4.'>15

электрическом сигнале иа входе. При различных уровнях мощности получаются различные данные. Нелинейные искажения могут оцениваться различными способами: во-первых, отношением среднскиадратичной суммы гармоник к амплитуде основной частоты, во-вторых, отношением арифме­тической суммы гармоник к амплитуде основной частоты, в-третьих, отношением среднеквадратичной суммы амплитуд комбинационных (сум­мовых или разностных) частот к среднеквадратичной сумме амплитуд двух возбуждающих чистых тонов. И первых двух случаях па вход гром­коговорителя подается одно синусоидальное напряжение, а в третьем случав—два напряжения различных частот.

д) Характеристика полного сопротивления определяется как частот­ная зависимость комплексного электрического полного сопротивлении, измеренного па входных зажимах громкоговорителя. Измерения следует производить при определенной акустической нагрузке: обычно эти изме­рения производят в заглушенной камере пли на открытом воздухе, но громкоговорители с малой отдачей можно испытывать и в обычных поме­щениях, следя лишь за тем, чтобы па расстояниях порядка 1—2 м не было посторонних предметов.

е) Ilo.uuна.юная мощность наибольшая электрическая мощность речевой или музыкальной передачи, которая может подводиться is течение длительного времени к громкоговорителю, не вызывая механических повреждений последнего. Иногда номинальная мощность определяется как наибольшая электрическая мощность синусоидального колебания, при подведении которой к громкоговорителю нелинейные искажении но превышают некоторой заданной величины.

ж) Передача пере.годныг процессов громкоговорителем может быть определена измерением скорости нарастания и спадания исустаповпв- шпхея сигналов, подаваемых и виде электрических процессов на вход громкоговорители , и воспроизводимых им акустически. Например, к входу громкоговорителя могут быть подведены отрезки синусоид различ­ной частоты и длительности, причем измеряется время спадания акусти­ческого сигнала после окончания подачи. Другим способом является определение точности воспроизведения колебаний квадратной формы. Такие измерения еще нс стандартизованы: ниже описано несколько воз­можных вариантов.

§ 2. Частотная характеристика

Наиболее важной характеристикой громкоговорителя является его частотная характеристика. По ней мы судим о громкости передаваемой речи или музыки, о качестве воспроизведения и о способности громко­говорители воспроизводить разборчивую речь в заданных акустических внешних условиях.

К сожалению, однако, до сих пор не существует стандартизованных методов для проведения этих измерений¹), хотя работы в этом направле­нии ведутся [11. Поэтому в разных лабораториях устанавливают раз­личные электрические и акустические условия испытаний и частотные характеристики, получаемые в результате этих испытаний, разнятся друг от друга на величину до 10—1”> <)б в отдельных частях акустического спектра [21. Приемлемость результатов этих испытаний может быть уста­новлена только в случае, если точно известны условия, в которых изме­рялся данный громкоговоритель.

’) В (ССВ, как уже указывалось выше, еще в 1939 г. был утвержден

МЛ

Обсудим сначала соображения, которыми руководствуются при выборе электрического источника.

А. Источник питания громкоговорителя. Электрическое полное со­противление громкоговорителя комплексно и является, вообще говоря, крайне нерегулярной функцией частоты; это объясняется наличием доба­вочного сопротивления, вносимого со стороны механико-акустической системы. Вследствие этого частотная характеристика громкоговорителя лавнеит от выходного электрического полного сопротивления питающего источника. Существует два способа учета этого влияния. Первый нэ них состоит в том, что во время снятия частотной характеристики амплитуда напряжения на зажимах звуковой катушки громкоговорителя поддер­живается постоянной. Затем отдельно снимается зависимость выходного напряжении усилителя от частоты яри нагрузке, эквивалентной громко­говорителю. Обе полученные характеристики перемножаются или, если они даны в об, складываются (см. гл. 12). При втором, более употреби­тельном, способе отдача усилителя выражается через мощность, отдавае­мую им нагрузочному сопротивлению, величина которого равна номи­нальному полному сопротивлению громкоговорителя. Ксли при этом

