專利名稱：用于噪聲試驗能力驗證的聲源發生器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種聲源發生器，特別是一種用于噪聲試驗能力驗證的聲源發生器。
背景技術：
能力驗證是通過實驗室間比對，綜合評價參加實驗室的工作質量，保證實驗室結果的可比性和有效性。IS0/IEC 17043,3. 7標準把能力驗證定義為利用實驗室間比對，按照預先確定的準則評價參加者的能力。能力驗證是認可機構加入和維持國際相互承認協議(MRA)的必要條件之一。能力驗證物品是用于能力驗證的樣品、產品、人工制品、標準物質/標準樣品、設備部件、測量標準、數據組或其他信息。能力驗證樣品是能力驗證物品的一種。能力驗證樣品的一致性(即均勻性和穩定性)對利用實驗室間比對進行能力驗證至關重要， 除了要求具有特殊目的而設計的特定結構、試驗功能外，還應具備易于制造、成本較低，同批次產品一致性高、穩定性好，擁有一定的耐用性能，操作簡便，易于運輸等特點。此外，由于參與試驗室的數量較多及能力驗證活動的周期性，還應考慮到樣品結構類型或性能指標的可擴展性，以避免在能力驗證活動中由于使用相同指標的標準樣品而造成外部申請實驗室串通現象的發生，降低能力驗證活動的社會可信度。噪聲試驗主要測量空氣聲，應用領域涉及環保執法、衛生防疫等公共領域，各實驗室的噪聲試驗能力是防止聲污染傳播的重要保障，因此保證噪聲試驗工作的質量是至關重要的。目前噪聲試驗主要采用聲壓法測定聲功率級的方法，其能力驗證是通過使用聲級計采樣同款聲源發生器發出的聲信號，并對其在自由聲場中的頻率計權特性進行校準，判斷實驗室從事聲級計校準活動的能力以及檢查實驗室能力的持續狀況，這樣，作為能力驗證樣品的聲源發生器對是否能正確驗證實驗室噪聲實驗能力就顯得尤為關鍵，其影響噪聲能力驗證考量的指標主要有兩個一個是聲源聲功率量級總值的大小，另一個是聲源寬頻帶頻響特性的一致性。現有技術中，與能力驗證要求比較接近的噪聲試驗儀器是“標準聲源”。標準聲源一般由信號發生器、功率放大器和揚聲器組成，它具有穩定的聲功率輸出，可發出寬帶頻譜的噪聲和倍頻帶噪聲，精度高，性能優，一般用于聲學試驗室的內部性能測試，是一種具有穩定的聲功率輸出、寬帶頻譜的聲源，且在聲功率的短時穩定性和重復性、頻譜特征等方面應滿足相應的標準要求，經過實驗室嚴格檢定和校準后的標準聲源經常被用于比較法測定機器或設備的噪聲聲功率級，也可以用來測定房間的吸聲、隔聲量及房間的混響時間。其設計標準是“具有穩定的聲功率輸出，寬帶頻譜的聲源。在100 10000Hz的范圍內所有1/3倍頻帶聲功率組的最大和最小差值應在12dB之內，相鄰兩個1/3倍頻帶聲功率級偏差不超過±3dB，任何I/倍頻帶的指向性指數不超過9dB”。目前使用的標準聲源一般為可移動的電動源、氣動源或機械源等發生裝置。標準聲源用作噪聲試驗能力驗證樣品，主要存在以下不足1、價格高昂，動輒數萬元，不適合能力驗證活動要求的成本低廉、可大規模開展的要求；2、音量調節開關外露，聲功率標定值公開，不能掩蔽其設定值，不能滿足能力驗證活動對所檢參數指標的保密性要求；3、音量調節開關為普通手動旋轉式旋紐，輕微觸碰或運輸途中設定值易飄移，不能適應能力驗證活動要求的易于運輸的條件；4、聲源類型上一般只有粉紅噪聲一種，不可選擇聲源類型，聲源類型單一；5、其組成結構上，將控制和電路部分(如信號發生器、功放)與發聲單元(揚聲器)分開設計，非集成一體式，使用時需重新組裝和調整，不易使用，不適合作為能力驗證活動物品；6、聲功率頻譜雖具一致性但其量級大小是唯一固定值，不可調，且行業內均知道該結果，不能滿足能力驗證的要求。