專利名稱：一種麥克風固有噪聲電壓的測試方法及測試裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種麥克風固有噪聲電壓的測試領域。
背景技術：
對麥克風的等效噪聲級和信噪比的測量主要測量麥克風的固有噪聲電壓和靈敏度，但是通常靈敏度比較容易測量，所以重點在于精確測量出固有噪聲電壓。
現有的測試方法是把整個麥克風放入消聲室內，用密閉電纜將麥克風輸出信號饋給低噪聲測量放大器，測出傳聲器的固有噪聲電壓，即加A計權，然后再計算等效噪聲級和信噪比。由于麥克風的固有噪聲主要是膜片的熱躁動，或是有源部分的電噪聲引起的，是在麥克風的受聲面上沒有受到任何聲波的作用的情況下測量得到，所以一般在隔聲裝置內測量，如消聲室內，對其的基本要求是必須保證到達麥克風膜片的大氣噪聲低于測量的噪聲。這就需要非常良好的隔聲和隔震設備。但是一般都采用彈簧或氣泵兩種減震方法，這兩種方法比較難以制作和實現，對較低頻率的隔離效果較差。消聲室的設計對材料要求也非常嚴格，其設計方案就算在其它系統非常精確的情況下，也不能完全隔離聲波，即很難達到理論上沒有受到任何聲波的要求。這種系統復雜、尺寸大、成本高的測試方案，僅適合實驗室使用，不適合廠線等大批量測試場合。因而，如何找出一種使測試系統更簡單，測試成本更低廉，適合廠線等噪聲大且需要大批量測試場合的測試方法值得人們研究。

發明內容本發明為解決現有技術中測試系統復雜、不適合廠線等大批量測試場合的不足，而提供一種麥克風固有噪聲電壓的測試方法及該測裝置?！N麥克風固有噪聲電壓的測試方法，該方法包括如下步驟提供麥克風和真空箱，將所述麥克風放置在真空箱內，然后利用真空泵將所述真空箱內的空氣抽出形成真空環境；提供低噪聲放大器，利用密閉電纜將所述麥克風的輸出信號饋給低噪聲放大器；提供測量儀器，所述測量儀器接收低噪聲放大器的電信號，然后測量出麥克風的固有噪聲電壓。優選的，將所述麥克風的固有噪聲電壓進行加A計權。一種應用該測試方法的設備，其包括用于容納麥克風的真空箱、與該真空箱連接并用于抽出真空箱內空氣的真空泵、接收該麥克風輸出信號的低噪聲放大器、以及接收低噪聲放大器電信號以用于測量出麥克風固有噪聲電壓的測量儀器。優選的，該測試裝置還包括一減振臺，所述真空箱設置在減振臺上。本發明提供的方法使用真空箱，容易實現低噪聲的測試要求，更加符合測試原理要求，并且真空箱的尺寸不受聲學結構影響，完全根據麥克風的大小設計，極大地減少了測試系統的尺寸，使測試系統更簡單，適合廠線等噪聲大且需要大批量測試場合。
圖I為本發明麥 克風固有噪聲電壓的測試方法的結構示意圖。
具體實施方式下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步說明。本發明是從麥克風固有噪聲電壓測試的原理出發，既要求麥克風的受聲面上沒有受到任何聲波的作用，所以，我們從切斷聲波傳入麥克風的途徑入手。由于聲波是機械波，必須依靠彈性媒質的振動來傳播，而在真空箱中抽去作為彈性媒質的空氣，聲波則無法傳播，這樣很好地隔絕了外界環境噪聲的干擾，使麥克風膜片上的大氣聲壓接近為零，從而完全滿足理論的測試要求。實際上，麥克風的膜片上沒有聲波作用時，仍然會有一定的噪聲電壓輸出，稱為麥克風的固有噪聲電壓，常用等效噪聲級來衡量。等效噪聲級來衡量是指假定有一聲波作用在麥克風上所產生的輸出電壓，同麥克風固有噪聲產生的輸出電壓相等，該聲波的聲壓級等于麥克風的等效噪聲級。所述等效噪聲級的計算公式為Lin= 20Ig (UA/Mp0) (O. I)其中Ua為A計權測得的麥克風的固有噪聲產生的輸出電壓，單位為V ；M為麥克風的靈敏度，單位為V/Pa;P。為常量，等于20 μ Pa ;把式(O. I)化簡得Lin = 201 g Ua-20 I g (M/M0) —201 g p0= 201g UA-201g(M/M0)+94dB (0.2)其中201gUA為麥克風的固有噪聲電壓級(加A計權);201g(M/MQ)為麥克風靈敏度級；Mtl為基準常量，等于lV/Pa ;麥克風的信號噪聲比，即麥克風的信噪比SNR，指的是單位聲壓(通常頻率為1kHz，聲壓為IPa)作用下，麥克風的輸出信號電壓，與無聲壓作用時，麥克風輸出的噪聲電壓之比，并用分貝表示，如式O. 3所示SNR = 20P' =94-Lin(O. 3)
