3.2.27 коэффициент интермодуляционных искажений n-го порядка: Коэффициент нелинейных искажений, измеряемый при воздействии на микрофон звукового давления с частотами f1 и f2 при f1 << f2 и определяемый по спектральным компонентам с частотами f2 +/- (n - 1)f1, где n - любое целое число, кроме единицы.
Примечание - В качестве спектральной компоненты выходного сигнала, присутствующей в спектре воздействующего звукового давления, принимают спектральную компоненту с частотой f2.
3.5.28 суммарный коэффициент интермодуляционных искажений: Величина, равная корню квадратному из суммы квадратов коэффициентов интермодуляционных искажений всех порядков.
3.5.29 коэффициент разностного тона: Коэффициент нелинейных искажений, измеряемый при воздействии звукового давления с частотами f1 и f2 при f1 ~= f2 и определяемый по спектральной компоненте с частотой (f1 - f2).
3.5.30 динамический диапазон микрофона: Диапазон звуковых давлений, воспринимаемых микрофоном, нижний предел которого ограничен уровнем собственного шума микрофона, а верхний - уровнем предельного звукового давления, установленного в технической документации на микрофон.
3.5.31 уровень эквивалентного звукового давления, обусловленного внешними помехами или собственным шумом, дБ: Величина, равная двадцати десятичным логарифмам отношения напряжения на выходе микрофона, вызванного воздействием внешних помех или собственным шумом к напряжению, вызванному опорным звуковым давлением 2·10-5 Па.
3.5.32 уровень предельного звукового давления, дБ: Максимальный уровень звукового давления, при котором суммарный коэффициент гармонических искажений не превышает установленного в нормативно-технической документации значения.
3.6.1 общая погрешность: Относительная среднеквадратическая погрешность, равная корню квадратному из суммы квадратов суммарных погрешностей средств измерений и погрешности метода измерений.
3.6.2 суммарная погрешность средств измерений: Относительная среднеквадратическая погрешность, равная корню квадратному из суммы квадратов погрешностей средств измерений, входящих в данную измерительную схему.
Примечание - Эта погрешность не может быть уменьшена за счет количества измерений.
3.6.3 погрешность средств измерений: Относительная среднеквадратическая погрешность вольтметров, измерительного микрофона, микрофонного усилителя, звукомерной камеры и т.д.
Примечание - Если какая-либо из этих погрешностей задана границами возможных значений
где K - коэффициент, определяемый законом распределения.
При неизвестном законе распределения принимают
, что соответствует равновероятному закону распределения.3.6.4 относительная среднеквадратическая погрешность: Величина, вычисляемая по формуле
,где xi - результат i-го измерения;
n - число измерений;
- среднее арифметическое значение n измерений.Примечание - Эта погрешность характеризует повторяемость измерений при неизменных условиях. Для повышения точности измерений допускается производить многократные измерения, при этом возможно получить среднеарифметическое значение измеряемой величины с относительной среднеквадратической погрешностью S0, вычисляемой по формуле
.4.1.1 Следующие климатические условия испытаний являются нормальными:
- температура воздуха от 15 °C - 35 °C;
- относительная влажность 25% - 80%;
- атмосферное давление 863 - 1065 гПа.
4.1.2 Нормальные условия нагрузки выполняются, если микрофон испытывают в режиме холостого хода.
Допускается проводить испытания при номинальном сопротивлении нагрузки.
Акустические условия должны контролироваться в пределах рабочей области поля, имеющей форму сферы с центром в рабочем центре микрофона и радиусом не менее 0,1 м.
Условия свободного поля выполняются, если звуковое давление, измеренное измерительным микрофоном (приемником давления) на рабочем расстоянии, отличается от ожидаемого в свободном пространстве не более чем на:
+/- 3 дБ - на частотах до 100 Гц;
+/- 2 дБ - в диапазоне частот свыше 100 до 315 Гц;
+/- 1,5 дБ - на частотах свыше 315 Гц.
Условия свободного поля считают выполненными, если погрешность измерения, обусловленная отклонением от идеальных условий плоской или сферической волны, в рабочей области поля не превышают +/- 1,0 дБ в диапазоне частот измерений.
4.2.1.1 Условия свободного поля сферической звуковой волны
Условия свободного поля сферической звуковой волны можно получить в заглушенной звукомерной камере или в открытом пространстве.
Примечание - Пригодность камеры для испытаний проверяют по методике ГОСТ ISO 3745.
Условия свободного поля сферической звуковой волны выполняются, если:
1) размеры источника звука и микрофона незначительны по сравнению с длиной волны;
2) при сравнимых с длиной волны размерах микрофона и источника звука выполняются соотношения:
![]() где r - рабочее расстояние, м;
d - диаметр излучателя, м;
4.2.1.2 Условия свободного поля плоской звуковой волны
Рабочую область с условиями свободного поля бегущей плоской звуковой волны можно получить в установке "бесконечная труба", в звукомерной заглушенной камере или в открытом пространстве на достаточно большом расстоянии от источника звука.
Практически условия свободного поля плоской звуковой волны реализуются также в сферической звуковой волне на рабочих расстояниях, равных или превышающих половину длины волны низшей частоты измерения.
Условия диффузного поля выполняются, если на каждой частоте измерений напряжение на выходе испытуемого микрофона, установленного в любую точку поля и вращаемого в любой произвольно выбранной плоскости, изменяется не более чем на:
+/- 3 дБ - на частотах до 100 Гц;
+/- 2 дБ - в диапазоне частот свыше 100 до 315 Гц;
+/- 1,5 дБ - на частотах свыше 315 Гц.
Примечание - Условия диффузного поля могут быть реализованы в звукомерной реверберационной камере. Пригодность камеры для испытаний проверяют по методике ГОСТ Р ИСО 3741.
Общий уровень акустических и электрических помех при измерениях должен быть не менее чем на 12 дБ ниже суммарного уровня минимального сигнала и помех.
4.4.1.1 При испытании в звукомерной заглушенной камере микрофоны размещают в рабочей точке поля, где выполняются требования 4.2.1.
При измерении частотной характеристики чувствительности и характеристики направленности испытуемый микрофон располагают на рабочей оси громкоговорителя так, чтобы рабочее расстояние было (0,5 +/- 0,01), (1 +/- 0,01), (1,5 +/- 0,01) или (2 +/- 0,01) м для всех типов микрофонов, на нижней граничной частоте которых на данном расстоянии выполняются требования 4.2.1.
При испытаниях остронаправленных микрофонов рабочее расстояние должно не менее чем в пять раз превышать максимальный размер микрофона.
При испытаниях микрофонов ближнего действия и микрофонов для систем звукоусиления, расстояние между рабочими центрами излучателя и микрофона должно быть установлено в технической документации на микрофон.
При измерении частотной характеристики чувствительности микрофонов методом сравнения испытуемый и измерительный микрофоны устанавливают на минимальном расстоянии друг от друга, но так, чтобы изменение напряжения на выходе за счет взаимного влияния было не более 0,5 дБ на любой частоте. Микрофоны могут быть размещены как симметрично относительно рабочей оси громкоговорителя, так и друг за другом.
Допускается поочередная установка сравниваемых микрофонов в одну и ту же точку поля.
При измерении модуля полного электрического сопротивления электроакустическим методом рабочее расстояние должно быть не менее 0,5 м.
При измерении коэффициента интермодуляционных искажений и коэффициента разностного тона расстояние между рабочими центрами громкоговорителей и микрофонов выбирают из условия получения необходимого звукового давления, но не менее 0,3 м.
4.4.1.2 При испытании в установке типа "бесконечная труба" для определения частотной характеристики чувствительности на низких звуковых частотах измерительный и испытуемый микрофоны размещают в одной плоскости или друг за другом в середине рабочей части трубы так, чтобы изменение напряжения на выходе за счет взаимного влияния было не более 0,5 дБ на любой частоте.
Рабочее расстояние должно быть не менее двух диаметров трубы от рабочего центра громкоговорителя или дополнительного звукопоглощающего устройства, если оно установлено перед громкоговорителем.
Микрофон помещают в рабочей точке, где выполняются требования 4.2.2, но не ближе четверти длины волны (для нижней граничной частоты измерений) от отражающих поверхностей. Рабочее расстояние l, м, должно быть не более значения, рассчитанного по формуле
, (1)где V - объем помещения, м3;
T - стандартное время реверберации на средней частоте испытательного сигнала, с.
Расстояние между микрофонами выбирают по 4.4.1.1.
Допускается поочередная установка микрофонов в одну и ту же точку поля.
При измерении парафонической чувствительности испытуемый микрофон устанавливают на расстоянии, указанном в технической документации на микрофон, но не превышающем 0,05 м от рабочего центра излучателя типа "искусственный рот".
Расстояние от микрофона до отражающих поверхностей должно быть не менее 1 м.
Расстояние между внешней поверхностью микрофона и любой ограничивающей поверхностью должно быть не менее 0,25 м.
При измерениях в климатической камере испытуемый и рабочий измерительный микрофоны располагают симметрично относительно рабочей оси громкоговорителя на расстоянии не менее 0,2 м от него и на минимальном расстоянии друг от друга.
Расстояние от микрофона до отражающих поверхностей должно быть не менее 0,4 м.
4.5.1 При измерении модуля полного электрического сопротивления микрофона электрическим методом напряжение, подаваемое на микрофон, должно соответствовать напряжению холостого хода микрофона при воздействии звукового давления не более 20 Па.
4.5.2 При измерении электроакустических характеристик микрофона (кроме измерения нелинейных искажений) звуковое давление в рабочей точке поля должно быть в диапазоне 0,25 - 1,0 Па.
4.5.3 При измерении коэффициентов интермодуляционных искажений отношение звуковых давлений на низшей и высшей частотах в рабочей точке поля должно быть 4:1. Величины звуковых давлений устанавливаются в технической документации на микрофон.
4.5.4 При измерении коэффициента разностного тона звуковые давления составляющих частот должны быть одинаковы. Величины звуковых давлений устанавливаются в технической документации на микрофон.
4.5.5 При измерении коэффициента гармонических искажений звуковое давление устанавливается в технической документации на микрофон.
При измерениях на дискретных частотах и при определении средних значений частоты выбирают из ряда предпочтительных частот по ГОСТ 12090. Во всех случаях, кроме особо установленных, используют частоты предпочтительного ряда с интервалом в треть октавы. При измерении на граничных частотах номинального диапазона, предпочтительными являются частоты, отличающиеся от 1/3-октавного ряда на 1/6 октавы.
4.7.1 Погрешности определения чувствительности
+/- 1 дБ - на частотах до 5000 Гц;
+/- 1,5 дБ - на частотах свыше 5000 Гц.
+/- 1,5 дБ - на частотах до 100 Гц;
+/- 1,0 дБ - на частотах свыше 100 Гц.
4.7.1.3 Общая погрешность при соблюдении требований 4.7.1.1 и 4.7.1.2 для всех типов микрофонов должна быть не более:
+/- 2,0 дБ - на частотах до 100 Гц;
+/- 1,5 дБ - на частотах свыше 100 Гц.
При определении частотной характеристики микрофонов для углов относительно рабочей оси, близких к 180°, при синусоидальном сигнале общая погрешность должна быть не более +/- 6 дБ.
