§ 2. Частотная характеристика чувствительности

439

чистый синусоидальный тон и в качестве меры искажений принимают отношение эффективной (среднеквадратичной) суммы гармоник на выходе к эффективному значению полного напряжения на выходе (основной тон плюс гармоники)¹). Во втором случае на вход подают два (или несколько) чистых тонов различной частоты и в качестве меры искажений принимают отношение эффективного значения возникающих на выходе комбинацион­ных (суммовых или разностных) тонов к эффективной сумме основных тонов на выходе.

д) Характеристика полного сопротивления представляет собой зави­симость полного электрического сопротивления (в комплексной форме) на выходных зажимах от частоты. При этом должен быть указан характер акустической нагрузки диафрагмы микрофона.

е) Точность воспроизведения сигналов сложной формы, в частности импульсов. Это свойство однозначно связано с частотно-амплитудными и частотно-фазовыми характеристиками; зная последние, а также форму импульса на входе, можно предопределить форму импульса на выходе. Соответствующие методы измерений не стандартизованы.

ж) Динамический диапазон микрофона—диапазон уровней входных сигналов, которые могут быть неискаженно приняты микрофоном. Снизу этот диапазон ограничен собственным тепловым шумом микрофона и элек­трической схемы, а сверху—нелинейными искажениями передаваемого сигнала вследствие нелинейности механической колебательной системы при больших амплитудах.

Абсолютная калибровка первичного эталонного микрофона описана в гл. 3. В настоящей главе речь идет лишь о калибровке микрофонов различных типов путем сравнения их с первичным эталоном, наличие которого предполагается.

§ 2. Частотная характеристика чувствительности

Чувствительность холостого хода микрофона по полю на данной частоте равна

Pm — 20 Ig > (13.1)

') И советской литературе принят другой критерий—так называемый коэффи­циент гармоник, представляющий собой отношение эффективной суммы гармоник на выходе к эффективному значению одного лить основного тона.—Прим. ред.

•') Часто вместо «нормальная ось» говорит «акустическая ось».—Прим. ред.

Гл. 13. Испытания лабораторных и студийных микрофонов

шумов настолько, чтобы выходные напряжения, соответствующие внеш­ним шумам, были пренебрежимо малы по сравнению с рабочими сигна­лами. Удовлетворительным считается превышение на 30 об или более.

Вторым важным требованием, предъявляемым к источнику звука, является малость искажений генерируемого этим источником сигнала. Практически установить максимально допустимые в каждом случае искажения невозможно, так как результаты испытаний сильно зависят от формы частотной характеристики микрофона и вида искажения. Напри­мер, если микрофон обладает чувствительностью, равномерно возрастаю­щей с увеличением частоты, то вторая, третья, четвертая и т. д. гармоники, содержащиеся в сигнале, будут подчеркиваться на выходе микрофона тем больше, чем выше порядок гармоник.

Нужно стараться достигнуть столь малой величины содержания гармоник, чтобы соответствующие им выходные напряжения не превы­шали 2% основного сигнала. Если это почему-либо невозможно, то па выходе измеряемого микрофона необходимо применять электрические фильтры, пропускающие только основной сигнал. Но и в этом случае следует практически установить допустимую величину содержания гар­моник, так как последние при большой своей величине перегрузят микро­фон, чего не было бы при наличии одного только основного сигнала.

Источник звука должен также создавать в месте установки микрофона плоскую волну, поверхность фронта которой значительно превышает приемную поверхность микрофона. Если волна не будет плоской, то при повторных измерениях будет получаться значительный разброс резуль­татов вследствие незначительных изменений положения микрофона в звуковом поле. Это особенно сказывается на высоких частотах, когда диффракционная картина сильно зависит от формы волнового фронта.

Проблема использования статистического шума в качестве рабочего сигнала (вместо чистых тонов) рассматривается в гл. 14 в связи с испы­таниями громкоговорителей. Применять такого рода сигналы при кали­бровке микрофонов в свободном поле менее рационально, чем при испы­тании громкоговорителей, так как обычно отдача микрофона в меньшей степени зависит от частоты. Однако когда необходимо измерить чувстви­тельность в диффузном поле (см. ниже о камерах с диффузным полем), рекомендуется использовать статистический шум. В этом случае в каче­стве сигнала может быть применен усиленный тепловой шум сопротивле­ний или электрический шум газонаполненной лампы. При этом могут быть использованы два варианта методики.

1. В измерительном помещении создается широкополосный шум,

TTT*orrr»or»TJ «О^ТЛТ Ь*ЛТЛПЛ1'П ПО ЛОТ.’ПТ.ТПЯОТ ПОРТ» TTT/YQ TTQ чтт тттттогшллгтптттогл

Дпапаоиы *UU JL W A V M.VJ/VllpXMWMV* «VV*/ ^IlUJUlAUVll V»

нас приемника; электрический сигнал на выходе микрофона анализи­руется узкополосным анализатором (с шириной полосы 15—60 гц).

2. В помещении создается узкополосный шум, средняя частота кото­рого плавно меняется в пределах иптересующего нас диапазона.

Уровень звукового давления в обоих случаях измеряется обычным образом при помощи микрофона—первичного эталона, прокалиброван­ного в диффузном поле. Следует также помнить о возможности возникно­вения искажений переходного режима в применяемых фильтрах и ана­лизаторах.

Б. Положение микрофона относительно источника звука. По своему существу метод вторичной калибровки микрофона заключается в измере­нии звукового давления в какой-либо «точке» звукового поля при помощи первичного эталонного микрофона и в определении затем напряжения на выходе калибруемого микрофона, установленного в той же «точке».