3.5.2. Режим измерения переменного напряжения от 0,3 мВ до 100 в
Установить переключатель КАЛИБР. Кг V в положение V. Измеряемое напряжение до 10 В подается непосредственно на вход прибора, напряжение более 10 В необходимо подать через внешний делитель напряжения «1:10». Измеряемое напряжение соответствует показанию прибора с учетом положения переключателя пределов измерения dB Кг % mV и делителя (если он присутствует при измерении).
Примечания: 1. После перегрузок и последующего уменьшения входного сигнала допускаются случаи, когда стрелка индикатора прибора может оставаться на правом упоре и возвращаться в рабочее положение при легком постукивании по стеклу индикатора.
2. При измерении коэффициента гармоник процесс подавления и характер искажений можно наблюдать на экране осциллографа, подключенного к гнезду ОСЦИЛЛ. прибора.
3. При измерениях коэффициента гармоник и напряжений возможна флюктуация показаний прибора (колебания стрелки) в пределах 0,5 деления верхней шкалы прибора (0-10).
3.5.3. При проведении измерений в цепях с большим уровнем наводок и фона при частотах измеряемого сигнала более 1,5 кГц следует включить фильтр 1 кГц, нажав кнопку ФИЛЬТР 1 kHz.
3.5.4. При работе прибора в климатических условиях, отличных от нормальных, следует учитывать возникновение дополнительных погрешностей.
4. Назначение
Назначение
Лабораторная установка предназначена для измерения коэффициента нелинейных искажений (КНИ) сигнала звуковой частоты, прошедшего через пару акустических преобразователей (громкоговоритель, микрофон).
Состав и блок схема установки
Установка для проведения лабораторной работы (рис. 6) включает в себя:
Рис. 6.
ГЗЧ – генератор звуковой частоты (используется генератор сигналов специальной формы Г6-28 или Г6-29), имеющий плавную регулировку выходного напряжения.
УМ – усилитель мощности (для увеличения мощности сигнала, подаваемого на излучатель (ВА1), до уровня, необходимого для его работы).
ВА1 – акустический преобразователь электродинамического типа (громкоговоритель).
ВМ1 -- акустический преобразователь электродинамического типа (микрофон).
МУ – микрофонный усилитель, позволяющий усиливать низкоуровневый сигнал с микрофона до уровня, необходимого для работы С6-7.
С6-7 -- автоматический измеритель КНИ и вольтметр среднеквадратических значений.
БП – блок питания (однополярное напряжение +15В).
Осциллограф С1-67 или аналогичный для контроля формы электрических сигналов в любой точке схемы.
Комплект соединительных проводов.
4.3. Преобразователи
4.3.1. В качестве электроакустических преобразователей в установке используются широкополосные излучатели 0.25 ГД-19 (рис. 7). Принцип их действия (электродинамический) наиболее широко распространен в современной звукотехнике.
Рис. 7.
Акустическая волна представляет собой в пространстве череду перемещающихся со скоростью звука зон повышенного давления и разряжения. В воздухе скорость звука постоянна и равна Vзв.= 340 м/с.
Для того, чтобы возбудить в воздушном пространстве звуковую волну частотой f1, необходимо иметь излучающую поверхность, совершающую колебательные движения с такой же частотой f1. Этой излучающей поверхностью в акустическом излучателе электродинамического типа является диффузор (поз. 1, на рис), представляющий собой конус из легкого и прочного материала, закрепленный в корпусе (поз. 6) излучателя. У основания конуса диффузор крепится с помощью эластичного гофра (поз. 2), позволяющего диффузору совершать возвратно-поступательные движения вдоль оси, лежащей на геометрической высоте конуса. Ближе к вершине для предотвращения возможных перекосов в системе корпус-диффузор конус крепится к корпусу при помощи центрирующей шайбы (поз. 3). Для того, чтобы привести в движение диффузор, к нему жестко крепится цилиндрический каркас. На этот каркас наматывается провод.