При определении модуля полного электрического сопротивления общая погрешность должна быть не более +/- 0,5 дБ.
--------------------------------
<1> Раздел введен дополнительно. См. приложение ДГ.
- диапазон частот не уже 20 - 20000 Гц;
- основная погрешность по частоте - не более +/- (0,01f + 2) Гц, где f - частота, отсчитываемая по шкале генератора, Гц;
- коэффициент гармоник при номинальной мощности - не более 1,5%;
- напряжение фона - не более 0,1% от номинального напряжения генератора;
- изменение уровня напряжения на выходе генератора при изменении частоты - не более +/- 0,5 дБ относительно уровня на частоте 1000 Гц.
Для испытаний микрофонов в более широком диапазоне частот допускается применять несколько генераторов. При этом их общий диапазон должен превышать номинальный диапазон частот испытуемого микрофона не менее чем на 20%.
При измерении коэффициента интермодуляционных искажений генератор должен иметь симметричный выход.
- непрерывный спектр в диапазоне частот не уже 20 - 20000 Гц;
- изменение уровня спектральной плотности мощности шумового сигнала на выходе генератора, измеренное анализатором гармоник с полосой анализа не шире 10 Гц, - не более 2,5 дБ;
- распределение мгновенных значений напряжения на выходе генератора - нормальное.
Для испытаний микрофонов в более широком диапазоне частот допускается применять несколько генераторов. При этом их общий диапазон частот должен превышать номинальный диапазон частот испытуемого микрофона не менее чем на 20%.
5.2.1 Полосовой фильтр должен удовлетворять требованиям ГОСТ 17168 для 1/3-октавных фильтров 2-го класса.
- полоса пропускания 177 - 2820 Гц (четыре октавы со среднегеометрическими частотами 250, 500, 1000 и 2000 Гц);
- неравномерность затухания в полосе пропускания - не более +/- 1 дБ;
- крутизна спадов на краях полосы пропускания - не менее 26 дБ/окт;
- затухание на частотах, отстоящих от граничных частот полосы пропускания на 1,5 октавы и более, - не менее 40 дБ.
- диапазон частот не уже 20 - 20 000 Гц;
- неравномерность частотной характеристики при нагрузке на активное сопротивление, равное номинальному сопротивлению громкоговорителя для испытаний микрофонов, - не более +/- 2 дБ относительно частоты 1000 Гц;
- номинальная мощность при испытаниях на синусоидальном сигнале - не менее двукратной мощности, необходимой для проведения испытаний, а при испытаниях на шумовом сигнале - не менее десятикратной мощности, необходимой для проведения испытаний;
- коэффициент гармоник усилителя, измеренный при нагрузке на громкоговоритель при мощности, необходимой для проводимых испытаний, - не более 2%;
- уровень собственного шума на выходе, измеренный по линейной шкале, - более чем на 60 дБ ниже номинального выходного напряжения.
Для испытаний микрофонов в более широком диапазоне частот допускается применять несколько усилителей. При этом их общий диапазон должен превышать номинальный диапазон частот испытуемого микрофона не менее чем на 20%.
- диапазон частот не уже 20 - 20000 Гц;
- неравномерность частотной характеристики - не более +/- 0,5 дБ относительно частоты 1000 Гц;
- при испытании микрофонов в режиме холостого хода входное сопротивление усилителя должно превышать модуль полного электрического сопротивления микрофона во всем диапазоне частот не менее чем в 20 раз;
- при испытании микрофонов на нагрузке, модуль ее входного сопротивления на частоте 1000 Гц должен быть равен сопротивлению номинальной нагрузки включаемого на вход усилителя микрофона с допускаемой погрешностью не более +/- 3%;
- изменение модуля входного сопротивления в зависимости от частоты - не более 5%;
- коэффициент гармоник - не более 0,5%;
- напряжение собственного шума и фона, приведенное ко входу, - не более 5 мкВ.
Для испытаний микрофонов в более широком диапазоне частот допускается применять несколько усилителей. При этом их общий диапазон должен превышать номинальный диапазон частот испытуемого микрофона не менее чем на 20%.
- диапазон частот не уже 20 - 20000 Гц;
- коэффициент усиления - от 0 до 120 дБ и должен изменяться ступенями по 10 дБ;
- напряжение собственных шумов и фона, приведенное ко входу усилителя, должно быть не более половины установленного в нормативной документации значения выходного напряжения собственного шума микрофона.
Усилитель должен содержать взвешивающий фильтр по характеристикам A, B или C в соответствии с требованиями ГОСТ Р 53188.1.
- диапазон частот не уже 20 - 20000 Гц;
- основная погрешность - не более +/- 2,5%;
- входное сопротивление - не менее 1 МОм.
5.4.2 Вольтметр для измерения шумовых сигналов должен быть прибором квадратичного типа и иметь следующие параметры:
- диапазон частот не уже 20 - 20000 Гц;
- основная погрешность - не более +/- 4%;
- входное сопротивление - не менее 1 МОм;
- динамические характеристики в режимах "медленно" и "быстро" должны соответствовать ГОСТ Р 53188.1.
5.5.1 Эталонный измерительный микрофон должен быть не ниже класса 0,5 по [1] с основной погрешностью не более +/- 0,5 дБ.
Диапазон частот измерительного микрофона должен быть не уже номинального диапазона частот испытуемого микрофона.
Микрофон должен быть аттестован и иметь свидетельство, в котором должна быть указана чувствительность по свободному или диффузному полю или чувствительность по давлению.
5.5.2 Рабочий измерительный микрофон для испытаний микрофонов-приемников давления и односторонне направленных должен быть не ниже класса 1,0 по [2].
Классификационную группу микрофона выбирают исходя из диапазона частот, который должен быть не уже номинального диапазона частот испытуемого микрофона. Микрофон должен иметь свидетельство об аттестации, в котором должна быть указана чувствительность по свободному или диффузному полю или чувствительность по давлению.
Допускается использовать в качестве рабочего измерительного микрофона направленный микрофон, однотипный с испытуемым, чувствительность которого определена с основной погрешностью не более +/- 1 дБ.
5.5.3 Рабочий измерительный микрофон для испытаний микрофонов-приемников градиента давления должен иметь следующие параметры:
- основная погрешность - не более +/- 1 дБ;
- диапазон частот - не уже номинального диапазона частот испытуемого микрофона.
Рабочий измерительный микрофон должен иметь свидетельство об аттестации, в котором должна быть указана чувствительность по свободному полю.
- номинальный диапазон частот - не менее чем на 10% превышающий номинальный диапазон частот испытуемого микрофона в области нижних и верхних частот;
- звуковое давление громкоговорителя на любой частоте на его рабочей оси на расстоянии 1 м от рабочего центра - не менее 0,5 Па при коэффициенте гармоник не более 5% на частотах до 50 Гц и 3% - на частотах свыше 50 Гц;
- смещение акустического центра излучения относительно рабочего центра - не более +/- 0,1 м;
- неравномерность частотной характеристики в номинальном диапазоне частот - не более 18 дБ.
Должно быть исключено излучение обратной стороны диффузора.
Допускается применять несколько громкоговорителей с ограниченным диапазоном частот. При этом перекрываемый ими диапазон частот и каждый из них должен соответствовать требованиям настоящего стандарта.
5.6.3 Громкоговоритель низкочастотный для измерения коэффициента интермодуляционных искажений и коэффициента разностного тона должен создавать звуковое давление не менее 20 Па на расстоянии 0,3 м от рабочего центра на нижней граничной частоте f1 испытуемого микрофона при коэффициенте гармоник не более 5%.
5.6.4 Громкоговоритель высокочастотный для измерения коэффициента интермодуляционных искажений и коэффициента разностного тона должен иметь следующие параметры:
- диапазон частот - от 6 f1 до f, где f - верхняя граничная частота испытуемого микрофона;
- звуковое давление на любой частоте диапазона частот на расстоянии 0,3 м от рабочего центра - не менее 5 Па при коэффициенте гармоник не более 5%.
Допускается применять несколько громкоговорителей с ограниченным диапазоном частот. При этом каждый из них должен соответствовать требованиям настоящего стандарта.
5.6.5 Громкоговоритель для испытаний микрофонов на влияние внешних условий и воздействий должен иметь следующие параметры:
- диапазон частот - не менее необходимого для испытаний;
- звуковое давление громкоговорителя на любой частоте на его рабочей оси на расстоянии 0,3 м - не менее 0,5 Па при коэффициенте гармоник не более 10%.
Должно быть исключено излучение обратной стороны диффузора громкоговорителя.
Допускается применять несколько громкоговорителей с ограниченным диапазоном частот. При этом каждый из них должен соответствовать требованиям настоящего стандарта.
- номинальный диапазон частот - не менее чем на 10% превышающий номинальный диапазон частот испытуемого микрофона в области нижних и верхних частот;
- акустическая мощность Pак, Вт, громкоговорителя при его номинальной мощности в любой из 1/3-октавных полос со среднегеометрической частотой f, входящих в номинальный диапазон частот, - не менее значения, рассчитанного по формуле
, (2)где V - объем испытательного помещения, м3;
T - стандартное время реверберации на частоте f, с;
n - число громкоговорителей, используемых при испытании;
- суммарный коэффициент шумовых искажений при номинальной мощности громкоговорителя - не более 5%.
Магазин сопротивлений и активное сопротивление должны обеспечивать возможность отсчета сопротивления с точностью до 1% величины измеряемого сопротивления.
Допустимое отклонение величины сопротивления от номинала при изменении частоты должно быть не более 2% в номинальном диапазоне частот.
- диапазон частот не уже 20 - 20000 Гц;
- погрешность частоты - не более +/- (0,01f + 5) Гц, где f - частота, отсчитываемая по шкале анализатора, Гц;
- погрешности отсчета напряжений - не более 1,5 дБ в диапазоне 10 - 50 Гц и 0,5 дБ в диапазоне 50 - 20000 Гц;
- динамический диапазон - не менее 80 дБ;
- полоса пропускания - не шире 10 Гц.
По остальным параметрам анализатор гармоник должен соответствовать требованиям ГОСТ 11859.
Примечание - Допускается применение измерителя суммарного коэффициента гармоник типа C6-1-1 или аналогичных ему по параметрам.
- диапазон частот не уже 500 - 20000 Гц;
- пределы измеряемых коэффициентов интермодуляционных искажений - от 1% до 30%;
- погрешность измерений - не более 10% величины коэффициента интермодуляционных искажений.
5.9.1 Установка для автоматической записи частотной характеристики чувствительности должна состоять из передающей части (звуковой генератор) и регистрирующего устройства и иметь следующие параметры:
- диапазон частот не уже 20 - 20000 Гц;
- непрерывный динамический диапазон - 10, 25 и 50 дБ. Допускается применять установки с непрерывным динамическим диапазоном 30 дБ;
- абсциссы на бланках регистрирующего устройства должны соответствовать частоте генератора с погрешностью не более +/- (0,025f + 2) Гц, где f - частота, отсчитываемая по шкале генератора, в Гц;
- погрешность регистрации уровня на синусоидальном или шумовом сигналах - не более +/- 0,5 дБ.
