高声压测量方案

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1、局声压的测量高噪声对人及设备有较大的破坏力。达到120dB的噪声级，即使短时间也会对人造成永久性听力损伤；超过135dB时，会使电子仪器发生故障；超过150dB时，元器件可能损坏。在特强噪声作用下，会使材料或结构产生疲劳而断裂——声疲劳现象。人们平常接触到的噪声级一般相对较低，所以常规声级计在设计时，其测量范围一般覆盖在20dB〜140dB之间。随着我国大型机械、军工等的发展，对高声级的测量需求越來越多;为了解决高声压测量的需要，下而主要从传声器、前置放大器、信号调理及信号分析仪儿方面对高声压测量时的设备配置给出建议。1、传声器选择传声器做为一个声电换能器，此处，耑要特别关注传声器的动态范

2、围和灵敏度。动态范围标明了传声器的可测量声压范围；灵敏度单位为mV/Pa，标明声压与电压的转换关系。测fi范围与灵敏度一般成反比关系。根据尺寸来分，电容传声器一般分为1”，1/2”，1/4”，1/8”；尺寸越大，其灵敏度往往越高，测量上限越低，而频率范围也相应降低。在常规的声级测量中，我们一般选择1/2”话筒，保证了常规的声级测量范围级频响范围。而在做低声级测量时，往往选择1”话筒，灵敏度高，较小的声压转化出较大的电压；由于高灵敏度，后端测量设备的本底电噪声等效的声压降低，从而保证了低声级测fi的精度。而高声级测M时，一般选用1/4”话筒，保i正较高的测量上限时较低的输出电压；当然，此时测

3、量下限会受影响。1/8”话筒，在实际测量中使用较少。下图为我公司常川的话筒，其灵敏度、测量范围及高声压时等效输出电压。型号尺寸灵敏度(mV/Pa)动态范围(dB)频率范闱(Hz)输出电压@测量上限AWA144111”10010〜13310〜16k8.9Vnns@133dBAWA144231/2”5016〜14610〜20k20Vrms@146dBAWA144351/4”440〜17210〜40k32Vrms@172dBt.表中动态范围以20uPa为参考OdB，动态上限时传声器失真小于3%2、前賈放大器传声器的输出阻抗非常高，必须使用前置放大器做阻抗变换，方能与后端测量设备闪配。高声压测量时

4、，传声器转换的等效电压比较高，因此要求前置放大器要在较高的电压输入时保持线性。一般怙况，前置放大器可工作在一个比较宽的电源电压范围内，其线性工作区随着电源电压的变化而变化，但小于电源电压范围。为了保证髙声压信号的测:W:,需要选择一个支持高高压供电，同时线性工作区电压与电源电压相差不多的前置放大器。当然，频响范围、输入电容、输入阻抗、传输损失等基本指标在选择时也要关注。以下为我公司前置放大器主要参数，其中AWA14600E型前置放大器最高nJ•支持40Vrms的信号传输，可支持高声压信号的测量。型号尺寸电源电压最大工作输出电压极化电压输出接口AWA14600E1/2”28V〜150V或±1

5、4V~±75V10Vrms@60V供电40Vrms@i50V供电支持LEMOAWA14601E1/2”9V〜45V7Vrms@30V供电不支持X9AWA14614E1/4”2mA~20mA30V5Vrms@3()V供电不支持BNC3、信号调理器信号调理器的主要作用是给前置放大器提供电源，并对信号做相应的放大处理，以与后端的信号分析仪的输入匹配。信号分析仪一般N置信号调理器，但其主要为常规测量设计，测U上限一般不大于10V,供给前罝放大器的电源电压也偏低，无法支持前罝放大器工作在较高的线性范围内。因此，高声级测量吋，需要一个能提供较高电源电压，并可对前置放大器输岀信号做一定衰减的信号调理器。

6、为配合AWA4600E型前置放大器工作，我公司开发了AWA1710型前置极电源，其主要指标如下.•1、工作电压:DC+12V2、前置级供电电压:±60V(±1V)3、前置级供电电流•.<15mA4、量程:OdB量程0±0.05dB-20dB量程-20±0.05dB5、最大输入电庄(@1kHz):直接输入60Vrms配AWA1460040Vrms6、本机噪声(10Hz~20kHz):-20dB量程A^3/JV；C^4//V；Z^5n7、极化电压•.200V(±1V)4、信号分析仪信号分析仪主要对信号做相应的处理分析，常规的处理方法有滤波、总值、频谱、时间历程、色谱图、瀑布图等，丰富的后端处理

7、软件是对信号测量的后期保证。AWA6290型信号分析仪，有完善的后端处理软件；同时，它内置的信号调理单元可同时为多路前置放大器提供±3()V的电源，最大输入电压20Vrms，并提供200V极化电压。当选用灵敏度为5mV/Pa的传声器单元时，可直接配合AWA14600E前罝极保证160dB声压级的测量。如下为整套的声信号采集配置清单，可实现从lOdB〜l70dB范围的声信号采集及分析，大家可根据需要选择配置。型号及名称主要