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種用于噪聲試驗能力驗證的聲源發生器，能夠以較低的成本實現適于噪聲試驗能力驗證使用的聲源輸出。本實用新型是通過以下技術措施實現的—種用于噪聲試驗能力驗證的聲源發生器，包括箱體、用于產生特性聲源信號的 聲音芯片、用于放大聲音信號功率的后級功率放大器、喇叭、用于輸出聲音芯片工作控制信號的觸發開關、用于調節聲源發生器輸出聲功率的總音量調節按鈕和為聲源發生器提供合適工作電壓的電源管理模塊；所述觸發開關連接到聲音芯片的工作控制端，聲音芯片的輸出端通過后級功率放大器連接到所述喇叭的輸入端，所述總音量調節按鈕連接到所述后級功率放大器的工作控制端，所述聲音芯片、后級功率放大器、喇叭、觸發開關和電源管理模塊均集成安裝于所述箱體內，所述總音量調節按鈕采用暗裝方式安裝于所述箱體內。作為本實用新型的一種實施方式，還包括兩面噴有黑漆的中纖板和在側面開有相應通孔的鋁合金外殼；所述聲音芯片、后級功率放大器和電源管理模塊支承于中纖板上，中纖板安裝于鋁合金外殼內，所述電源管理模塊的供電接口、開關穿過所述鋁合金外殼上的通孔，所述鋁合金外殼安裝于所述箱體的內頂面。作為本實用新型的一種實施方式，所述喇叭為全頻帶喇叭。作為本實用新型的一種實施方式，所述總音量調節按鈕為帶有鎖止扭矩的電位器。相比于現有技術，本實用新型具有以下有益效果I、本實用新型的聲源發生器采用芯片設計，故而在做到一批樣品的頻率響應曲線一致，滿足能力驗證對聲功率級一致性和聲源噪聲頻響特性一致性的前提條件下，本實用新型聲源發生器的成本更低；2、本實用新型聲源發生器設定的發聲功率值不是公開的，且聲功率調節采用暗裝方式，便于試驗、操作、調整和固定所需的聲功率值；3、本實用新型聲源發生器頻率范圍能有效覆蓋大多數發聲電器產品的頻率范圍，適于電器產品能力驗證使用；4、本實用新型聲源發生器集成聲音芯片、后級功率放大器、喇叭和電源管理模塊為一體，進一步縮小了樣品尺寸，減小樣品體積和重量，便于在能力驗證實施中的樣品運輸;5、本實用新型聲源發生器在結構上為其設定值保密、音量調節不易松動并可調整聲功率大小，結構上為集成一體式，插電即可使用，操作簡便，成本低廉。以下結合附圖
和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明圖I為本實用新型聲源發生器的電路原理框圖；圖2為本實用新型聲首芯片的電路原理圖；圖3為本實用新型聲源發生器的結構示意圖；圖4為本實用新型聲源發生器的整體布局圖；圖5為本實用新型聲源發生器的線路裝配示意圖。
具體實施方式
圖I示出了本實用新型聲源發生器的一個具體實施例，包括聲音芯片、后級功率放大器、喇叭、電源管理模塊、觸發開關和總音量調節按鈕。電源管理模塊的電壓輸出端連接到聲音芯片和后級功率放大器的供電端，分別為聲音芯片和后級功率放大器配置合適的工作電壓，電源管理模塊從外部獲得電輸入，其額定輸入電壓為交流200V，50Hz。這樣，集成聲音芯片、后級功率放大器、喇叭和電源管理模塊為一體，能有效減小能力驗證樣品的體積和重量，以便于在能力驗證實施中的樣品運輸。觸發開關與聲音芯片的工作控制端相連接，聲音芯片的輸出端連接到后級功率放大器的輸入端；按下觸發開關，聲音芯片以50Hz的頻率輸出粉紅噪聲信號，該粉紅噪聲信號覆蓋1/3倍頻程中心頻率125 8，OOOHz范圍，能夠有效覆蓋大多數發聲電器產品的頻率范圍，并保證同一批能力驗證樣品的頻率響應曲線一致，滿足聲源噪聲頻響一致性的要求。