Соотношение скорости прохождения частотного диапазона и постоянной времени регистрирующего устройства должно обеспечивать запись частотных характеристик с крутизной фронта не менее 100 дБ/окт и выбираться из условия, чтобы уровень, полученный при непрерывной записи, не отличался от уровня, полученного в статическом режиме, более чем на +/- 0,5 дБ.
5.9.2 Установка для автоматической записи характеристики направленности микрофона должна состоять из поворотного и регистрирующего устройств и иметь следующие параметры:
- диапазон частот не уже 20 - 20000 Гц;
- поворотное устройство должно обеспечить возможность вращения испытуемого микрофона вокруг рабочего центра на угол от 0° до 360°;
- погрешность отсчета угла поворота - не более +/- 3°;
- погрешность регистрации уровня на синусоидальном или шумовом сигнале - не более +/- 0,5 дБ.
- соотношение скорости вращения и постоянной времени установки должно быть таким, чтобы уровень, полученный при непрерывной записи, не отличался от уровня, полученного в статическом режиме, более чем на +/- 0,5 дБ.
- диапазон частот не уже 20 - 20000 Гц;
- стабилизированное звуковое давление - в диапазоне 0,2 - 1,0 Па;
- динамический диапазон стабилизации звукового давления - не менее 20 дБ;
- звуковое давление в поле должно быть постоянным с допустимым отклонением не более +/- 1 дБ.
5.9.4 Установка типа "бесконечная труба" для определения частотной характеристики чувствительности микрофонов на низких частотах, схема которой приведена на рисунке 1 <1>, должна иметь следующие параметры:
--------------------------------
<1> Рисунок 1 введен дополнительно.
- диаметр трубы - не более половины длины волны верхней граничной частоты измерений, но не менее удвоенного наибольшего поперечного размера испытуемого микрофона;
- длина рабочей части трубы - не менее трех длин волн верхней граничной частоты;
- длина звукопоглощающей конструкции должна обеспечивать равномерность звукового поля в области, окружающей микрофон, в соответствии с требованиями 4.2.1;
- звуковое давление в рабочей части трубы должно соответствовать требованиям 4.5.2 при коэффициенте гармоник не более 5%.
![]() 1 - громкоговоритель; 2 - дополнительное звукопоглощающее
устройство; 3 - рабочая плоскость; 4 - рабочая точка поля
5.9.5 Установка типа "труба-резонатор" для измерения амплитудной характеристики и коэффициента гармонических искажений микрофонов - приемников давления, схема которой приведена на рисунке 2 <1>, должна иметь следующие параметры:
--------------------------------
<1> Рисунок 2 введен дополнительно.
- обеспечивать настройку в резонанс на частоте (или частотах), на которой согласно технической документации на испытуемый микрофон необходимо определить его амплитудную характеристику или измерить коэффициент гармонических искажений;
- диаметр D1 - не более длины волны наибольшей резонансной частоты;
- диаметр D2 - не более четверти длины волны наибольшей резонансной частоты, но не менее диаметра приемного элемента испытуемого микрофона;
- длина L1 - не менее половины длины волны наименьшей резонансной частоты;
- длина L2 - не менее четверти длины волны наименьшей резонансной частоты;
- звуковое давление, создаваемое в месте установки испытуемого микрофона, должно изменяться до значения, на 10% превышающего величину, необходимую для испытаний, при коэффициенте гармоник на 12 дБ ниже измеряемого коэффициента гармонических искажений микрофона;
- микрофон должен устанавливаться в трубу так, чтобы обеспечить герметизацию установки.
![]() 1 - испытуемый микрофон; 2 - громкоговоритель
В установке должно быть предусмотрено устройство для определения звукового давления в месте установки испытуемого микрофона с погрешностью не более +/- 0,5 дБ.
5.9.6 Установка для определения частотной характеристики чувствительности микрофонов по давлению должна состоять из камеры малого объема и излучателя и соответствовать следующим требованиям:
- внутренние линейные размеры камеры - не более четверти длины волны наибольшей частоты измерений;
- должна быть предусмотрена возможность заполнения камеры гелием или водородом через капиллярные трубки;
- конструкция камеры и вкладыши для различных типов микрофонов должны обеспечивать герметизацию камеры;
- должна быть обеспечена механическая развязка камеры с основанием, на которое она установлена;
- звуковое давление излучателя должно соответствовать требованиям 4.5.2 при коэффициенте гармоник не более 5%.
Допускается применять активную камеру, боковые стенки которой являются излучателем.
5.9.7 Установка для измерения собственных шумов микрофонов (звукоизолированная камера) должна представлять собой сосуд с жесткими стенками и герметически закрывающимся входным отверстием и иметь следующие параметры:
- размеры камеры должны в два раза превышать максимальный размер испытуемого микрофона;
- резонанс внутреннего объема камеры должен быть исключен с помощью звукопоглощающего материала;
- должна быть обеспечена механическая развязка камеры с основанием, на которое она установлена;
- допустимый уровень акустических шумов и наводок должен быть не менее чем на 6 дБ ниже предполагаемого уровня собственных шумов испытуемого микрофона;
- должно быть обеспечено эффективное экранирование камеры.
Примечание - Рекомендуемая конструкция звукоизолированной камеры приведена в приложении A.
5.9.8 Установка для испытания микрофонов на воздействие ветра (аэродинамическая труба), схема которой показана на рисунке 3 <1>, должна иметь следующие параметры:
--------------------------------
<1> Рисунок 3 введен дополнительно.
- размеры рабочей части установки должны превышать не менее чем в два раза наибольший линейный размер испытуемого микрофона;
- средняя скорость потока воздуха в рабочей части установки должна изменяться плавно от 0 до 8 м/сек;
- распределение спектральной плотности ветровой помехи, измеренной микрофоном в соответствии с 5.5.2, должно соответствовать характеристике, показанной на рисунке 4 <2>.
--------------------------------
<2> Рисунок 4 введен дополнительно.
![]() 1 - рабочая часть; 2 - лопатки вентилятора;
3 - электродвигатель
![]() со среднегеометрической частотой f;
плотность в 1/3-октавной полосе со средней
частотой f' = 31,5 Гц
В установке должно быть предусмотрено устройство (анемометр акустического или термоэлектрического типа) для измерения средней скорости ветрового потока и спектральной плотности ветровой помехи.
Схема установки для создания однородного переменного магнитного поля показана на рисунке 5 <3>, где стрелками указано направление намотки, а пунктиром - область, в которую помещается испытуемый микрофон. Установка должна состоять из трех прямоугольных катушек 1, намотанных изолированным проводом, причем направление намотки всех катушек должно быть одинаково. Размеры катушек должны иметь следующие соотношения:
--------------------------------
<3> Рисунок 5 введен дополнительно.
- b - длина стороны квадрата каркаса;
- a = 0,375b - расстояние между катушками;
- d = 0,5b - диаметр сферы, куда помещают испытуемый микрофон;
- соотношение числа витков - m1 : m2 : m3 = 100 : 36 : 100,
где m1 и m3 - числа витков наружных катушек, m2 - число витков внутренней катушки.
![]() 1 - катушки
В установке должно быть предусмотрено устройство для измерения напряженности электромагнитного поля.
5.9.10 Установка для испытания микрофонов на воздействие вибрации (вибростенд) должна иметь следующие параметры:
- диапазон частот 40 - 160 Гц;
- допустимая масса испытуемого объекта - не более 0,5 кг;
- ускорение механических колебаний подвижной системы вибростенда при нагрузке 0,5 кг должно быть не менее значения, установленного в нормативной документации на испытуемый микрофон;
- уровень собственного шума в 1/3-октавной полосе со среднегеометрической частотой 80 Гц на расстоянии 0,05 м - не более 36 дБ.
В установке должно быть предусмотрено устройство для измерения виброускорения испытуемого микрофона.
Затухание напряжения в электрических соединениях, связывающих выход микрофона со входом усилителя или измерительного прибора, должно быть не более 0,5 дБ.
Емкостное сопротивление электрического соединения должно не менее чем в 10 раз превышать модуль полного электрического сопротивления микрофона на верхней граничной частоте.
6.1 Перед началом испытаний собирают измерительную установку для предполагаемого вида испытаний.
Допускается включать в установку устройство, уменьшающее суммарную погрешность средств измерений до допускаемого по 4.7.1.2 значения, или вносить соответствующие поправки в результаты измерений и устройство, повышающее отношение сигнал/помеха на входе измерительного прибора до значения, удовлетворяющего требованиям 4.3.
6.2 Средства измерений должны иметь паспорт или другой документ, удостоверяющий их соответствие требованиям настоящего стандарта.
6.3 Перед началом испытаний проверяют соответствие климатических условий требованиям 4.1.
Если до начала испытаний микрофон находился в климатических условиях, отличных от нормальных, то его выдерживают в нормальных климатических условиях не менее 1 ч, если это время не установлено в технической документации на микрофон.
6.4 Перед началом измерений чувствительности должна быть произведена градуировка измерительной системы путем определения частотной характеристики рабочего измерительного микрофона с известной чувствительностью. Расхождение частотных характеристик (измеренной и указанной в свидетельстве об аттестации) не должно превышать погрешности по 4.7.1.1.
Периодичность градуировки должна быть установлена в технической документации на измерительную установку.
7.1.1 Электрический метод
Примечание - Данный метод не распространяется на конденсаторные микрофоны.
Измерения выполняют в любом помещении при размещении микрофона согласно 4.4.4 и при напряжении, подаваемом на микрофон, в соответствии с требованиями 4.5.1 по схеме, показанной на рисунке 6 <1>.
--------------------------------
<1> Рисунок 6 введен дополнительно.
![]() 1 - установка для автоматической записи частотной
3 - вольтметр (5.4); 4 - переключатель;
6 - испытуемый микрофон
Активное сопротивление 2 и входное сопротивление регистрирующего устройства должны не менее чем в 20 раз превышать сумму ориентировочного максимального значения модуля полного электрического сопротивления микрофона в номинальном диапазоне частот и модуля выходного сопротивления генератора.
Выполняют запись частотной зависимости уровня напряжения на выходе микрофона. Затем вместо микрофона подключают постоянное сопротивление 5 и на том же бланке записывают уровень напряжения, снимаемого с сопротивления 5, которое выбирают приблизительно равным сопротивлению микрофона.
Модуль полного электрического сопротивления микрофона на данной частоте определяют как произведение сопротивления 5 на разность уровней напряжения на выходе испытуемого микрофона и снимаемого с сопротивления 5.
Допускается измерять модуль полного электрического сопротивления микрофона на дискретных частотах по схеме, показанной на рисунке 6, в которой установка для автоматической записи частотной характеристики 1 может быть заменена звуковым генератором в соответствии с требованиями 5.1.1.
Измерения выполняют в номинальном диапазоне частот испытуемого микрофона.
Допускается измерять частотную характеристику модуля полного электрического сопротивления любым другим методом, обеспечивающим допускаемую общую погрешность по 4.7.2.
7.1.2 Электроакустический метод
Измерения выполняют в условиях свободного поля (см. 4.2.1), размещая микрофоны в соответствии с требованиями 4.4.1.1, при звуковом давлении по 4.5.2, используя схему, показанную на рисунке 7 <1>.
