12613

Громкоговорители

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3 Громкоговорители Дисциплина: Акустика Цель работы: изучить основные параметры и характеристики громкоговорителей ознакомление с методиками проведения акустических и электроакустических измерений. 1.Расположение приборов и у...

Русский

2013-05-02

841 KB

5 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

«Громкоговорители»

Дисциплина: «Акустика»

Цель работы: изучить основные параметры и характеристики громкоговорителей, ознакомление с методиками проведения акустических и электроакустических измерений.

1.Расположение приборов и устройств


2. Перечень и ТТХ средств измерений

  1.  Программно-аппаратный комплекс Zet-Lab

2)  Мультиметр Ц-4313

Характеристики:

Диапазон измерения:

напряжения постоянного тока

1,5 В - 600 В

напряжения переменного тока

600В (45 Гц – 200 - 500 Гц);

300В (45 Гц – 200 - 1000 Гц);

150В (45 Гц – 200 - 2000 Гц);

1,5-60В (45 Гц – 200 - 5000 Гц):

силы постоянного и переменного тока

0,6 - 1500 мА (45 – 2000 – 5000 Гц).

3) Генератор сигналов низкой частоты.

Генератор Г3-111 (Г3-112), с усилителем выходного сигнала.

Нагрузка 50 Ом, максимальное напряжение на нагрузке – 5В.

4) Усилитель мощности «Амфитон А1-01 стерео».

Диапазон частот: не менее 20-20000 Гц.

Коэффициент общих гармонических искажений, в диапазоне 40-12000 Гц не более 0,3 %.

Выходная мощность на нагрузке не менее 4 Ом: не менее 2х20 Вт.

Раздельные регулировки тембра низких, средних и высоких частот.

5) Микрофон измерительный BSWAMPA261

6)Рупорный громкоговоритель


3. Измерение частотной характеристики

Вариант №1. В качестве тестовых используются тональные сигналы

Таблица 1. Результаты измерений

Частота, Гц

380

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

Давление, Па

0.005771

0.003976

0.027375

0.03013

0.01109

0.046977

0.010193

0,0112468

0.00379

Уровень Давления,дБ

49.2

45.97

62.72

63.56

54.89

67.42

54.15

55

45.55

Напряжение, В

0,12

0,12

0,12

0,12

0,12

0,12

0,12

0,12

0,12

Частота, Гц

2500

5000

8000

10000

12000

20000

Давление, Па

0,0101165

0,0148091

0,0058014

0,0006295

0,0058147

0,0003864

Уровень Давления,дБ

54.08

57.39

49.25

29.96

49.27

25.72

Напряжение, В

0,12

0,12

0,12

0,12

0,12

0.12

Рис 1. Частотная характеристика, полученная при испольовании тонального сигнала в полосе 380-20000 Гц.

4. Измерение среднего стандартного звукового давления

Измерение производится с помощью тестовых тональных сигналов частотой 500, 630, 1250, 2500,5000Гц

Таблица 2. Значения.

Частота, Гц

Уровень напряжения, В

Уровень тока, А

Мощьность, Вт

Давление, Па

500

3.4

0,029

0,1

1.59

630

3.005

0,034

0,1

1.418

1250

2.8

0,036

0,1

0.316

2500

2.9

0,033

0,1

0,283

5000

3.9

0,026

0,1

0,578

Pср.ст.=( P1 +P2+ P3 + P4 + P5)/5 =0.838Па

5. Измерение коэффициента нелинейных искажений

Рис 2. Уровни основной частоты и субгармоник при заданной частоте 450 Гц

Таблица 3.

Гармоника, Гц

Давление, Па

Напряжение, мВ

450

1,0012211

50

900

0,2244037

11.22

1350

0,2118507

10.59

  KН.И = 19.8%

Рис 3. Уровни основной частоты и субгармоник при заданной частоте 630 Гц

Таблица 4.

