送到50厘米以外的B端喇叭里击动纸盆,引起舌簧的振动,又还原成为电能,电能的大小可以从B端所接的电子管伏特计里读出来,电子管伏特计的读数可以表示出喇叭的“电——声”、“声——电”变换效率的高低,而说明喇叭质量的好坏来。保持输入音频电压在固定数值而改变音频振荡器的频率,还可以看出喇叭的频率响应特性。与串联电阻R上的电压降相比较,又可以计算出在各种频率时的特性阻抗来。各种测试方法如下:

(l)测特性阻抗 把要测的喇叭接在A端,先把选择器S\(_{1}\)拨在Ⅰ位置,开关S2保持开路,调节音频振荡器的输出电压,使电子管伏特计上的读数恰好是10伏或5伏作为E\(_{1}\),然后把S1拨到Ⅱ位置,电子管伏特计上的指数是E\(_{2}\),这时就可算出所测喇叭的阻抗如下:

喇叭阻抗=\(\frac{E}{_{2}}\)E1×10000欧

[例]测试利闻206型喇叭,音频振荡器频率为100O周,得出E\(_{1}\)=10伏,E2=4伏,因此206型喇叭在1000周/秒的阻抗为:

\(\frac{4}{10}\)×10000=4000欧

(2)测频率响应特性 用两只同样型号的喇叭分插在A端和B端,把开关S\(_{2}\)闭合,使电阻R短路。先把选择器S1放在Ⅱ的位置,调节音频振荡器输入频率为100周/秒,使输入电压为一固定值E\(_{1}\),然后把S1拨到Ⅲ位置,记录B端喇叭的输出电压。再把音频振荡器输出频率逐次增高,并保持输入电压E\(_{1}\)值不变,记录下在各种频率时B端喇叭的输出电压,列成一表,并以1000周/秒时的输出电压的零分贝,计算出在不同频率时B端喇叭输出电压的分贝数,就是两只相同喇叭的合成频率响应特性。把这结果用2来除,就得出单只喇叭的频率响应情况,根据这一结果可以画出频率响应曲线。

[例]在不同频率时测出一只喇叭的输出电压和分贝

变化如附表:

(附表)

频率 A端喇叭 B端喇叭 两只喇叭的 单只喇叭的

(周/秒) 输入电压 输出电压 频率响应 频率响应

(伏) (毫伏) (分贝) (分贝)

100 10 200 6 3

500 10 250 8 4

1000 10 100 0 0

5000 10 80 -2 -1

10000 10 50 -6 -3

根据表中所列数据,得出这只喇叭的频率响应曲线如附图:

图2
图2 🔍原图 (743×557)

(3)测灵敏度 测量喇叭的灵敏度要求在输入功率相等的情况下进行,因此最好是各只喇叭的阻抗都相等,那么在输入音频电压相同时,各只喇叭的输入功率也相等。可是实际上各工厂生产的喇叭阻抗不都相等,有大有小。拿1000周/秒频率时来说,利闻205型是9400欧,206型只有4000欧,南京有线电厂的是8400欧,而华北厂的却是10000欧。因此在测试阻抗不同的喇叭时,必需计算出应该给以多少输入电压,才能使输入功率都相等。我们可以拿50毫瓦(0.05瓦)来做标准,就是说,测试时每只喇叭都给以50毫瓦的输入功率。输入电压的大小可以用下面公式来计算:

E=\(\sqrt{0}\)5Z

E是喇叭要求的输入电压;Z是喇叭的阻抗[例]在1000周/秒时利闻205型喇叭的阻抗是9400欧,同牌206型喇叭是4000欧,现要求对每只喇叭的输入功率都是50毫瓦,计算它们所要求的输入电压。

解: 205型电压=\(\sqrt{0}\)5×9400=21.7伏

206型电压=\(\sqrt{0}\)5×4000=14.1伏

测试灵敏度时就把要测的喇叭插在A端,开关S\(_{2}\)短路,在输入端加上计算出来的电压,然后把选择器S1拨在“Ⅲ”,位置,从电子管伏特计里的读数就可得知喇叭的灵敏度高低了。B端的喇叭仅仅当作话筒用,不限定用那种喇叭,但是在测试时一定要用同一只喇叭放在B端做为标准,以便于比试。像我们在按照上述输入电压进行测试205型喇叭时,B端输出电压是40毫伏,而换上206型喇叭以后却只有12毫伏,说明206型喇叭的灵敏度差得多。我们在换接喇叭时是用鳄鱼夹来连接的,在工厂里大批测试同型喇叭时可在插架傍边装上弹簧,使喇叭插入时就能自动把线路接好,增加校试的速度。测试时应保持安静,最好能在隔音的房间内进行,避免声音送入B端喇叭里,因为杂声同样能在电子管伏特计里显示出来,影响测试结果的正确性。如果音频振荡器的输出电压不足,不能使输入功率达到50毫瓦的话,可加装音频放大器或比例地减少输入电压。不过输入功率过低的话,喇叭发声不大,室内相对杂声可能会影响测试结果的准确程度。灵敏度的测试可分别用400周/秒和1000周/秒两种频率来进行,照这样测试的结果可以近似地说明喇叭的好坏,不过这里忽略了喇叭阻抗中无功电抗的影响,严格说起来还是不够准确的。

(4)测失真度 这项测试要求在喇叭的最大容许功率下进行,约在0.1—0.25瓦之间,因此在1000周/秒时对10000欧阻抗的喇叭来说就要求有50伏的输入电压。测试方法和测量灵敏度时一样,但是在电子管伏特计上需要并联一个示波器,如图中虚线所示,看看在最大功率时波形失真程度怎样,如果舌簧有碰极情况的话,在示波器里就会看到极不规则的毛刺,从喇叭里也能听出碰极的嘈声。

从实际测试喇叭中可以体会到,舌簧喇叭灵敏度高低与铜线的粗细并没有什么关系,原来用44号漆包线绕的线圈,如果改用40号漆包线来绕的话,只要圈数相同,则阻抗和灵敏度仍然差不多。如果圈数少些的话,那阻抗就会降低些,但灵敏度仍不会有甚大的差异。影响灵敏度的主要关键是喇叭的机械结构和磁场强度,使喇叭的“电—声”,“声—电”转换效率降低,因而降低了灵敏度。如果灵敏度原来很低的话,即使把线圈的线号再改细些也无济于事,应当从机械结构和磁路方面来考虑解决。(罗鹏搏)