--------------------------------
<1> Рисунок 7 введен дополнительно.
![]() 1 - звуковой генератор (5.1.1); 2 - усилитель мощности
микрофон; 5 - рабочий измерительный микрофон (5.5.2);
8 - магазин сопротивлений (5.7); 9 - переключатель
Звуковое давление p, Па, рассчитывают по формуле
где
Испытуемый микрофон подключают к микрофонному усилителю, входное сопротивление которого обеспечивает режим холостого хода. Измеряют напряжение на выходе микрофонного усилителя при разомкнутых контактах переключателя 9 (режим холостого хода). Затем при замкнутых контактах переключателя 9 подбирают сопротивление магазина, при котором напряжение на выходе микрофонного усилителя равно половине напряжения холостого хода. При этом модуль полного электрического сопротивления испытуемого микрофона равен сопротивлению, установленному на магазине.
Измерения выполняют в номинальном диапазоне частот испытуемого микрофона.
7.2.1 Определение частотной характеристики чувствительности по свободному полю при синусоидальном сигнале
Измерения выполняют в условиях свободного поля (см. 4.2.1), размещая микрофоны в соответствии с требованиями 4.4.1.1, при звуковом давлении по 4.5.2, используя схему, показанную на рисунке 8 <1>.
--------------------------------
<1> Рисунок 8 введен дополнительно.
![]() 1 - установка для автоматической записи частотной
3 - громкоговоритель (5.6.1); 4 - испытуемый микрофон;
5 - рабочий измерительный микрофон, отградуированный
по свободному полю (5.5.2); 6 - установка для стабилизации
8 - микрофонный усилитель (5.3.2.)
Звуковое давление в точке установки измерительного микрофона поддерживают постоянным в номинальном диапазоне частот и рассчитывают по формуле (3). Затем определяют звуковое давление в рабочей точке поля другим измерительным микрофоном.
После этого в рабочую точку поля устанавливают испытуемый микрофон так, чтобы его рабочая ось совпадала с направлением на громкоговоритель, и регистрируют на бланке регистрирующего устройства частотную зависимость напряжения на выходе микрофона.
Чувствительность E0, мВ/Па, рассчитывают по формуле
где U0 - напряжение на выходе испытуемого микрофона при установке микрофона в направлении рабочей оси, мВ;
p - звуковое давление в рабочей точке поля, Па.
При определении частотной характеристики чувствительности при других положениях микрофона угол между его рабочей осью и направлением на громкоговоритель должен быть указан в технической документации.
Допускается сравнивать испытуемый направленный микрофон с однотипным рабочим измерительным микрофоном, соответствующим требованиям 5.5.2.
Если испытуемый микрофон является приемником градиента давления, то сравнение выполняют с рабочим измерительным микрофоном, соответствующим требованиям 5.5.3.
Допускается измерять частотную характеристику чувствительности всех типов микрофонов на дискретных частотах в номинальном диапазоне частот. При этом сравниваемые микрофоны поочередно устанавливают в рабочую точку поля.
В этих случаях чувствительность E0, мВ/Па, рассчитывают по формуле
где
U0 - напряжение на выходе испытуемого микрофона, мВ;
U - напряжение на выходе рабочего измерительного (или однотипного) микрофона, мВ.
Измерения выполняют в условиях свободного поля (см. 4.2.1), размещая микрофоны в соответствии с требованиями 4.4.1.1, при звуковом давлении по 4.5.2 в каждой полосе частот, используя схему, показанную на рисунке 9 <1>.
--------------------------------
<1> Рисунок 9 введен дополнительно.
![]() 1 - генератор белого шума (5.1.2); 2 - 1/3-октавный фильтр
4 - громкоговоритель (5.6.1); 5 - испытуемый микрофон;
6 - рабочий измерительный микрофон, отградуированный
по свободному полю (5.5.2); 7 - микрофонный усилитель
Напряжение на выходе испытуемого и измерительного микрофонов измеряют в 1/3-октавных полосах со среднегеометрическими частотами в номинальном диапазоне частот.
Если испытуемый микрофон является приемником градиента давления, то сравнение выполняют с рабочим измерительным микрофоном, соответствующим требованиям 5.5.3.
Допускается сравнивать испытуемый направленный микрофон с однотипным рабочим измерительным микрофоном, соответствующим требованиям 5.5.2.
Чувствительность E0ш, мВ/Па, рассчитывают по формуле (5), в которой
7.2.3 Определение частотной характеристики чувствительности на низких звуковых частотах при синусоидальном сигнале
Измерения выполняют в условиях свободного поля (см. 4.2.1) на установке типа "бесконечная труба" в соответствии с требованиями 5.9.4, размещая испытуемый микрофон в соответствии с требованиями 4.4.1.2, при звуковом давлении по 4.5.2, используя схему, показанную на рисунке 8.
Измерения выполняют по методике, изложенной в 7.2.1.
7.2.4 Определение частотной характеристики чувствительности на низких звуковых частотах при шумовом сигнале
Измерения выполняют в условиях свободного поля (см. 4.2.1) на установке типа "бесконечная труба" в соответствии с требованиями 5.9.4, размещая испытуемый микрофон в соответствии с требованиями 4.5.2, используя схему, показанную на рисунке 9.
Измерения выполняют по методике, изложенной в 7.2.2, в 1/3-октавных полосах со среднегеометрическими частотами в номинальном диапазоне частот, но не выше верхней граничной частоты установки типа "бесконечная труба", указанной в технической документации на нее.
7.3 Определение частотной характеристики чувствительности в звуковом поле излучателя типа "искусственный рот" методом сравнения
7.3.1 Определение частотной характеристики парафонической чувствительности при синусоидальном сигнале
Измерения выполняют в любом помещении, размещая микрофон в соответствии с требованиями 4.4.3, при звуковом давлении по 4.5.2, используя схему, показанную на рисунке 8, в которую вместо громкоговорителя 3 подключают излучатель типа "искусственный рот", соответствующий требованиям 5.6.2.
Измерения выполняют по методике, изложенной в 7.2.1. При этом микрофон 5 устанавливают на расстоянии не более 10 мм от центра отверстия излучателя по его оси излучения.
Парафоническую чувствительность
Измерения выполняют в любом помещении, размещая микрофоны в соответствии с требованиями 4.4.3, при звуковом давлении по 4.5.2, используя схему, показанную на рисунке 9, в которую вместо громкоговорителя 4 подключают излучатель типа "искусственный рот", соответствующий требованиям 5.6.2.
Измерения выполняют по методике, изложенной в 7.2.2.
Парафоническую чувствительность Eпш, мВ/Па, рассчитывают по формуле (5), где
7.3.3 Определение частотной характеристики чувствительности микрофонов ближнего действия при синусоидальном сигнале
Измерения выполняют в условиях свободного поля (см. 4.2.1), размещая микрофон в соответствии с требованиями 4.4.1, при звуковом давлении по 4.5.2, используя схему, показанную на рисунке 8, в которую вместо громкоговорителя 3 подключают излучатель типа "искусственный рот" в соответствии с требованиями 5.6.2.
Измерения выполняют по методике, изложенной в 7.2.1.
Чувствительность Eбд, мВ/Па, рассчитывают по формуле (4).
7.3.4 Определение частотной характеристики чувствительности микрофонов ближнего действия при шумовом сигнале
Измерения выполняют в условиях свободного поля (см. 4.2.1), размещая микрофон в соответствии с требованиями 4.4.1.1, при звуковом давлении по 4.5.2, используя схему, показанную на рисунке 9, в которую вместо громкоговорителя 4 подключают излучатель типа "искусственный рот" в соответствии с требованиями 5.6.2.
Измерения выполняют по методике, изложенной в 7.2.2.
Чувствительность Eбдш, мВ/Па, рассчитывают по формуле (5), где
Измерения выполняют в условиях диффузного поля (см. 4.2.2), размещая микрофон в соответствии с требованиями 4.4.2, при звуковом давлении по 4.5.2 в каждой полосе частот, используя схему, показанную на рисунке 10 <1>.
--------------------------------
<1> Рисунок 10 введен дополнительно.
![]() 1 - генератор белого шума (5.1.2); 2 - 1/3-октавный фильтр
4 - громкоговорители (5.6.6); 5 - испытуемый микрофон;
6 - рабочий измерительный микрофон, отградуированный
по диффузному полю (5.5.2); 7 - усилитель микрофонный
Допускается включать 1/3-октавный фильтр 2 только в передающую или только в приемную часть схемы.
Измеряют напряжение на выходе испытуемого и измерительного микрофонов в 1/3-октавных полосах со среднегеометрическими частотами в номинальном диапазоне частот.
Чувствительность по диффузному полю Eдиф, мВ/Па, рассчитывают по формуле
, (6)где
Uдиф - напряжение на выходе испытуемого микрофона, мВ;
Чувствительность по диффузному полю Eдиф, мВ/Па, рассчитывают по формуле
, (7)где
K1 - K7 коэффициенты, равные:
K1 = K7 = 0,018;
K2 = K6 = 0,129;
K3 = K5 = 0,224;
K4 = 0,258.
Измерения выполняют в камере малого объема в соответствии с требованиями 5.9.6 при звуковом давлении по 4.5.2, используя схему, показанную на рисунке 11 <1>.
--------------------------------
<1> Рисунок 11 введен дополнительно.
![]() 1 - установка для автоматической записи частотной
(5.9.6); 4 - излучатель; 5 - испытуемый микрофон;
6 - рабочий измерительный микрофон в соответствии
с требованиями 5.5.2, отградуированный по давлению;
7 - микрофонный усилитель (5.3.2); 8 - переключатель
К камере с одной стороны присоединяют излучатель, а с другой стороны одновременно измерительный и испытуемый микрофоны. В качестве излучателя, в зависимости от диапазона частот, в котором производится измерение частотной характеристики по давлению, и соответственно от размеров камеры может применяться микрофон динамического типа, капсюль конденсаторного микрофона в режиме излучения или головка громкоговорителя.
Определение частотной характеристики чувствительности выполняют путем поочередной регистрации на бланке частотных характеристик напряжения на выходе обоих микрофонов при автоматическом изменении частоты генератора.
Чувствительность по давлению Eд, мВ/Па, рассчитывают по формуле
, (8)где
Uд.0 - напряжение на выходе испытуемого микрофона в мВ;
Для расширения пределов измерений по частоте допускается заполнять камеру гелием или водородом.
Допускается измерять частотную характеристику чувствительности на дискретных частотах в номинальном диапазоне частот испытуемого микрофона. В этом случае установку 1 заменяют звуковым генератором с параметрами по 5.1.1.
Неравномерность частотной характеристики чувствительности определяют как отношение, выраженное в децибелах, максимальной чувствительности микрофона к минимальной в его номинальном диапазоне частот, определенное по частотной характеристике, полученной по 7.2.1; 7.2.2; 7.3.1; 7.3.2; 7.3.3; 7.3.4; 7.4.1; 7.4.2 или 7.5 соответственно.
За результат принимают значение, рассчитанное по формуле
, (9)где N - неравномерность частотной характеристики чувствительности, дБ;
Emax и Emin - значения максимальной и минимальной чувствительностей, определенных по записи на бланке регистрирующего устройства, мВ/Па.