омическая компонента выходного сопротивления усилителя будет равна номинальному омическому сопротивлению громкоговорителя, то мощ­ность, выделяющаяся на нагрузке, будет максимальной мощностью, которую может отдать усилитель*), (’хома испытаний громкоговорителя изображена на фиг. 392. Отдача громкоговорителя при постоянной подво­димой мощности на какой-либо частоте (в Об) определяется выражением

20If?тр К) Iff » (l^.la)

"non '' imp

где р₀ — звуковое давление в определенных акустических внешних усло­виях н при определенном местоположении измерительного микрофона; Рпор — пороговое давление (обычно 0,0002 бар)\ W_s~- максимальная мощ­ность, которую может отдать электрический источник; VK_HOp— пороговая мощность. При этом

(14.16)

где е„ — напряжение источника; Ji_s — cго омическое сопротивление.

Из уравнений (14.1) следует, что отдача пропорциональна отноше­нию квадрата звукового давления к максимальной электрической мощ­ности, которую может отдать источник. ^ч

ч более подробное рассмотрение схем измерения отдачи громкоговорителей н усилителей дано в гл. 12. Читатель должен иметь в виду, что полное сопротивление номинальной нагрузки усилителя и полное внутреннее (выходное) сопротивление самого усилителя зачастую могут быть различными.

Гл. 14. Испытания громкоговорителей

Если R_s нс равно номинальному омическому сопротивлению громко­говорителя R'_s, то вводится понятие об отдаче с данной несогласованностью (с учетом «фактора влияния генератора»).

Отдача при постоянной подводимой мощности в дб с учетом влияния генератора равна

В этой формуле N — фактор влияния генератора (несогласованности), равпый

Как упоминалось выше, R_s — омическое сопротивление источника, a B's — номинальное омическое сопротивление громкоговорителя. Для случая, соответствующего уравнению (14.1), влияние генератора равно 6 дб\ при постоянстве напряжения у зажимов громкоговорителя оно составляет 0 дб.

Если схема калибровки выбрана, то остается выбрать тип источ­ника, дающего напряжение e_s. При испытаниях, проводимых конструк­торами, когда нужно выяснить вопрос о резонансных пиках громко­говорителя, e_s должно быть синусоидальным напряжением. Однако при испытаниях, в которых должна определяться громкость воспроизводимой речи, музыки или шума, логичнее применять источник, создающий одно­временно напряжение различных частот, например непрерывный спектр статистического шума. Это требование основывается на свойствах человеческого уха, сходного с анализатором. Как упоминалось в гл. 4, человеческое ухо, воспринимая статистические шумы, спектральная плотность которых мало меняется с изменением частоты, ведет себя как ряд полосовых фильтров с шириной полосы около 40 гц (при слу­шании двумя ушами) при частотах ниже 1000 гц и с постепенно увели­чивающейся шириной до 200 гц¹) при частоте 8000 гц. Это означает, что в пределах любой из этих критических полос человеческое ухо восприни­мает среднеквадратичный уровень звукового давления.

Многие исследователи указывают [3—5], что использование статисти­ческого шума при испытаниях громкоговорителей сглаживает впадины, образующиеся на кривых отдачи при измерениях в закрытых помещениях, обязанные своим происхождением собственным частотам помещений. Для той же цели используются также источники воющего тона или муль­титона²), хотя они дают значительно менее равномерное распределение энергии внутри полосы частот.

Радмоз [5] указывает, что полосы статистического шума шириной 15—G0 гц давали хорошее выравнивание частотной характеристики громко­говорителя без смазывания основных ее особенностей. Одни [41, наоборот, утверждает, что, применяя полосы шума достаточной ширины для сгла­живания пиков, возникающих в помещении, мы сглаживаем интересую­щие нас неровности характеристики громкоговорителя. Данные Олни более объективны, нежели выводы коммерческих лабораторий в США, и поэтому в настоящее время измерения производятся на синусоидальных частотах в заглушенных камерах или на открытом воздухе. Расхождения

*) Абсолютное значение ширины полос точно не установлено, однако относитель- ныс значения, полученные в зависимости от частоты, вполне определены.

(14.2а)

(14.26)