Экспериментальное определение параметров и характеристик громкоговорителя, страница 2

Перед выполнением экспериментов необходимо записать паспортные данные измерительных приборов, исследуемого громкоговорителя, измерительного микрофона и значение коэффициента усиления измерительного усилителя.

2.  Измерение полного электрического сопротивления на частоте 1 кГц.

              R₁ ≥ 20(R_зг+R_гр)

Для измерения полного сопротивления задают f= 1000 Гц и определяют Z_n, Либо переключая  B₁   на Гр и на R₂ добиваются одинакового показания вольтметра (путём изменения R₂).Измерив тестером величину R₂ получим R₂≈ Z_n

3.  Определение параметров механической части головки громкоговорителя.

3.1.Определение собственной резонансной частоты. (Схема п.2). Изменяя частоту входного сигнала (20-200Гц) определяем частоту при которой Z_n= max.

По амперметру находим I_min этом Z_n= max.

Значение частоты, соответствующее Z_n = max и будет резонансной частотой. Построить зависимость Z = ƒ(F)

3.2.Определение полной массы подвижной системы головки, гибкости подвесок и добротности полной механической цепи.

К диффузору в центре прикрепляют груз, известной массой m = 10-20г. и определяют новую резонансную частоту f₁, аналогично п. 3.1. По формуле оп­ределим массу подвижной части.

 -полная масса подвижной системы;

 -гибкость подвеса;

 -добротность полной механической цепи.

Δƒ= ƒ₀ – ƒ₀;

R_вых - выходное сопротивление усилителя;

R_k - сопротивление катушки громкоговорителя;

Z_k -полное сопротивление на частоте f₀.

4.  Определение стандартного звукового давления.

Схема:

Устанавливаем сигнал, частотой f= 1000 Гц и амплитудой, соответствующей подводимой к громкоговорителю P= 0,1 Вт (определяется по приборам), фиксируем амплитуду сигнала на осциллографе. Зная паспортную чувствительность E измерительного микрофона, а также коэффициент усиления измерительного усилителя по амплитуде определяют давление на входе микрофона.  [Па].

5.  Снятие частотной характеристики и определение среднего стандартного пикового давления (отдачи).

Снять зависимость звукового давления от частоты в рабочем диапазоне частот. Причём дискретность изменения частоты:

ƒ < 150 Гц -1/3 октавы                ()

ƒ > 150 Гц - 1 октава

Определим среднее стандартное звуковое давление как среднее арифметическое полученных значений. Построить частотную характеристику P = F(f).

6.  Снятие диаграммы направленности. Схема п.З

При наличии сигнала 1000 Гц поворачиваем громкоговоритель вокруг своей оси с дискретностью 30°. Снимаем зависимость P = F(a) Построить диаграмму направленности в полярных координатах.

7.  Качественная оценка нелинейных искажений на низких частотах.

При частотах f = f_н и f = f_н + 20 Гц снять осциллограммы на входе громкоговорителя и на выходе измерительного усилителя. Сравнить осциллограммы и сделать выводы (какие гармоники присутствуют в сигнале). f_н - нижняя частота диапазона.

Перечень оборудования

Ø Генератор сигнала: ГЗ-118

Ø Усилитель: УНЧ-3

Ø Мультиметр: ТЛ4

Ø Мультиметр: М1000

Ø Микрофон: SHURE C606

Ø Измерительный усилитель: АВК31

Ø Осциллограф: С1-72

Ø Громкоговоритель: 1ГД40-140

Необходимые формулы

 [Па]

Экспериментальные и расчётные данные

2.  Измерение полного электрического сопротивления на частоте 1 кГц.

U= 156 мВ

I= 20 мА

Z= 7.8 Ом

3.  Определение параметров механической части головки громкоговорителя.

ƒ, Гц	100	100	120	130	140	150	160
U, В	1.6	2	1.6	1.5	1.3	1.2	1.2
I, мА	100	100	100	100	100	100	100
Zп, Ом	16	20	16	15	13	12	12

ƒ₀= 110 Гц

ƒ, Гц	40	50	60	70	80	90	100
U, В	0.9	1.3	1.8	1.9	2	2.2	–
I, мА	80	97	735	200	230	250	–
Zп, Ом	11.3	13.4	13.3	9.5	8.7	8.8	–

ƒ₁= 50 Гц

м_г=6.5 г

Z_0max= 20 Ом

R_кат= 4 Ом

R_вых= 500 Ом

М_г= 1.7 г

C_г= 0.32·10^–6

Q= 28.9

4.  Определение стандартного звукового давления.

Схема:

k_иу= 100

l= 0.2 м

l_ст= 1 м

U= 0.9 В

I= 110 мА

P= 0.099 Вт

P_ст= 0.04 Па

5.  Снятие частотной характеристики и определение среднего стандартного пикового давления (отдачи).

ƒ, Гц	150	300	600	1200	2400	4800	9600
Uвых, мВ	35	25	20	30	35	35	15
Pст, мПа	28	20	16	24	28	28	12

P_{ст отдачи}= 22.3 мПа

6.  Снятие диаграммы направленности.

λ, º	0º	30º	60º	90º	120º	150º	180º
Uвых, мВ	50	35	25	15	30	40	45
Pст, мПа	40	28	20	12	24	32	36

Вывод

Мы измеряли параметры громкоговорителя и экспериментальным путём получили его характеристики. Из экспериментов видно, что у громкоговорителя маленькое кпд. При подаче на него ~ сигнала с частотой 1 кГц и мощностью 0.1 Вт на расстоянии 1 метр звуковое давление составляет всего 0.04 Па. Так же АЧХ имеет провал на частоте 600 Гц и после 4800 Гц идёт крутой спад амплитуды звукового давления. Из-за того, что в ходе снятия диаграммы АЧХ дискретность была не 1/3 октавы, а 1 октава, то полученная характеристика получилась ломаная.