При автоматической записи частотной характеристики чувствительности пики и провалы в ней шириной менее 1/6 октавы по шкале частот не учитывают.
Среднюю чувствительность Eср, мВ/Па, определяют по данным измерений по 7.2.1; 7.3.1; 7.3.3 или 7.5 соответственно по формуле
где Ei - чувствительность, определенная на i-й частоте номинального диапазона частот, мВ/Па;
n - число частот.
Допускается определять среднеарифметическое значение чувствительности при неравномерности частотной характеристики не более 12 дБ.
7.7.2 Определение средней чувствительности при шумовом сигнале
Среднюю чувствительность Eср.ш, мВ/Па, рассчитывают по формуле (10), используя данные измерений по 7.2.2; 7.3.2; 7.3.4; 7.4.1 или 7.4.2 соответственно, где Ei - чувствительность на среднегеометрических частотах 1/3-октавных полос шума в номинальном диапазоне частот, мВ/Па.
7.7.3 Определение эффективной речевой чувствительности
Эффективную речевую чувствительность Eэфф, мВ/Па, рассчитывают, используя данные измерений по 7.2.1; 7.2.2; 7.3.1; 7.3.2; 7.3.3; 7.3.4 или 7.4.1 соответственно, по формуле
, (11)где Ei ш - чувствительность в октавной полосе шума со среднегеометрической частотой fi, равной 250, 500, 1000, 2000 Гц (или на тех же частотах при синусоидальном сигнале), мВ/Па.
Допускается измерять эффективную речевую чувствительность по схемам, показанным на рисунке 9 или 10, в которые вместо октавного фильтра подключают фильтр эффективного речевого сигнала, соответствующий требованиям 5.2.2. При этом на схеме рисунка 10 фильтр подключают только в передающую часть. В приемной части фильтр 2 отключают, а вместо громкоговорителя 4 подключают излучатель типа "искусственный рот", соответствующий требованиям 5.6.2.
Эффективную речевую чувствительность рассчитывают по формуле (5), где
7.8.1 Определение уровня чувствительности
Уровень чувствительности N и уровень средней чувствительности Nср, дБ, рассчитывают по формуле
, (12)где E0 - чувствительность, мВ/Па;
E - чувствительность, равная 1 В/Па.
При определении уровня средней чувствительности Nср0 вместо E0 подставляют значение Eср, определенное по 7.7.1.
7.8.2 Определение стандартного уровня чувствительности
Стандартный уровень чувствительности Nст и стандартный уровень средней чувствительности Nст.ср, дБ, рассчитывают по формуле
, (13)где U0 - напряжение на номинальном сопротивлении нагрузки при звуковом давлении 1 Па, В;
Rном - номинальное сопротивление нагрузки, Ом.
При определении стандартного уровня средней чувствительности Nст.ср вместо U0 подставляют значение Uоср.
Перепад чувствительности "фронт - тыл" ("фронт - 90°") на заданной частоте равен отношению разности уровней чувствительности под углом 0° и 180° (90°) между рабочей осью микрофона и направлением на громкоговоритель, измеренных по 7.2.1, 7.2.3, 7.3.3 соответственно.
Допускается определять перепад чувствительностей "фронт - тыл" ("фронт - 90°") как отношение чувствительностей в 1/3-октавных полосах шума под углом 0° и 180° (90°) между рабочей осью микрофона и направлением на громкоговоритель, определенных по 7.2.2.
Средний перепад чувствительности "фронт - тыл" ("фронт - 90°")
равен отношению средней чувствительности по "фронту" (измеренной при угле 0° между рабочей осью микрофона и направлением на громкоговоритель) к средней чувствительности под углом 180° (90°) к рабочей оси в диапазоне частот, установленном в технической документации на микрофон. За результат измерения принимают значение, вычисленное по формуле , (14)где Ei 0 и
- чувствительности, определенные на i-й частоте номинального диапазона частот, В/Па, при углах падения звуковой волны 0° и 180° (90°) соответственно;n - число частот.
Эффективный перепад чувствительности "фронт - тыл" ("фронт - 90°") определяют как отношение эффективной речевой чувствительности по "фронту" (измеренной при угле 0° между рабочей осью микрофона и направлением на громкоговоритель) к эффективной речевой чувствительности, измеренной под углом 180° (90°) к рабочей оси.
Примечание - При измерениях по 7.9.1, 7.9.2 и 7.9.3, кроме указанных углов падения звуковой волны 180° и 90°, могут быть использованы и другие значения углов, указанные в нормативно-технической документации на микрофон.
Измерения выполняют в условиях свободного поля (см. 4.2.1), размещая микрофоны по 4.4.1.1, при звуковом давлении по 4.5.2, используя схему, показанную на рисунке 12 <1>.
--------------------------------
<1> Рисунок 12 введен дополнительно.
![]() 1 - звуковой генератор (5.1.1); 2 - усилитель мощности
микрофон; 5 - микрофонный усилитель (5.3.2); 6 - вольтметр
(5.4.1); 7 - установка для автоматической записи
характеристики направленности (5.9.2)
Микрофон укрепляют на устройстве, которое позволяет вращать его вокруг рабочего центра. Характеристику направленности на частоте f определяют путем регистрации на бланке регистрирующего устройства напряжения на выходе микрофона при изменении угла поворота.
Частоты, на которых определяют характеристику направленности, устанавливают в технической документации на микрофон.
Для микрофонов, не обладающих симметрией, характеристику направленности определяют в различных плоскостях, указанных в технической документации на микрофон.
Допускается производить измерения при установке испытуемого микрофона на фиксированных углах 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 135, 150, 165 и 180 градусов. Микрофоны, не обладающие симметрией, испытывают также на отрицательных углах -15, -30, -45, -60, -75, -90, -105, -120, -135, -150, -165 и -180 градусов.
Для частот 5000 Гц и выше измерения выполняют также на фиксированных углах +/- 155, +/- 160, +/- 170, +/- 175 градусов.
При этом для каждого положения микрофона записывают частотную характеристику чувствительности в соответствии с требованиями 7.2.1 и определяют отношение чувствительности на заданной частоте для каждого угла поворота к чувствительности на рабочей оси (угол 0°).
Измерения выполняют в условиях свободного поля (см. 4.2.1), размещая микрофоны по 4.4.1.1, при звуковом давлении по 4.5.2, используя схему, показанную на рисунке 13 <1>.
--------------------------------
<1> Рисунок 13 введен дополнительно.
![]() 1 - генератор белого шума (5.1.2); 2 - 1/3-октавный фильтр
4 - громкоговоритель (5.6.1); 5 - микрофон испытуемый;
8 - установка для автоматической записи характеристики
направленности (5.9.2)
Измеряют напряжение на выходе испытуемого микрофона в 1/3-октавной полосе со среднегеометрической частотой f при изменении угла поворота. Частоты полос, на которых определяют характеристику направленности, устанавливают в технической документации на микрофон.
Для микрофонов, не обладающих симметрией, характеристику направленности определяют в различных плоскостях, указанных в технической документации на микрофон.
Допускается выполнять измерения при установке испытуемого микрофона на фиксированных углах 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 135, 150, 165 и 180 градусов. Микрофоны, не обладающих симметрией, испытывают также на отрицательных углах -15, -30, -45, -60, -75, -90, -105, -120, -135, -150, -165 и -180 градусов.
Для частот 5000 Гц и выше измерения выполняют также на фиксированных углах +/- 155, +/- 160, +/- 170, +/- 175 градусов.
При этом для каждого положения микрофона определяют частотную характеристику чувствительности по 7.2.2. Определяют отношение чувствительности в 1/3-октавной полосе для каждого угла поворота к чувствительности на рабочей оси (угол 0°).
Измерения выполняют в условиях свободного поля (см. 4.2.1), размещая микрофоны по 4.4.1.1, при звуковом давлении по 4.5.2, используя схему, показанную на рисунке 13, в которую вместо 1/3-октавного фильтра подключают фильтр с параметрами по 5.2.2, а вместо громкоговорителя 4 подключают излучатель типа "искусственный рот", соответствующий требованиям 5.6.2. Измеряют напряжение на выходе испытуемого микрофона при изменении угла поворота. Для микрофонов, не обладающих симметрией, эффективную речевую характеристику направленности определяют в различных плоскостях, указанных в технической документации на микрофон.
Коэффициент направленности
.Для микрофона, обладающего симметрией, достаточно нанести на сетку значения
Коэффициент направленности определяют как отношение площади графика, ограниченной нанесенной кривой, вертикальными осями и нижней горизонтальной осью, к полной площади графика.
Определение полной площади выполняют планиметрированием или суммированием площадей, на которые разбивают искомую площадь. Для микрофона, не обладающего симметрией, находят коэффициенты направленности для частоты f в различных плоскостях и рассчитывают среднегеометрическое полученных значений. Допускается коэффициент направленности
(15)где
7.11.2 Определение эффективного речевого коэффициента направленности
Эффективный речевой коэффициент направленности
7.11.3 Определение коэффициента направленности по результатам измерений в свободном и диффузном полях
Коэффициент направленности
, (16)где E0 - чувствительность по свободному полю, мВ/Па;
Eдиф - чувствительность по диффузному полю, мВ/Па.
7.11.4 Определение индекса направленности
Индекс направленности I рассчитывают по формуле
где
7.11.5 Определение эффективного речевого индекса направленности
Эффективный речевой индекс направленности рассчитывают по формуле (17), заменяя коэффициент направленности
Измерения выполняют в установке типа "труба-резонатор" (см. 5.9.5) при звуковом давлении по 4.5.5, используя схему, показанную на рисунке 14 <1>.
--------------------------------
<1> Рисунок 14 введен дополнительно.
![]() 1 - звуковой генератор (5.1.1); 2 - усилитель мощности
"труба-резонатор" (5.9.5); 5 - испытуемый микрофон;
Испытуемый микрофон устанавливают в торце малой трубы. Измерения выполняют при настройке обеих труб установки на резонанс (малую трубу - на четверть длины волны, а большую - на половину длины волны). Частоту измерений указывают в технической документации на микрофон.
Анализатором гармоник измеряют напряжение гармоники n-го порядка Un. По показаниям вольтметра 6 и анализатора гармоник 7 регистрируют максимальную величину звукового давления, при котором коэффициент гармонических искажений n-го порядка не превышает значения, установленного в нормативно-технической документации на испытуемый микрофон.
Коэффициент гармонических искажений n-го порядка kn, %, рассчитывают по формуле
, (18)где U1 - напряжение первой гармоники, измеренное анализатором, мВ.
Un - напряжение n-й гармоники, мВ.
Суммарный коэффициент гармонических искажений определяют анализатором спектра, измеряя напряжения 1-й гармоники и гармоник i-го порядка (с первой по пятую включительно). Суммарный коэффициент гармонических искажений KГ, %, рассчитывают по формуле
где U1 и Ui - напряжения первой гармоники и гармоники i-го порядка, В.
