3. Описание установки
Измерение звукового давления в точках на различных расстояниях по акустической оси громкоговорителя выполняется с помощью установки, состоящей из генератора синусоидальных колебаний с блоком мощности, громкоговорителя, микрофона со своим усилителем и милливольтметром. При измерениях громкоговоритель и микрофон размещаются в испытуемой заглушённой камере с соблюдением следующих требований:
во-первых, не следует устанавливать микрофон вблизи поверхностей и углов комнаты из-за возможной концентрации звуковой энергии на этих элементах;
во-вторых, напряжение на зажимах громкоговорителя выбирать таким, чтобы создаваемое им звуковое давление в самой удалённой точке от громкоговорителя было в 2 – 3 раза больше давления помех. Большое напряжение может вывести громкоговоритель из строя;
в-третьих, необходимо изменять положение микрофона при установке на громкоговорителе напряжения заданной частоты. В противном случае, когда изменяются частоты для одной и той же точки установки микрофона, возникают значительные погрешности в показаниях милливольтметра из-за возможных интерференционных явлений между прямой и отражённой энергиями при гармонических возбуждениях.
4. Методика проведения работы и обработка результатов
4.1. Ознакомиться со схемой измерительной установки и особенностями заглушённой комнаты, громкоговорителя и микрофона. Включить приборы и дать им прогреться в течение 3…5 мин.
Рис.4.1. Структурная схема установки.
ЗГ – генератор звуковых колебаний; ГГ – громкоговоритель;
ПЗК – полузаглушенная камера; М – микрофон; В – милливольтметр.
4.2. Установить на
генераторе такую частоту колебаний fр,
которая соответствует полуволновому
резонансу для максимального линейного
размера
комнаты.
Микрофон устанавливается на самом
дальнем расстоянии от громкоговорителя
из ряда 10, 20, 30, 40, 50, 100, 150, 200см. Напряжение
на зажимах громкоговорителя должно
соответствовать п.3. Измерить напряжение
на выходе микрофона, учитывая, что оно
прямо пропорционально величине звукового
давления при данном положении микрофона.
Последовательно изменяя положение
микрофона, измерить напряжение на его
выходе при всех других расстояниях от
громкоговорителя. Результаты измерений
напряжения занести в табл. 4.1.
Таблица 4.1
|
f,Гц |
Искомые величины |
Измеренные и вычисленные значения на расстоянии r =…см |
|||
|
10 |
20 |
. . . . . . . . . . |
200 |
||
|
fр = |
U, мв |
|
|
|
|
|
P, Па |
|
|
|
|
|
|
N, дБ |
|
|
|
|
|
|
Nнорм, дБ |
|
|
|
|
|
|
2fр = |
U, мв |
|
|
|
|
|
P, Па |
|
|
|
|
|
|
N, дБ |
|
|
|
|
|
|
Nнорм, дБ |
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
Для этой же таблицы рассчитать: 1) величину звукового давления на каждом расстоянии, используя значения чувствительности микрофона; 2) уровень давления относительно давления на пороге слышимости; 3) уровень давления (нормированный) относительно величины давления на расстоянии r = 10 см: Nнорм = 20 lg (pi / p(r=10см)) или Nнорм = Ni - N(r=10см).
По данным таблицы построить график Nнорм в зависимости от расстояния для данной частоты.
4.3. Повторить измерения и расчёты по п.4.2 при частотах 2fр, 3fр, 1000 и 5000 Гц. Результаты записать в табл. 4.1, построить необходимые графики и сделать выводы по причинам расхождения измеренных и вычисленных величин, а также по качеству заглушённой комнаты при заданных частотах.
4.4. Изменить характер излучения громкоговорителя на низких частотах путём снятия его задней крышки. Повторить измерения и расчёты по п.4.2 и п.4.3. Результаты занести в таблицу, подобную 4.1. Сравнить построенные графики Nнорм(r) с подобными для монопольного источника и сделать необходимые выводы.
4.5. Вновь закрыть заднюю крышку громкоговорителя и провести измерения, аналогичные предыдущим, с упрощённым расчётом при подаче на громкоговоритель напряжения с частотами 80, 100, и 135 Гц для каждого положения микрофона, найти среднеарифметическое из напряжений, измеренных при трёх частотах. Вычислить для всех точек уровень среднего напряжения с микрофоном, установленным на r = 10 см. Таким же образом вычислить относительный уровень напряжения в различных точках, но только для одной частоты 100 Гц. Данные измерения и расчёта записать в табл. 4.2. Построить на графиках зависимости N100 и Nср от r и сравнить их между собой. Результаты сравнения записать в виде выводов.
Таблица 4.2
|
f,Гц |
Искомые величины |
Измеренные и вычисленные значения на расстоянии r = см |
|||
|
10 |
20 |
. . . . . . |
200 |
||
|
f=80 |
U, мв |
|
|
|
|
|
Nнорм, дБ |
|
|
|
|
|
|
f=100 |
U, мв |
|
|
|
|
|
Nнорм, дБ |
|
|
|
|
|
|
f=135 |
U, мв |
|
|
|
|
|
Nнорм, дБ |
|
|
|
|
|
|
|
Uср, мв |
|
|
|
|
|
|
Nср, дБ |
|
|
|
|