давления понимается зависимость от частоты амплитуды звукового давления, развиваемого телефоном либо на входе слухового канала, либо на барабанной перепонке, при подведении к телефону напряжения постоянного значения синусоидальной формы или полосового шума. Под уровнем звукового давления понимается двадцать десятичных логарифмов отношения модуля звукового давления к давлению 2-10-= Па.

Измерение амплитудно-частотной характеристики звукового давления или уровня звукового давления телефонов производится с помощью установки Искусственное ухо (ИУ). Конструкция и параметры ИУ соответствуют требованиям МЭК публикация 318 [5.6]. Схематический поперечный разрез ИУ представлен на рис. 5.9,с. Искусственное ухо представляет собой камеру.

65Ом КЗ том С1Ш=¥тикФ i ШООмГи

С21У2)ттФ jS.X мкФ

Рис. 5.9. Схематический поперечный разрез установки Искусственное ухо (а) и его электрическая эквивалентная схема (б):

/ - измерительный микрофон; 3 - входная камера; 3 - конусное адаптерное кольцо; 4 - камера; 5 - основание; 6 - крепежные винты; 7 - регулировочные винты

состоящую из трех полостей, соединенных между собой через узкие щели и отверстия. Объемы полостей соответственно равны: Vi=2,5 см 12=1,8 см, 13=7,5 см. В ИУ входит измерительный конденсаторный микрофон (приемник звукового давления). Эквивалентная электрическая схема ИУ показана на рис. 5.9,6. Модуль полного входного сопротивления ИУ в диапазоне частот 50... 10 ООО Гц соответствует модулю входного сопротивления среднего человеческого уха. Охватывающие, прижимные и вкладные телефоны по-разному устанавливаются на адаптерное кольцо ИУ. Способы установки телефонов показаны на рис. 5.10.

Рис. 5.10. Способы установки телефонов иа Искусственное ухо : а) установка охватывающих телефонов; б) установка прижимных телефонов; в) установка

вкладных телефонов:

/ - Искусственное ухо ; 2-плоское адаптерное кольцо; 3 -телефон; 4 -конусное адаптерное кольцо, 5 -иасадка

г Измерение ЧХЗД производится по структурной схеме, показанной на рис. 5.11,0. Синусоида.пьный сигнал от генератора 2 подается на испытуемый телефон 5, установленный на входе ИУ. Контрспь подводимого напряжения осуществляется с помощью вольтметра 4. .вуковое давление, развиваемое

Рис. 5.11. Схема измерения частотной характеристики звукового давления телефона: с) на синусоидальном сигнале:

/ - регистрирующее устройство; 2 -генератор ГНИ; 3 -усилитель мощности; 4 -злек-троиный вольтметр; 5 - телефон; 6 - Искусствеииое ухо ;, 7 - микрофонный усилитель

б) на частотно-модулированном сигнале:

1 - генератор ГНИ; 2 - усилитель мощности; 3 - вольтметр; 4 - телефон; 5 - Искусственное ухо-, 6 - микрофонный усилитель; 7 - регистрирующее устройство; в - вольтметр; Р -генератор ГНИ; /О - частотомер

в) на шумовом сигна.пе: / - генератор шума; 2 - фильтр; 3 - усилитель мощности; 4 - вольтметр; 5 -телефон; 6 - Искусственное ухо ; 7 - микрофонный усилитель; в - регистрирующее устройство

телефоном в камере ИУ, преобразуется микрофоном в напряжение, которое усиливается микрофонным усилителем 7 и регистрируется на самописце /, Запись производится в логарифмическом масштабе при постоянстве напряжения на входе телефона. Запись ЧХЗД можно производить и при подведении шумового сигнала.

Форма ЧХЗД телефонов при измерении синусоидальным сигналом искажается за счет появления пиков и провалов в высокочастотной области из-за возникновения стоящих волн в ИУ иЛи в объеме амбушюра (у телефонов закрытого типа) на частотах, где длина волны становится сравнимой с внутренним диаметром амбушюра или расстоянием между излучающей поверхностью телефона и мембраной микрофона ИУ. Сгладить форму кривой ЧХЗД можно, если производить измерения на частотно-модулированном или шумовом сигнале.

