傳聲器自由場互易校準中電轉移阻抗的測量與處理

王炳惺 李學斌 何龍標

(1.北京化工大學，北京 100029；2.中國計量科學研究院，北京 100013)

0 引言

空氣聲聲壓量值的復現和傳遞通過實驗室標準(Laboratory Standard，LS)傳聲器的聲壓/聲場靈敏度校準實現。自由場中使用時，根據尺寸的不同分為LS1F和LS2F傳聲器[1]。由于自由場互易過程中信噪比較低，增加了自由場互易校準的困難，以LS2F傳聲器為例，在8V的激勵電壓下，1kHz時輸出電壓為0.35μV，2kHz時輸出電壓為1.4μV，LS2F傳聲器固有噪聲典型值為1.5μV的寬帶噪聲，測試信號被淹沒在寬帶噪聲信號中。在已有的傳聲器電轉移阻抗測量裝置中，采用的是離散式的模擬儀器，效率較低，同時直接測量聲信號的方式難以去除干擾信號的影響[2]。為了提高校準工作效率，擴展其高頻范圍，控制自由場互易校準的不確定度，本文基于VB和MATLAB軟件開發平臺，依托自由場互易原理，設計了一套傳聲器電轉移阻抗的測量和數據處理系統，實現了PULSE系統和PC機的實時通信，利用傅里葉逆變換(IFFT)和時間加窗技術避免了電串擾、駐波和反射波等信號的影響，得到信噪比高的電轉移阻抗，并實現傳聲器自由場靈敏度級計算的自動化。

1 互易校準原理

互易法校準是指利用可逆、無源和線性傳感器的輸出和輸入存在著互換的關系，求得傳感器靈敏度值的絕對法校準。對電容傳聲器，其開路的正向和逆向轉移阻抗在幅值上是相等的，在自由場條件下將兩只互易傳聲器組成一個聲學系統，一只作為聲源，而另一只作為聲接收器，測量電轉移阻抗。……