Гармоника, Гц

Давление, Па

Напряжение, мВ

630

2,5943585

130

1260

0,0532145

2.66

1890

0,2000000

10

KН.И.= 7.9 %

Рис 4. Уровни основной частоты и субгармоник при заданной частоте 1250 Гц

Таблица 5.

Гармоника, Гц

Давление, Па

Напряжение, мВ

1250

1,0666698

53.333

2500

0,0168279

0.841

3750

0,1888122

9.4

KН.И = 17,6 %

Рис 5. Уровни основной частоты и субгармоник при заданной частоте 2500 Гц

Таблица 6.

Гармоника, Гц

Давление, Па

Напряжение, мВ

2500

0,3483614

17.42

5000

0,1002374

5

7500

0,0946303

4.731

KН.И.= 15.7 %

Рис 6. Уровни основной частоты и субгармоник при частотах 450 и 1450Гц

Таблица 7.

Гармоника, Гц

Давление, Па

Напряжение, мВ

450

0,5023773

25.1

1000

0,4742747

23.7

1450

0,7096268

35.5

KН.И.= 170 %

Рис.7 Спектр до частоты 2900Гц.

На низких частотах коэффициент нелинейного искажения мал, а на более высших больше, это обуславливается тем что диффузор может также начать колебаться(повыситься степень свободы) и это будет вводить нелинейные искажения.

6.Определение КПД громкоговорителя.

          По частотной характеристики определим λгр.

       λгр=с/f=340/340=1м

               λгр/d=5

Диаметр излучателя составляет d=0,2 м.

Коэффициент осевой концентрации Ω для  различных частот в соответствии с номограммами:

-для 450 Гц:     λ=0.666 м,   d/λ=0,3;

-для 630 Гц:   λ=0.476 м,   d/λ=0,42;

-для 1250 Гц:   λ=0.24 м,       d/λ=0,833;

-для 2500 Гц:   λ=0.12 м,   d/λ=1,66;  


Среднее значение Ωср=15.95

η = 0,3р2ст/Ω  =0,013 ,т.е. примерно 1,3%.

Вывод: В результате проведенного эксперимента КПД динамического громкоговорителя составил 1,3%.

8.Импульсная функция.

Построим частотную характеристику импульсной функции и сравним с частотной характеристикой тональных сигналов.

Таблица 8. Результаты измерений

Частота, Гц

63

80

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

Уровень Давления, дБ

37

29

28

26

28

31

31

35

27

30

31

29

Частота, Гц

1000

1250

1600

2000

2500

3150

4000

5000

6300

8000

10кГц

12кГц

14кГц

Уровень Давления, дБ

27

28

30

33

30

35

30

33

36

31

20

30

19

Рис.8 Импульсная функция

Рис.8 Тональная и импульсная функция.

Выводы:

Исследуемый громкоговоритель является широкополосным рупорный  громкоговорителем. В ходе работы построена его частотная характеристика.

Также построена частотная характеристика импульсного сигнала и проведено её сравнение с частотной характеристикой тональных сигналов. Неравномерность частотной характеристики при измерении тональными сигналы составили 24дБ, а при импульсным 15 дБ.

В данной работе мы измерили коэффициент нелинейных искажений на уровне громкости соответствующему высокому. Нелинейные искажения, связанные с нелинейностью упругости подвеса, неоднородностью магнитного поля и другие, рассмотренные  выше, не являются здесь столь существенными. Определяющими величину НИ факторами в РГ являются большая амплитуда сжатия-разряжения воздуха при распространении звука в узкой части рупора, а также нелинейность упругости воздуха в предрупорной камере. Дело в том, что фазовая скорость звуковой волны vo  зависит от полного давления в среде и, при наличии больших звуковых давлений, оказывается различной для различных участков волны, т.е. участки сжатия перемещаются быстрее, чем участки разряжения. Это значит, что синусоидальная волна, возбуждаемая диафрагмой, по мере распространения в рупоре превращается в почти пилообразную. В свою очередь, это означает появление несимметричных гармонических искажений в излученном сигнале, наиболее значительных по второй гармонике. Для того чтобы эти искажения не выходили за допустимые пределы, звуковое давление в горле рупора не должно превышать 2000 Па (т.е. 2% от атмосферного давления). Этот же фактор может послужить причиной появления значительных интермодуляционных искажений, когда большой по амплитуде низкочастотный звуковой сигнал производит амплитудную модуляцию излучаемого с ним одновременно высокочастотного сигнала.