Схема измерения частотной характеристики звукового давления телефона при подведении частотно-модулированного сигнала показана на рис. 5.11.6. На телефон подают частотно-модулированный сигнал и иа частоте 500 Гц выставляют напряжение значением, соответствующим уровню звукового давления 94 дБ. С генератора 9 подают на управляющий вход генератора / напряжение, частота которого ниже нижней граничной частоты телефона, а пиковое значение напряжения вычисляют по формуле

V = 2\ghlh. (5-1)

где /о, fl - частоты, отличающиеся друг от друга на октаву или на треть октавы, Гц,

При усреднении в третьоктаве действующее значение управляющего (моделирующего) напряжения равно 0,07 В, а в октаве 0,21 В.

Схема измерения ЧХЗД телефонов при подведении шумового сигнала показана на рис. 5.11,е. С шумового генератора / на вход полосового фильтра 2 подают розовый шум. Сигнал с усилителя мощйости 3 поступает на телефон 5. Контроль подводимого напряжения осуществляется вольтметром 4. Телефон установлен на ИУ 6. Звуковое давление, развиваемое телефоном, преобразуется микрофоном ИУ в напряжение, усиленное микрофонным усилите.пем и регистрируется самописцем 8. ЧХЗД усредняется в октавном или третьоктавном диапазоне.

Уровень звукового давления определяется по ЧХЗД на частоте 500 Гц по формуле

L = 20Igf AJ y-/C, (5.2)

где и - напряжение, регистрируемое самописцем, мВ; Миу - чувствительность ИУ, мВ/Па, К-коэффициент уси.пения микрофонного усилителя.

Кроме уровня звукового давления по записанной кривой можно определить неравномерность ЧХЗД и среднее звуковое давление в заданном диапазоне частот.

Неравномерность ЧХЗД - это разность между максимальным и минимальным значениями уровней звукового давления в номинальном диапазоне частот

N = 20lgUmax/Umin. (5-3)

где Umax, fmtn - напряжение на выходе ИУ, соответствующее максимальному и минимальному уровню звукового давления в номинальном диапазоне частот, мВ.

Номинальный диапазон частот - это диапазон частот, устанавливаемый изготовителем, в котором выполняются все технические требования, заложенные в научно-технической документации на телефон.

Среднее звуковое давление в заданном диапазоне частот

Pcp=otp/n, (5.4)

где Сг - коэффициент, определяющий, во сколько раз звуковое давление, развиваемое телефоном на заданной частоте, больше или меньше 1 Па; р - звуковое давление, равное 1 Па; п - число частот, выбранных в данном диапазоне.

Разность уровней звукового давления между правым и левым телефоном пары

AyV = 201gp,p p/p,p , (5.5)

При установившемся производстве и строгом соблюдении технологии изготовления стереофонических телефонов, качество звучания которых отрабатывается на стадии изготовления опытной партии, а следовательно, и устанавливается тенденция ЧХЗД, требования к неравномерности ЧХЗД заменяются требованиями иа отклонения от типовой ЧХЗД. Типовая ЧХЗД является средней ЧХЗД данной модели телефона. При расчете типовой ЧХЗД поле допусков задается так, чтобы отклонение от нее не оказывало существенного влияния на качество звучания телефона. Конструкция и акустические свойства установки Искусственное ухо лишь приблизительно соответствуют условиям размещения телефона на человеческом ухе, в связи с этим корреляция между результатами измерений на ИУ и субъективной оценкой качества звучания относительно мала.

В связи с этим Международный стандарт МЭК, публикация 581, часть 10, а также стандарт ФРГ ДИН 45 500, ч. 1 и 2, [5.7], реко.мендуют определять ЧХЗД стереотелефоиов методом сравнения громкости в свободном звуковом поле сигналов от громкоговорителя и телефонов, надетых на уши эксперта.