Сопротивление намотанного провода является внутренним сопротивлением излучателя. Поместив получившуюся в результате электромагнитную катушку (поз. 4) в мощное магнитное поле, образуемое в зазоре постоянного магнита (поз. 5) получили систему, способную преобразовать электрический сигнал определенной формы в акустический сигнал примерно такой же формы. Причем энергия в акустическом преобразователе проходит три стадии:
электромагнитная (энергия электрического сигнала);
механическая (энергия колеблющегося диффузора);
акустическая (энергия акустической волны).
Искажения на любом этапе приведут к искажениям конечного акустического сигнала.
Для акустических преобразователей нормируются следующие параметры:
— номинальная мощность [Вт] - мощность электрического сигнала, при подведении которой преобразователь не испытывает перегрузок ( в обозначении - первая цифра. Например: 0.25 ГД... значит Рном. = 0,25 Вт);
— внутреннее сопротивление (импеданс) [Ом] - ближайшее к минимальному значению модуля полного внутреннего сопротивления число, выбранное из стандартного ряда 2, 4, 8, 16, ... ;
— диапазон эффективно воспроизводимых частот [Гц]) – это диапазон частот, в котором неравномерность амплитудно-частотной характеристики ( АЧХ ) не выходит за пределы поля допусков. По рекомендации МЭК 581-7, в полосе частот 50...12500 Гц спад АЧХ не должен превышать 8 dB по отношению к среднему уровню звукового давления в полосе частот 100...8000 Гц. Измерения АЧХ выполняют в заглушенной камере обычно на расстоянии 1 м;
— характеристическая чувствительность. Это среднее звуковое давление, развиваемое преобразователем при подводимой электрической мощности 1 Вт в заданном диапазоне частот на расстоянии 1 м на рабочей оси. На практике приводят уровень характеристической чувствительности в децибелах по отношению к стандартному порогу слышимости, равному 210-5 Па;
— нелинейные искажения. Оцениваются коэффициентом нелинейных искажений. Измерения выполняются в заглушенной камере на синусоидальном сигнале при уровне звукового давления 90 dB. При измерениях обычно ограничиваются второй и третьей гармониками. Используя в установке прибор С6-7, измеряющий КНИ по методу “подавления основной частоты “, в измерениях будут присутствовать и гармоники гораздо более высоких номеров, чем вторая и третья. Кроме того, с таким же “ весом “, как и у гармоник основной частоты будут учтены любые некратные спектральные составляющие, появление которых характерно для излучателей и обусловлено динамической неустойчивостью диффузора головки из-за деформаций материала диффузора. В стереофонии при К 10 % излучатель четко обнаруживается на слух как источник звука, что закрывает вопрос о пространственном звучании;
— характеристика ( диаграмма) направленности. В соответствии с МЭК 268 - 5 и ГОСТ 16122 - 88 определяется как зависимость уровня звукового давления от направления излучения звука на заданной частоте (или в заданной полосе частот); измеряется в заглушенной камере. При этом либо излучатель вращается на поворотном устройстве, либо микрофон смещается на заданные значения углов от акустической оси преобразователя. Для качественных акустических систем характеристика направленности нормируется для отклонений до 200...300 в горизонтальной плоскости и до 50...100 в вертикальной. При этом отклонения от АЧХ, измеренной на оси в диапазоне частот 250...8000 Гц, не должны превышать 4 dB. Характеристика направленности проявляется только тогда, когда размеры излучателя становятся сопоставимы с длиной волны сигнала или превышают ее.
В лабораторной установке в качестве излучателя и микрофона применяются маломощные динамические головки 0,25 ГД—19.
Низкие технические характеристики этих излучателей позволяют получить высокие искажения при проведении измерений и тем самым – более наглядно указать на характерные свойства и недостатки акустических преобразователей.
Технические параметры для излучателя 0,25 ГД- 9 :
— диапазон воспроизводимых частот (по уровню - 8 dB ) – 200...15000 Гц;
— чувствительность ( по частоте 4 кГц ) – 85 dB/Вт/м;
— номинальное сопротивление – 8 Ом;
— номинальная мощность – 0,25 Вт.