7.12.3 Уровень предельного звукового давления
Уровень предельного звукового давления определяют по результатам измерения звукового давления, при котором суммарный коэффициент гармонических искажений, измеренный по 7.12.2, не превышает значения, установленного в нормативно-технической документации на микрофон. Результат измерения рассчитывают по формуле
где Umax - напряжение холостого хода на выходе микрофона, при котором коэффициент гармонических искажений достигает заданного в нормативно-технической документации значения, В;
Em - чувствительность микрофона по свободному полю, определенная по 7.2.1 на частоте измерения, В/Па;
p0 - опорное звуковое давление, равное 2·10-5 Па.
Примечания
1 Измерение коэффициента гармонических искажений микрофонов-приемников градиента давления выполняют в свободном поле (см. 4.2.1.) при условии контроля коэффициента гармонических искажений применяемого при этом громкоговорителя.
2 Для конденсаторных микрофонов коэффициент гармонических искажений и уровень предельного звукового давления могут быть определены при замещении капсюля микрофона конденсатором с емкостью, равной емкости капсюля, заданной в нормативно-технической документации. При этом напряжение, которое подают на конденсатор-эквивалент капсюля, плавно увеличивают до тех пор, пока коэффициент гармонических искажений на выходе микрофона не достигнет установленного в нормативно-технической документации значения. При этом анализатором спектра измеряют напряжения первой гармоники и гармоник второго - пятого порядков. Коэффициент гармонических искажений рассчитывают по формуле (19), а уровень предельного звукового давления определяют по формуле (20).
Измерения выполняют в условиях свободного поля (см. 4.2.1), размещая микрофон и источники звука по 4.4.1.1, при звуковом давлении по 4.5.3, используя схему, показанную на рисунке 15 <1>.
--------------------------------
<1> Рисунок 15 введен дополнительно.
![]() 1 - звуковой генератор (5.1.1); 2 - усилитель мощности
4 - высокочастотный громкоговоритель (5.6.4); 5 - испытуемый
микрофон; 6 - микрофонный усилитель (5.3.2); 7 - вольтметр
коэффициента интермодуляционных искажений (5.8.2)
Нижнюю f1 и верхнюю f2 частоты выбирают в пределах номинального диапазона частот испытуемого микрофона, причем f2 должна изменяться от 6f1 до f.
Звуковые давления в рабочей точке поля на нижней и верхней частотах устанавливают в соотношении 4:1 соответственно.
Звуковое давление в диапазоне частот от 6f1 до f, где f - верхняя граничная частота испытуемого микрофона, поддерживают постоянным по показаниям вольтметра 7 и изменяют напряжение, подаваемое на громкоговоритель 4, с учетом чувствительности испытуемого микрофона. Частота f1 в процессе одного измерения должна быть постоянной.
Измерение коэффициента интермодуляционных искажений выполняют при помощи анализатора гармоник.
Коэффициенты интермодуляционных искажений второго kим2 и третьего kим3 порядков, %, рассчитывают по формулам:
, (21) , (22)где
, - напряжения составляющих с частотами, f2, f2 + f1, f2 + 2f1, f2 - f1, f2 - 2f1 соответственно, мВ.Допускается выполнять измерение коэффициентов интермодуляционных искажений непосредственно измерителем коэффициента интермодуляционных искажений.
7.12.5 Определение суммарного коэффициента интермодуляционных искажений
Суммарный коэффициент интермодуляционных искажений kим, %, рассчитывают по формуле
, (23)где kим2 и kим3 - соответственно коэффициенты интермодуляционных искажений второго и третьего порядков, определенные по 7.12.4.
Измерения выполняют в условиях свободного поля (см. 4.2.1), размещая микрофон и громкоговорители по 4.4.1.1, при звуковом давлении по 4.5.3, используя схему, показанную на рисунке 16 <1>.
--------------------------------
<1> Рисунок 16 введен дополнительно.
![]() 1 - звуковой генератор (5.1.1); 2 - усилитель мощности
5 - испытуемый микрофон; 6 - микрофонный усилитель (5.3.2);
7 - 1/3-октавный фильтр (5.2.1) со среднегеометрической
частотой 80 Гц; 8 - переключатель; 9 - вольтметр (5.4.1)
Измерения выполняют на частотах номинального диапазона частот испытуемого микрофона, причем f2 = f1 + 80, Гц, где f1 - частота первого генератора, f2 - частота второго генератора. Звуковое давление в рабочей точке поля на частотах f1 и f2 устанавливают в соотношении 1:1.
Измеряют напряжение на выходе микрофонного усилителя и на выходе фильтра.
Коэффициент искажений разностного тона Kp.m, %, рассчитывают по формуле
, (24)где
Uf - напряжение на выходе микрофонного усилителя, мВ.
7.12.7 Определение амплитудной характеристики микрофонов - приемников давления
Измерения выполняют в установке типа "труба-резонатор" (см. 5.9.5) при звуковом давлении по 4.5.5, используя схему, показанную на рисунке 14.
Испытуемый микрофон устанавливают в торце трубы по 5.9.5. Измерения выполняют при настройке обеих труб на резонанс (малую трубу - на четверть длины волны, большую - на половину длины волны).
Измерение амплитудной характеристики выполняют на частоте, указанной в технической документации на микрофон.
В месте установки испытуемого микрофона создают звуковое давление p = 10 Па, затем ступенчато вдвое увеличивают звуковое давление и измеряют напряжение на выходе микрофона. По полученным данным строят график зависимости UM = F(p).
Отклонение графика от прямой линии характеризует нелинейность амплитудной характеристики микрофона.
7.13 Определение уровня эквивалентного звукового давления, обусловленного собственными шумами микрофона
Измерения выполняют в звукоизолированной камере по 5.9.7, используя схеме, показанную на рисунке 17 <2>.
--------------------------------
<2> Рисунок 17 введен дополнительно.
![]() 1 - испытуемый микрофон; 2 - измерительный усилитель
Измеряют напряжение, обусловленное собственным шумом микрофона на выходе измерительного усилителя.
Уровень эквивалентного звукового давления Lш, дБ, рассчитывают по формуле
, (25)где Uвых - напряжение на выходе измерительного усилителя, мВ;
k - коэффициент усиления измерительного усилителя;
p0 - опорное звуковое давление, равное 2·10-5 Па.
Допускается проводить измерения при закрытом звукопоглощающим материалом входном отверстии микрофона. Уровень эквивалентного звукового давления, обусловленного собственным шумом конденсаторных микрофонов, может быть определен по результатам измерений напряжения шума на выходе измерительного тракта при замещении капсюля микрофона конденсатором с емкостью, равной емкости капсюля, заданной в нормативно-технической документации. При этом измерения проводят в любом помещении.
Примечание - При измерениях, в случае необходимости, могут быть использованы взвешивающие фильтры с частотными характеристиками A, B, или C.
7.14 Определение уровня эквивалентного звукового давления, обусловленного воздействием внешних помех
7.14.1 Определение уровня эквивалентного звукового давления, обусловленного воздействием ветровых помех
7.14.1.1 Определение уровня эквивалентного звукового давления, обусловленного воздействием ветра, выполняют в аэродинамической трубе по 5.9.8, используя схему, показанную на рисунке 18 <1>.
--------------------------------
<1> Рисунок 18 введен дополнительно.
![]() 1 - испытуемый микрофон; 2 - микрофонный усилитель (5.3.2.);
Испытуемый микрофон устанавливают в центр рабочей части аэродинамической трубы так, чтобы его рабочая ось совпадала с направлением воздушного потока.
Измеряют напряжение на выходе микрофона в 1/3-октавных полосах со среднегеометрическими частотами в номинальном диапазоне частот от нижней граничной частоты до частоты 3150 Гц включительно.
Измерения выполняют при средней скорости ветрового потока, указанной в технической документации на микрофон.
Измерения повторяют при установке микрофона под различными углами по отношению к направлению потока от 0° до 180° через каждые 30°.
Уровень эквивалентного звукового давления в каждой полосе частот и для каждого угла Lэкв.в, дБ, рассчитывают по формуле
где Uвых - напряжение на выходе фильтра, мВ;
Eо.ш - чувствительность микрофона в соответствующей 1/3-октавной полосе, мВ/Па;
k - коэффициент усиления микрофонного усилителя;
kф - коэффициент передачи фильтра;
p0 - опорное звуковое давление, равное 2·10-5 Па.
Допускается определять интегральное значение Lэкв.в, для чего фильтр 3 отключают (kф = 1), а в формуле (26) Eо.ш заменяют на Eср.ш.
7.14.1.2 Определение уровня эквивалентного звукового давления, обусловленного воздействием импульсного потока воздуха на микрофон, производят методами, приведенными в приложении ДБ.
7.14.2 Определение уровня эквивалентного звукового давления, обусловленного воздействием вибраций на микрофон
Измерения выполняют на вибростенде по 5.9.10, используя схему, показанную на рисунке 19 <1>.
--------------------------------
<1> Рисунок 19 введен дополнительно.
![]() 1 - генератор белого шума (5.1.2); 2 - усилитель мощности
со среднегеометрической частотой 80 Гц; 4 - вибростенд
(5.9.10); 5 - испытуемый микрофон; 6 - микрофонный
Испытуемый микрофон закрепляют на столе вибростенда. Способ крепления устанавливают в технической документации на микрофон.
Измеряют напряжение на выходе фильтра вольтметром 7 при ускорении, указанном в технической документации на микрофон.
Уровень эквивалентного звукового давления Lэкв.вибр, дБ, рассчитывают по формуле (26), где Eо.ш - чувствительность микрофона в 1/3-октавной полосе со среднегеометрической частотой 80 Гц, мВ/Па.
7.14.3 Определение уровня эквивалентного звукового давления, обусловленного воздействием электромагнитного поля на микрофон
Измерения выполняют на установке по 5.9.9, используя схему, показанную на рисунке 20 <2>.
--------------------------------
<2> Рисунок 20 введен дополнительно.
![]() 3 - усилитель микрофонный (5.3.2); 4 - анализатор
гармоник (5.8.1); 5 - испытуемый микрофон
В установке создают электромагнитное поле с частотой 50 Гц.
Испытуемый микрофон помещают в геометрический центр средней катушки установки и измеряют напряжение на выходе микрофонного усилителя при напряженности поля, установленной в технической документации. Измерения повторяют на частотах 100, 150, 200, 250 и 300 Гц. Уровень эквивалентного звукового давления Lэкв.э.м, дБ, рассчитывают по формуле (26), где kф = 1; Eо.ш - чувствительность микрофона на частоте измеряемого напряжения, мВ/Па.
Динамический диапазон микрофона Д, дБ, рассчитывают по формуле
Д = LВ - LШ, (27)
где LВ - уровень звукового давления, дБ, относительно звукового давления, равного 2·10-5 Па, выше которого соответствующие коэффициенты нелинейных искажений, определенные по 7.12.1 - 7.12.6, превышают допустимую величину, указанную в технической документации на микрофон;
LШ - уровень эквивалентного звукового давления, дБ, обусловленного собственными шумами микрофона, определенный по 7.13.
Измерения выполняют в камере тепла или холода, размещая микрофон по 4.4.5, при звуковом давлении по 4.5.2, используя схему, показанную на рисунке 8, в которой громкоговоритель 3 должен соответствовать 5.6.5.