總音量調節按鈕與后級功率放大器的工作控制端相連接，后級功率放大器的輸出端連接到喇叭的輸入端；按動總音量調節按鈕，后級功率放大器相應地放大由聲音芯片輸入的粉紅噪聲，并控制喇叭發聲，發聲音量可根據能力驗證試驗的需要用總音量調節按鈕作出調整，設定好后，后級功率放大器的輸出功率即鎖定，不可變更，其聲功率總值級誤差可控制在±0. 5dB以內，使得作為同一批能力驗證樣品的聲源發生器的聲功率級值滿足一致性的要求。其中，上述聲音芯片采用型號為H6161P的聲音芯片(如圖2所示)，它具有24個I/0 口、IK Bytes的RAM存儲容量和IM-Bit的ROM存儲容量，可植入能力驗證所需的各類型聲源，如粉紅噪聲。上述電源管理模塊通過型號為6003DP的變壓器獲得合適的電源電壓，該變壓器的輸入電壓為通用的220V交流電，并為所述聲音芯片提供9V、300mA的電壓，和為所述后級功率放大器提供兩路15V的電壓。上述喇叭采用全頻帶喇叭，其頻響范圍為70Hz_10kHz，輸入電壓為70V-100V，阻抗為8 Q，靈敏度為90dB，失真度小于0. 3%，功率為15W，滿足噪聲能力驗證需要的寬帶頻譜要求，能保證1251，OOOHz范圍內的粉紅噪聲信號均能正常通過喇叭發聲，并且能取代以往標準聲源使用的高、低音喇叭組合，進一步縮小了能力驗證樣品的尺寸，減小樣品體積和重量，便于在能力驗證實施中的樣品運輸。上述總音量調節按鈕不選用一般的旋紐開關，而是選擇帶有一定鎖止扭矩的電位器，采用暗裝方式，需用工具，如螺絲刀進行整定，可以采用型號為R161NG1的電位器，它的旋轉/鎖止扭矩為20 150gf cm，不易松動，可避免運輸途中的振動對設定值大小的影響。如圖3和圖4所示，上述圖I所示實施例的聲源發生器，在結構上將聲音芯片、后級功率放大器、電源管理模塊、喇叭I、開關電源變壓器2、總音量調節按鈕3和觸發開關4集成安裝在一個箱體內，組成一體式結構，使用時無需組裝，即插即用；并且在外殼面板上不標示刻度值，設計者可預先通過調整暗裝的總音量調節按鈕3獲得所需音量大小，起到保密功能，其采用12mm厚 的中纖板作為支承，該中纖板兩面噴有黑漆，元件安裝面還覆蓋有一層面漆，聲源發生器安裝在中纖板的元件安裝面上，安裝好元件的中纖板固定在鋁合金外殼之中，該鋁合金外殼在相應的位置設有喇叭發聲通孔、觸發開關通孔、電源輸入接口通孔和電源開關通孔，它們均設置在鋁合金外殼的側面，以便于操作，但聲源發生器的總音量調節按鈕3采用暗裝方式，在鋁合金外殼上并不設置通孔，以便于能力驗證的組織方試驗、操作、調整和固定所需的聲功率值，同時能掩蔽該聲功率的設定值，而不被參加能力驗證的實驗室所知，保證能力驗證的公正性。經測試，本實施例的聲源發生器的設計制造基本參數為額定功率15W，額定電壓:220V，喇叭阻抗:8Q，頻率范圍:100 IOkHz，靈敏度:90dB，失真度<0. 3%，芯片RAM IK Bytes,聲源粉紅噪聲,編程循環播放程序，整機尺寸312mmX 145mmX 123mm,整機重量2. 55kg。本實施例的聲源發生器能達到的性能指標為(1)可輸出寬帶頻譜的聲源，頻率范圍100 10000Hz ;(2)具有穩定的聲功率輸出，在額定功率下，變化不超0. 5dB ;(3)根據能力驗證要求的不同，可植入所需的特性聲源，如選用粉紅噪聲源；(4)聲功率大小可由組織方標定并且其值保密。