Ua其中M為麥克風的靈敏度，單似為V/Pa ;Pc為基準常量，等于IPa ；由公式(O. 2)和公式(O. 3)可知，為了得到麥克風的等效噪聲級和信噪比，我們只需要測量Ua(固有噪聲電壓)和M(靈敏度)，但M(靈敏度)的測量對測量系統的要求較低，較易測定，而Ua(固有噪聲電壓)的測量必須要求在本底噪聲很低得測試環境下測量，如夜間的消聲室，或者在隔聲裝置中測量，保證到達麥克風膜片的大氣噪聲低于測試噪聲。所以，低噪聲環境的建立是麥克風固有噪聲電壓測試的關鍵。為了模擬人耳在不同頻率有不同的靈敏性，在聲級計內設有一種能夠模擬人耳的聽覺特性，把電信號修正為與聽感近似值的網絡，該網絡叫計權網絡。通過計權網絡測得的聲壓級已不再是客觀物理量的聲壓級，而是經過聽感修正的聲壓級，叫作計權聲級或噪聲級。計權網絡一般有A、B、C三種。A計權聲級是模擬人耳對55dB以下低強度噪聲的頻率特性。所以，本發明使用的是A計權網絡，即所述麥克風的固有噪聲電壓加A計權測得的。所以，本發明提供了一種麥克風固有噪聲電壓的測試方法及測試裝置，應用該測試方法所需要的測試裝置包括用于容納麥克風3的真空箱I、與該真空箱I連接并用于抽出真空箱I內空氣的真空泵2、接收該麥克風3輸出信號的低噪聲放大器4、以及接收低噪聲放大器4電信號以用于測量出麥克風3固有噪聲電壓的測量儀器5等等設備，為了盡量避
免外界振動的影響，還可以優選的設置一個采用彈簧減振方式的減振臺6，所述真空箱I設置在減振臺6上。該測試方法包括如下步驟提供麥克風3和真空箱1，將所述麥克風3放置在真空箱I內，然后利用真空泵2將所述真空箱I內的空氣抽出形成真空環境；提供低噪聲放大器4，利用密閉電纜將所述麥克風3的輸出信號饋給低噪聲放大器4;提供測量儀器5，所述測量儀器5接收低噪聲放大器4的電信號，然后測量出麥克風3的固有噪聲電壓。所述麥克風3的固有噪聲電壓為加A計權測得。在本發明中，真空箱I的設計簡單，完全可以根據麥克風3的大小設計，極大地減少了整個測試系統的尺寸，因此，極大地降低了測試成本，并且特別適合廠線等噪聲大且需要大批量測試的場合。以上所述的僅是本發明的較佳實施方式，在此應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出改進，但這些均屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種麥克風固有噪聲電壓的測試方法，其特征在于，該方法包括如下步驟 提供麥克風和真空箱，將所述麥克風放置在真空箱內，然后利用真空泵將所述真空箱內的空氣抽出形成真空環境； 提供低噪聲放大器，利用密閉電纜將所述麥克風的輸出信號饋給低噪聲放大器； 提供測量儀器，所述測量儀器接收低噪聲放大器的電信號，然后測量出麥克風的固有噪聲電壓。
2.如權利要求I所述的一種麥克風固有噪聲電壓的測試方法，其特征在于將所述麥克風的固有噪聲電壓進行加A計權。
3.一種應用如權利要求I所述的測試方法的測試裝置，其特征在于，其包括用于容納麥克風的真空箱、與該真空箱連接并用于抽出真空箱內空氣的真空泵、接收該麥克風輸出信號的低噪聲放大器、以及接收低噪聲放大器電信號以用于測量出麥克風固有噪聲電壓的測量儀器。
4.如權利要求3所述的測試裝置，其特征在于該測試裝置還包括一減振臺，所述真空箱設置在減振臺上。
全文摘要
本發明提供一種麥克風固有噪聲電壓的測試方法及測試裝置，該方法包括如下步驟提供麥克風和真空箱，將所述麥克風放置在真空箱內，然后利用真空泵將所述真空箱內的空氣抽出形成真空環境；提供低噪聲放大器，利用密閉電纜將所述麥克風的輸出信號饋給低噪聲放大器；提供測量儀器，所述測量儀器接收低噪聲放大器的電信號，然后測量出麥克風的固有噪聲電壓。該方法使用真空箱，容易實現低噪聲的測試要求，更加符合測試原理要求，并且真空箱的尺寸不受聲學結構影響，完全根據麥克風的大小設計，極大地減少了測試系統的尺寸，使測試系統更簡單，適合廠線等噪聲大且需要大批量測試場合。
文檔編號H04R29/00GK102711029SQ201210004168
公開日2012年10月3日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者周琳, 張麗宏 申請人:瑞聲聲學科技(常州)有限公司, 瑞聲聲學科技(深圳)有限公司, 瑞聲聲學科技研發(南京)有限公司