Выполняют запись частотной зависимости напряжения на выходе микрофона при нормальных климатических условиях. Затем температуру в камере повышают (при испытании в камере тепла) или понижают (при испытании в камере холода) до значения, установленного в технической документации на микрофон, и поддерживают с точностью +/- 2 °C. Микрофон выдерживают в этих условиях в течение 2 ч. Затем выполняют запись частотной зависимости напряжения на выходе микрофона при заданной температуре. Записанную частотную характеристику корректируют с учетом известного изменения чувствительности измерительного микрофона, определенной заранее электростатическим методом по [2].
Изменение чувствительности испытуемого микрофона под влиянием изменения температуры
где U2 - напряжение на выходе микрофона при заданной температуре, мВ;
U1 - напряжение на выходе микрофона при нормальных климатических условиях, мВ.
Допускается испытывать микрофоны только при положительных температурах по следующей упрощенной методике.
Сначала определяют частотную характеристику чувствительности в свободном поле по 7.2.1.
Затем микрофон помещают в термостат и выдерживают при заданной температуре в течение 2 ч, после чего выполняют повторную запись частотной характеристики чувствительности. Время между извлечением микрофона из термостата и записью частотной характеристики должно быть не более 5 мин.
Изменение чувствительности под влиянием тепла определяют по разнице между частотными характеристиками, записанными до и после выдержки микрофона в термостате.
7.16.2 Определение влияния изменения барометрического давления на чувствительность микрофона
Измерения выполняют в барокамере, размещая микрофон по 4.4.5, используя схему, показанную на рисунке 8, где громкоговоритель 3 должен соответствовать 5.6.5.
Измерения выполняют по 7.16.1. Изменение барометрического давления выполняют до значения, установленного в технической документации на микрофон, и поддерживают с точностью +/- 103 Па. Микрофон выдерживают в этих условиях в течение 2 часов.
Изменение чувствительности измерительного микрофона под влиянием изменения барометрического давления определяют заранее электростатическим методом по [1]. Изменение чувствительности испытуемого микрофона под влиянием изменения барометрического давления EБ, дБ, рассчитывают по формуле (28), где U2 - напряжение на выходе микрофона при определенном барометрическом давлении, мВ.
7.16.3 Определение влияния изменения относительной влажности на чувствительность микрофона
Измерения выполняют по 7.15.1 в камере влажности, размещая микрофон по 4.4.5, используя схему, показанную на рисунке 8, где громкоговоритель 3 должен соответствовать 5.6.5. Относительную влажность в камере устанавливают в соответствии с технической документацией на микрофон с точностью +/- 3%. Микрофон выдерживают в этих условиях в течение 2 часов.
Изменение чувствительности измерительного микрофона в зависимости от относительной влажности определяют заранее электростатическим методом по [1]. Изменение чувствительности испытуемого микрофона под влиянием изменения относительной влажности
--------------------------------
<1> Раздел введен дополнительно. См. приложение ДГ.
Протокол испытаний должен содержать следующие данные:
- объект испытаний;
- цель испытаний;
- время и место испытаний;
- номера пунктов стандартов и технических условий, по которым были проведены испытания;
- программу испытаний;
- условия испытаний;
- применяемую аппаратуру;
- результаты испытаний в виде таблиц или графиков, представленных на бланках в соответствии с требованиями 8.2 или 8.3;
- заключение по испытаниям;
- должность и фамилию лица, проводившего испытания, и лица, утвердившего протокол испытаний.
Частотные характеристики представляют на бланках с логарифмической шкалой частот и линейной или логарифмической шкалой уровней в децибелах (см. рисунок ДВ.1, приложение ДВ). Рекомендуется, чтобы длина отрезков, соответствующих отношению частот 10:1, равнялась разности уровней 10, 25 или 50 дБ. На шкале частот должны быть указаны 1/3-октавные частоты предпочтительного ряда.
Допускается использовать бланки с другими масштабами в соответствии с конструкцией приборов, удовлетворяющих требованиям 5.9.1.
В случаях, когда согласно программе испытаний измерения выполняют на дискретных частотах или в 1/3-октавных полосах, полученные значения наносят на бланк в виде точек, через которые затем проводят кривую.
На бланках частотных характеристик могут также быть изображены семейства частотных характеристик микрофона, снятых под разными углами к его оси, что дает представление о его частотно-пространственных характеристиках.
Кроме того, на представленных бланках частотных характеристик могут быть изображены также частотные зависимости индекса направленности микрофона, что также дает представление о его частотно-пространственных свойствах выделения полезного сигнала из маскирующего шума.
Характеристики направленности представляют на бланке в полярных координатах, причем по радиусу бланка должен указываться уровень 10, 25 или 50 дБ.
Допускается применять бланки с линейным масштабом по радиусу, а также изображать характеристику направленности в прямоугольных координатах.
В случаях, когда характеристику направленности определяют по частотной характеристике, измеренной на дискретных углах, полученные значения наносят на бланк в виде точек, через которые затем проводят кривую.
Координатные сетки для изображения характеристик направленности в прямоугольных и полярных координатах приведены в приложении ДВ (рисунки ДВ.2 и ДВ.3).
(рекомендуемое)
СОБСТВЕННЫХ ШУМОВ МИКРОФОНА
Размеры в миллиметрах
![]() 1 - звукопоглощающая облицовка; 2 - внутренний корпус;
3 - резиновая прокладка внутреннего корпуса; 4 - крышка
внутреннего корпуса; 5 - виброизолятор (4 шт.); 6 - крышка
внешнего корпуса; 7 - резиновая прокладка внешнего корпуса;
8 - сигнальный кабель; 9 - плоскость основания; 10 - внешний
корпус; 11 - заполнение из демпфирующего материала
Примечания
1 Значение L должно в 2 раза превышать габаритный размер испытуемого микрофона (см. 5.9.7).
2 Обычно применяют аксиально симметричные виброизоляторы, равномерно распределенные по периметру корпуса камеры. Резонансная частота системы, определяемая суммарной жесткостью виброизоляторов и массой камеры, должна быть менее 10 Гц. Корпуса камеры могут быть изготовлены из обычной углеродистой стали. Выходное отверстие для сигнального кабеля должно быть герметизировано.
Рисунок A.1
(справочное)
СВЕДЕНИЯ О СООТВЕТСТВИИ ССЫЛОЧНЫХ НАЦИОНАЛЬНЫХ СТАНДАРТОВ
МЕЖДУНАРОДНЫМ СТАНДАРТАМ, ИСПОЛЬЗОВАННЫМ В КАЧЕСТВЕ
ССЫЛОЧНЫХ В ПРИМЕНЕННОМ МЕЖДУНАРОДНОМ СТАНДАРТЕ
Таблица ДА.1
(рекомендуемое)
ИМПУЛЬСНОГО ПОТОКА ВОЗДУХА
Общие положения
В настоящем приложении изложены методы измерения отклика микрофона на воздействие импульсного потока воздуха специального вида, имитирующего условия, имеющие место при произнесении человеком глухих коротких согласных ("П", "Т" и т.п.). Данные методы соответствуют методам измерений, установленным в примененном международном стандарте МЭК 60268-4:2004 (подраздел 18.5 и приложение B). Поскольку методы еще не получили достаточно надежного экспериментального подтверждения, включение их в настоящий стандарт преждевременно. По этой причине они вынесены в приложение как рекомендуемые.
Для воздействия указанного вида применяют специальные термины "поп"-возбуждение или "поп"-шум. Отклик микрофона на данное воздействие называют "поп"-реакцией или "поп"-характеристикой, совокупность воздействия и реакции называют "поп"-эффектом.
Воздействие импульсного потока воздуха моделируется установкой, схема которой показана на рисунке ДБ.1. Установка внутри объема, ограниченного диафрагмой громкоговорителя и дополнительным экраном, генерирует сигнал в отверстии экрана, зависимость звукового давления которого от времени показана на рисунке ДБ.2. Сигнал установки вызывает отклик микрофона, который может быть описан статистическими методами. Устанавливают связь между "энергетическим" откликом Wrm микрофона в момент времени trm, соответствующим приходу волнового фронта давления, и значением "энергии" Wr в камере в момент времени tr.
![]() Ri << R, где Ri - внутренний импеданс источника
электропитания; R·C1 = 20 мс; C2 = C1/2
а) электрическая схема
Размеры в миллиметрах
![]() б) конструкция элементов установки
микрофона на воздействие импульсного потока воздуха
Примечание - Здесь под "энергией" понимают интеграл по времени от квадрата звукового давления на входе микрофона. Для определения искомого уровня эквивалентного звукового давления импульсного потока воздуха такое упрощение не оказывает существенного влияния. В противном случае для отношения энергий в обеих последующих формулах следовало бы ввести соответствующие площади и механические сопротивления.
Уровень эквивалентного звукового давления импульсного потока воздуха рассчитывают по формуле
Lpop = 101 log10 (Wrm/Wr) + Lp + k,
где Wrm - отклик микрофона в момент времени trm;
Wr - звуковая энергия в камере в момент времени tr;
Lp - максимальное значение отклика микрофона (см. рисунок ДБ.2);
k - отношение чувствительностей микрофона тестового сигнала и испытуемого микрофона.
![]()
Если частоты сигнала возбуждения отличаются от 1000 Гц, то они должны быть указаны.
В качестве второй характеристики отклика микрофона на воздействие импульсного потока воздуха может быть принят спад, определяемый по формуле
d = Wrm/Wem.
Время задержки для момента окончания сигнала tem относительно сигнала возбуждения такое же, как и для момента времени trm. Очень "сухой" отклик соответствует быстрому спаду d до значения, близкого к единице. "Медленные" микрофоны имеют спад, значительно менее единицы. Значение необходимого момента времени tr не может быть установлено ввиду отсутствия достаточного числа испытаний на момент опубликования МЭК 60268-4. Для получения сравнимых результатов следует выбирать tr = 30 мс.
Примечания
1 Обычно чувствительность микрофона на частоте 1000 Гц принимают в качестве опорной. Так как для некоторых микрофонов желаемую характеристику воздействия импульсного потока воздуха получают за счет значительного ослабления низкочастотного отклика, то практически достоверный результат может быть получен при измерениях на низких частотах вблизи 150 Гц.
2 В ДБ.3 изложен упрощенный метод оценки отклика микрофона на воздействие импульсного потока воздуха. Заинтересованным сторонам следует содействовать проведению сравнительных измерений с помощью обоих методов. При обозначении параметров сигналов, относящихся к микрофону, используют дополнительный нижний индекс m. Момент времени tr соответствует моменту пересечения тестовым сигналом оси абсцисс, следующим за моментом tp достижения максимального значения Lp.
Громкоговоритель диаметром около 250 мм (рисунок ДБ.1) должен быть низкочастотным с первой резонансной частотой вблизи 30 Гц. Значения параметров элементов, показанных на рисунке ДБ.1, могут изменяться в некоторых пределах для наилучшей аппроксимации сигнала давления в соответствии с рисунком ДБ.2. Поверхность отверстия, показанного на выносном элементе X рисунка ДБ.1, должна быть полированной. Тестовый сигнал в центре отверстия должен лишь незначительно отличаться от сигнала внутри полости между конусом громкоговорителя и экраном. Это следует проверять с помощью миниатюрного датчика-микрофона, имеющего плоскую частотную характеристику для спектра сигнала, осциллограмма которого показана на рисунке ДБ.2.