    Нелинейность, вносимая предрупорной камерой, проявляется также в появлении интермодуляционных искажений, что можно объяснить  тем, что изменение объема вызывает периодические изменения гибкости воздуха в камере с частотой ωн . Это означает, что высокочастотные колебания уже на входе рупора будут модулированы по амплитуде низкочастотными компонентами, что, в свою очередь, означает появление комбинационных составляющих с частотами   ωв ± к ωн.

КПД громкоговорителя составил 1,3% и сходиться с средним диапазоном приведенным в учебнике. Рупор увеличивает сопротивление излучения и значительно повышает к. п. д. громкоговорителя.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69421. Вставка в текст спеціальних символів. Створення і вставка автотексту. Вставка в документ Word діаграм 49.84 KB
  Для вставлення тих символів, аналогів яких нема на клавіатурі потрібно вибрати пункт меню Вставка, Символ. У таблиці символів вибираємо потрібний символ і натискаємо Вставить. Над таблицею символів розташована таблиця шрифтів.
69422. Друк документів в Word. Стилі документів 99.29 KB
  Для отримання твердої копії можна скористатись кнопкою піктографічного меню яка забезпечує швидкий спосіб друкування але має суттєвий недолік друкується увесь документ або виконати команду File Файл Print Печать.
69423. Робота з об’єктами в текстовому редакторі Word. Форматування об’єктів 113.32 KB
  У Word передбачені опції для форматування різноманітних елементів документа символів абзаців сторінок і розділів. При форматуванні символа будьякі типи форматування будуть застосовуватися до всіх символів виділеної частини тексту чи до всіх символів що будуть введені після...
69424. Сортування і фільтрація даних в Excel 181.22 KB
  Сортування може відбуватися за двома напрямками: за збільшенням значення ключової ознаки; за зменшенням значення ключової ознаки. Сортування даних по одній графі Наприклад необхідно впорядкувати список студентів за алфавітом.
69425. Послуги комп’ютерних мереж. Світова глобальна комп’ютерна мережа Internet 30.77 KB
  Internet утворює немовби ядро яке забезпечує взаємодію інформаційних мереж що належать різним установам у всьому світі. Таким чином Internet можна розглядати як деякий глобальний інформаційний простір.
69426. Загальна схема ПЗ. Операційні системи 17.36 KB
  Команди всіх операційних систем призначені для створення знищення копіювання переміщення файлів тощо. Операційна система стежить щоб ці помилки не були фатальними ні для файлів користувача ні для комп’ютерної системи вцілому.
69427. Структура MS-DOS. Особливості організації файлової системи 18.85 KB
  Операційна система виконує такі функції: керування пам’яттю введенням-виведенням файловою системою взаємодією процесів; захист інформації; облік використання ресурсів оброблення командної мови; виявлення різних моментів що виникають у процесі роботи і відповідну реакцію...
69428. Команди для роботи з файлами та каталогами в MS-DOS 20.09 KB
  Існує два типи команд операційної системи MS DOS: внутрішні та зовнішні. Внутрішні команди – це найпростіші та найчастіше використовувані команди системи. Вони є частиною командного процесора COMMAND.COM і завантажуються...
69429. Код Хаффмена 74.5 KB
  Все кодируемые сообщения источника располагаются в столбец по убывающим вероятностям. Затем два наименее вероятных сообщения расположенных в последних строках столбца объединяются в одно которому приписывается суммарная вероятность.