根據上述實施例的聲源發生器的連接方式及其元器件的整體布局，其線路裝配示意圖如圖5所示，從圖中可以看出，本實施例的聲源發生器線路連接簡潔，這樣，能有助于簡化聲源發生器的制備步驟，本實施例的聲源發生器可以采用以下步驟裝配將喇叭定位板平放；把喇口入對準定位板的喇口入孔位，用4* 12大扁十字自功螺絲固定好；把功放板放在定位板上，用4*8大扁十字自功螺絲固定好；把電源變壓器放好位置，用4*12大扁十字自功螺絲固定好；檢查各組件是否堅固或不到位，螺絲有無漏打；將電位器板對準孔位； 用電位器螺絲在、固定電位器板；把電位器調到最小，安裝好電位器旋鈕；整理好各種線材，根據標識插好各種線材，綁好束線帶；裝上上下蓋，以及鋁合金外殼，固定好；檢查各組件是否堅固或不到位，螺絲有無漏打。本實用新型聲源發生器應用于電器產品的噪聲試驗(聲壓法測定聲功率級)能力驗證試驗中，實驗步驟如下I)準備就序后，將聲源發生器的發聲方向(詳見樣品標識)設置為垂直于反射面向上；[0048]2)按半球測 量表面布點，第I點的布置方位見樣品標識；3 )給樣品即聲源發生器通電(220 ± 5V，50Hz )，按下觸發開關(詳見樣品標識)，樣品開始正常工作，工作穩定后進行噪聲測量；4)使用噪聲測試儀器測量并記錄數據。上述噪聲試驗(聲壓法測定聲功率級)能力驗證的試驗方法，要求整個測試過程中對樣品輕拿輕放，防止碰撞或跌落。本實用新型的實施方式不限于此，根據上述內容，按照本領域的普通技術知識和慣用手段，在不脫離本實用新型上述基本技術思想前提下，本實用新型還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更，均可實現本實用新型目的。
權利要求1.一種用于噪聲試驗能力驗證的聲源發生器，其特征在于包括箱體、用于產生特性聲源信號的聲音芯片、用于放大聲音信號功率的后級功率放大器、喇叭、用于輸出聲音芯片工作控制信號的觸發開關、用于調節聲源發生器輸出聲功率的總音量調節按鈕和為聲源發生器提供合適工作電壓的電源管理模塊；所述觸發開關連接到聲音芯片的工作控制端，聲音芯片的輸出端通過后級功率放大器連接到所述喇叭的輸入端，所述總音量調節按鈕連接到所述后級功率放大器的工作控制端，所述聲音芯片、后級功率放大器、喇叭、觸發開關和電源管理模塊均集成安裝于所述箱體內，所述總音量調節按鈕采用暗裝方式安裝于所述箱體內。
2.根據權利要求I所述用于噪聲試驗能力驗證的聲源發生器，其特征在于還包括兩面噴有黑漆的中纖板和在側面開有相應通孔的鋁合金外殼；所述聲音芯片、后級功率放大器和電源管理模塊支承于中纖板上，中纖板安裝于鋁合金外殼內，所述電源管理模塊的供電接口、開關穿過所述鋁合金外殼上的通孔，所述鋁合金外殼安裝于所述箱體的內頂面。
3.根據權利要求I或2所述用于噪聲試驗能力驗證的聲源發生器，其特征在于所述喇叭為全頻帶喇叭。
4.根據權利要求I或2所述用于噪聲試驗能力驗證的聲源發生器，其特征在于所述總音量調節按鈕為帶有鎖止扭矩的電位器。
專利摘要本實用新型公開了一種用于噪聲試驗能力驗證的聲源發生器，包括箱體、用于產生特性聲源信號的聲音芯片、用于放大聲音信號功率的后級功率放大器、喇叭、用于輸出聲音芯片工作控制信號的觸發開關、用于調節聲源發生器輸出聲功率的總音量調節按鈕和為聲源發生器提供合適工作電壓的電源管理模塊；所述聲音芯片、后級功率放大器、喇叭、觸發開關和電源管理模塊均集成安裝于所述箱體內，所述總音量調節按鈕采用暗裝方式安裝于所述箱體內；本實用新型的聲源發生器能夠以較低的成本實現適于噪聲試驗能力驗證使用的聲源輸出。
文檔編號G10K9/12GK202383993SQ201120437359
公開日2012年8月15日 申請日期2011年11月8日 優先權日2011年11月8日
發明者劉國榮, 張春英, 朱珈, 謝浩江, 鐘志剛, 陳偉升, 陳鈞 申請人:威凱檢測技術有限公司