Эквивалентное звуковое давление должно контролироваться на расстоянии, на котором отклик микрофона на воздействие импульсного потока воздуха максимален. Микрофон должен принимать импульсный сигнал с направления рабочей оси. В тех случаях, когда небольшие отклонения от данного направления приводят к значительным изменениям выходного сигнала микрофона, фактическое направления следует указать в протоколе испытаний.
Испытуемый микрофон помещают перед отверстием на расстоянии a, определенном в предварительных измерениях по максимальному отклику, и измеряют отклик микрофона на тестовый сигнал. Определяют значения "энергетических" величин в моменты времени trm и tem для расчета значений параметров, характеризующих отклик микрофона на воздействие импульсного потока воздуха. Не рекомендуется использовать предварительно усредненный тестовый сигнал. Усредненные данные рекомендуется получать усреднением сохраненных реализаций (выборок) многократных измерений.
Метод обеспечивает воспроизводимость результатов измерений воздействия импульсного потока воздуха на микрофон. Он позволяет классифицировать микрофоны по чувствительности к рассматриваемому воздействию и, в частности, оценить ослабление воздействия импульсного потока воздуха с помощью специальных экранов или других приспособлений для микрофона. Метод более прост по сравнению с описанным в ДБ.2.
ДБ.3.1 Испытательная установка
Низкочастотный громкоговоритель (рисунок ДБ.3) закрывают металлическим экраном толщиной 5 мм, чтобы ограничить объем между диафрагмой громкоговорителя и экраном. В середине экрана сверлят девять отверстий диаметром 4,4 мм, образующих квадратную сетку с шагом 10 мм. Отверстия не должны иметь острых краев, например фасок под углом 45°.
Размеры в миллиметрах
![]() метода измерения отклика микрофона на воздействие
импульсного потока воздуха
Испытуемый микрофон располагают по оси громкоговорителя на расстоянии 10 см от экрана. В дополнительное отверстие в экране, расположенное на расстоянии, по меньшей мере, 30 мм от центрального отверстия, плотно вставляют калибровочный микрофон для контроля сигнала звукового давления внутри полости.
ДБ.3.2 Методика измерений
Сигнал частотой 5 Гц подают на громкоговоритель через усилитель с регулируемым коэффициентом усиления. Усилитель настраивают так, чтобы в полости между экраном и диафрагмой громкоговорителя создать уровень звукового давления 140 дБ.
Полудюймовый измерительный микрофон располагают на расстоянии 100 мм от экрана на оси громкоговорителя. Крепежные приспособления не должны оказывать влияние на звуковое поле и поток воздуха. Спектральные составляющие сигнала с частотой ниже 5 Гц отсекают с помощью соответствующего фильтра. Измеряют среднеквадратичное значение выходного сигнала, используя взвешивающий фильтр по характеристике A для получения уровня звукового давления LA,r в широкой полосе частот и 1/3-октавные фильтры для величин LT,r.
Измерения повторяют с тем же микрофоном, смещенным на 50 мм от оси, с целью получения предельных пороговых для данного метода значений LA,t и LT,t.
Примечание - Пороговые значения зависят от гладкости отверстий в экране. Тщательная полировка снижает уровни звукового давления.
Связь выходного напряжения с чувствительностью позволяет выразить выходные напряжения через эквивалентные уровни звукового давления относительно 20 мкПа.
Разности уровней
,![]() характеризуют чувствительность микрофона к импульсному потоку воздуха до тех пор, пока они, по меньшей мере, на 10 дБ превышают (при меньшей точности - на 6 дБ) предельные значения LA,t и LT,t.
Метод не позволяют выявить влияние других акустических передаточных функций на чувствительность на низких частотах к воздействию импульсного потока воздуха на микрофон. Возможный способ исключить это влияние рассмотрен в ДБ.2.
ДБ.3.3 Приближенный учет различных частотных характеристик
Если частотная характеристика испытуемого микрофона значительно отличается от плоской, то малое значение характеристики на низких частотах может привести к малым откликам при испытаниях на воздействие импульсного потока воздуха. Подобная ситуация может соответствовать субъективным ощущениям, но может возникнуть и за счет нежелательной частотной коррекции. Следующий приближенный метод позволяет исключить влияние частотной характеристики микрофона на результаты измерений.
Для каждой из частот, для которых предполагается учесть влияние частотной характеристики микрофона, определяют корректирующие коэффициенты Kf = Lf, m - Lf, r. Их следует прибавлять к первоначально измеренным полосовым уровням звукового давления импульсного потока воздуха, чтобы получить новые значения LT, m new = LT, m + Kf. Если данные значения корректированы по A, то уровень звукового давления в диапазоне частот может быть рассчитан по 1/3-октавным значениям по формуле
.Значения Af приведены в ГОСТ Р 53188.1.
Используя установку, показанную на рисунке ДБ.4, частотные характеристики полудюймового измерительного микрофона (Lf, r) и испытуемого микрофона (Lf, m) измеряют для каждой 1/3-октавной полосы со среднегеометрическими частотами от 50 до 250 Гц.
![]() 1 - звукопоглощающий материал толщиной приблизительно 5 см
при расстоянии до микрофона более 15 см
чувствительности по звуковому полю
(рекомендуемое)
И ХАРАКТЕРИСТИКИ НАПРАВЛЕННОСТИ
![]() для представления частотных характеристик
![]() для представления характеристики направленности
в прямоугольных координатах
![]() для представления характеристики направленности
в полярных координатах
(справочное)
В НЕМ МЕЖДУНАРОДНОГО СТАНДАРТА МЭК 60268-4:2004
Настоящий стандарт содержит ряд технических отклонений от примененного в нем международного стандарта МЭК 60268-4:2004, внесение которых обусловлено следующими основными причинами:
- требованиями национальной системы стандартизации;
- принадлежностью примененного международного стандарта к комплексу взаимосвязанных стандартов МЭК 60268, включение всех требований которых в настоящий стандарт не представляется возможным.
ДГ.1 Раздел нормативных ссылок оформлен в соответствии с требованиями ГОСТ Р 1.5 и сокращен в связи с исключением следующих ссылочных международных стандартов:
МЭК 60065:2001 Аудио-, видео- и аналогичная электронная аппаратура. Требования безопасности
МЭК 60268-1:1985 Оборудование звуковых систем. Часть 1. Общие технические требования
МЭК 60268-2:1987 Оборудование звуковых систем. Часть 2. Общие термины и методы расчета
МЭК 60268-3:2000 Оборудование звуковых систем. Часть 3. Усилители
МЭК 60268-5:2003 Оборудование звуковых систем. Часть 5. Громкоговорители
МЭК 60268-11:1987 Оборудование звуковых систем. Часть 11. Применение соединителей для компонентов звуковых систем
МЭК 60268-12:1987 Оборудование звуковых систем. Часть 12. Применение соединителей для систем радиовещания и аналогичного назначения
МЭК 60574-3:1983 Аудиовизуальное, видео- и телевизионное оборудование и системы. Часть 3. Соединители для присоединения оборудования аудиовизуальных систем
МЭК 60914:1988 Системы конференцсвязи. Электрические и акустические требования
МЭК 61000-4-2:1995 Электромагнитная совместимость. Часть 4-2. Методы испытаний и измерений. Испытание на невосприимчивость к электростатическому разряду
МЭК 61000-4-3:2002 Электромагнитная совместимость. Часть 4. Методы испытаний и измерений. Раздел 3. Испытание на невосприимчивость к воздействию радиочастотного электромагнитного поля
МЭК 61265:1995 Электроакустика. Приборы для измерения авиационного шума. Требования к рабочим характеристикам систем измерения уровней звукового давления в третьоктавной полосе частот для сертификации транспортных самолетов по шуму
МЭК 61938:1996 Системы аудио-, видео- и аудиовизуальные. Соединения и согласующиеся значения (параметров). Рекомендуемые согласующиеся значения для аналоговых сигналов
ИСО 354:2003 Акустика. Измерение коэффициентов звукопоглощения в реверберационном помещении
Стандарты исключены, так как они не введены в качестве национальных стандартов Российской Федерации. Соответственно исключены разделы, содержащие ссылки на них.
ДГ.2 Структура стандарта изменена по отношению к МЭК 60268-4 в связи с исключением из него ряда разделов и введением дополнительных разделов и подразделов по причинам, указанным ниже. Отличия структуры настоящего стандарта от МЭК 60268-4 приведены в дополнительном приложении ДД. Дополнительные разделы и подразделы указаны сносками.
ДГ.3 Стандарт дополнен разделом 3 "Термины и определения" в связи с тем, что большинство терминов в МЭК 60268-4 определены либо через ссылки на другие международные стандарты, либо в других разделах по мере их первого применения, что недопустимо в соответствии с ГОСТ Р 1.5-2004.
ДГ.4 Стандарт дополнен разделом 5, в котором изложены требования к средствам измерений и испытательному оборудованию, а также разделом 8, включающим в себя требования к протоколу испытаний и оформлению результатов. Необходимость наличия данных требований в стандартах на методы испытаний и контроля установлена ГОСТ 1.5-2001 (п. 7.9.5).
ДГ.5 Для удобства пользования стандарт дополнен рисунками 1 - 20, поясняющими схемы включения средств измерений и конфигурацию испытательных установок.
ДГ.6 Из стандарта исключены требования, изложенные в разделах 5, 6, 8, 15, 19 - 21 МЭК 60268-4, поскольку они регламентируют общие технические требования к физико-механическим параметрам микрофонов, их классификации и маркировке, что по правилам национальной стандартизации не соответствует содержанию стандарта на методы испытаний.
ДГ.7 Из стандарта исключен подраздел 18.7 МЭК 60268-4 "Электростатические разряды", поскольку он не содержит описания методов испытаний и состоит из прямой ссылки на МЭК 61000-4-2, не являющийся специфическим для микрофонов.
ДГ.8 Стандарт дополнен приложением ДБ, которое включает в себя подраздел 18.5 и приложение B МЭК 60268-4. Описанные в приложении ДБ методы недостаточно обоснованы метрологически и могут быть рекомендованы лишь для качественной оценки воздействия импульсного потока воздуха на микрофон.
ДГ.9 Стандарт дополнен приложением ДВ. Необходимость введения данного приложения обусловлена тем, что графическое представление частотных характеристик и характеристик направленности в МЭК 60268-4 рекомендуется выполнять в соответствии с МЭК 60268-1, не введенным в качестве национального стандарта Российской Федерации.
ДГ.10 Из раздела "Библиография" исключены нормативные документы, ссылки на которые отсутствуют в тексте стандарта.
(справочное)
СО СТРУКТУРОЙ ПРИМЕНЕННОГО МЕЖДУНАРОДНОГО СТАНДАРТА
Таблица ДД.1
Вернуться в "Каталог нормативных документов"
Источник информации: https://internet-law.ru/documents/prod/gost-r_gosudarstvennyj-standart/43/gost_21093.html
На правах рекламы:
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||