揚聲器極性測試儀原理、使用及校準(zhǔn)方法探討

鄭芝明

摘 要：極性是揚聲器重要參數(shù)之一，如何快速判斷極性即能提高生產(chǎn)效率，揚聲器極性測試儀是揚聲器極性判斷的測試儀。但如何校準(zhǔn)揚聲器極性測試儀，目前還沒有相應(yīng)的計量檢定規(guī)程或計量校準(zhǔn)規(guī)范。根據(jù)揚聲器極性測試儀工作原理，提出使用數(shù)字示波器對揚聲器極性測試儀進行校準(zhǔn)的方法。

關(guān)鍵詞：揚聲器極性；測試儀；校準(zhǔn)；方法

1 概述

揚聲器極性測試儀（以下稱極性儀）適用與揚聲器、耳機及動圈式受話器極性測定的儀器，采用脈沖信號測試，按被測件類型可選擇適當(dāng)?shù)拿}沖電壓幅度。該儀器操作簡單，極性判別快速準(zhǔn)確，測試結(jié)果通過LED指示燈閃爍顯示，同時還可以選擇正極性或負(fù)極性報警，進一步提高了測試效率。

2 揚聲器極性重要性和簡單測試方法

2.1 揚聲器極性接反產(chǎn)生的問題

對于單個揚聲器，如果揚聲器極性反了，短時間使用時沒有影響，但長時間使用，揚聲器本身會受到損傷。在分頻電路中，由于電容引起的相位差，有時高音揚聲器和低音揚聲器接線也是相反的，對于一個揚聲器系統(tǒng)，包含兩個以上的揚聲器，這時揚聲器的極性顯得非常重要。由于聲波的疊加特性，比如一對揚聲器接收同樣的信號輸出，揚聲器擺放位置距離較近，但是極性接反了，那么因為一個揚聲器振膜前向振動時，另一個后向振動，這樣聲音效果會很差，在音響系統(tǒng)中，回放的音樂就會變得混濁甚至由于相互抵消導(dǎo)致音樂的不可聞。我們用反極性粉紅底噪煲機就和這個原理差不多，對于一對輸出極性相同的揚聲器，輸入相位相反的粉紅底噪給對向放著的一對揚聲器，聲音相互抵消，就不會對周圍造成噪音污染。

2.2 揚聲器極性的簡單測試方法

用萬用表電阻檔或者蜂鳴檔或者用合適的電壓（視揚聲器的大小而定，電壓不宜過高，過高可能會燒壞揚聲器），用正極觸碰揚聲器正極，如果揚聲器震膜向外彈出，那么萬用表的正極與接的是揚聲器正極，反之揚聲器的震膜向里縮回去，那萬用表下極接的是揚聲器的負(fù)極。有些揚聲器震動比較小，不容易看出。這時使用揚聲器極性測試儀測試即可快速判斷。

3 極性儀工作原理

揚聲器的極性是指交流正向電流從這個電極流過的時候揚聲器振膜向外運動，負(fù)向電流經(jīng)過時向里運動。

揚聲器輸入端的極性標(biāo)志，是指饋給揚聲器瞬時直流電壓能引起膜片向外運動，那個正電壓所接的輸入端為正極，極性儀依據(jù)這一定義進行測試。首先由儀器產(chǎn)生正向脈沖系列，從紅色接線柱端饋給被揚聲器，揚聲器在這一個信號作用下發(fā)生向外或向內(nèi)的振動，傳聲器將聲振信號轉(zhuǎn)換為電信號送至儀器內(nèi)，再由儀器經(jīng)放大處理后作出極性判別：顯示“+”表示接紅色接線柱端的正極，顯示“-”表示接紅色接線柱端的是負(fù)極。

4 極性儀操作及注意事項

（1）檢查電源，確認(rèn)保險絲可靠接入。

（2）放置好儀器，打開電源，“ON”燈亮，本儀器無需預(yù)熱即可工作。

（3）打開傳聲話筒開關(guān)。

（4）選擇合適的脈沖電壓幅度，功能置“極性”，接上被測件，移近被測件與話筒間的距離，儀器測出極性時，將在極性顯示區(qū)閃爍指示：綠燈閃亮，紅輸出端接的是被測件的正極；紅燈閃亮，紅輸出端接的是被測件的負(fù)極。

（5）電壓幅度選用參考如下

高：一般音響揚聲器用，中：球頂揚聲器用，低：MYLAR揚聲器或動圈受話器。

（6）由于話筒和揚聲器均具有一定的方向性，因此測試中應(yīng)保持傳聲話筒正對被測揚聲器，否則可能導(dǎo)致誤測。

（7）被測件在脈沖信號的激勵下，若不能在話筒處形成足夠的聲壓，則可能測不出極性或?qū)е虏环€(wěn)定的測試。

（8）可選擇您所需的訊響方式如下

關(guān)：關(guān)閉訊響，正：顯示正極性時報警，負(fù)：顯示負(fù)極性時報警。

（9）功能置于“試音”時，從測量端輸出的是“試音信號”輸入端上的信號，因此可用外接信號進行純音檢聽。試音時，話筒輸入信號被抑制。

（10）功能置于“控制”時，可通過遠(yuǎn)控開關(guān)進行極性測試或純音檢聽的切換，即：開關(guān)斷開時，輸出試音信號，可進行純音檢聽；開關(guān)閉合時，則輸出脈沖信號，可進行極性測試。

5 極性儀校準(zhǔn)方法

由于極性儀輸出端產(chǎn)生的正向脈沖信號系列，所以我們可以參考函數(shù)發(fā)生器檢定規(guī)程和脈沖信號發(fā)生器檢定規(guī)程對極性儀的參數(shù)進行校準(zhǔn)。脈沖信號的主要參數(shù)包括（1）脈沖電壓，（2）脈沖寬度，（3）脈沖頻率，（4）脈沖上升時間。下面是極性儀各參數(shù)的校準(zhǔn)方法（樣品為數(shù)臺型號139極性儀）。

5.1 脈沖電壓校準(zhǔn)

將極性儀輸出端接入數(shù)字示波器的輸入端，極性儀的測試模式選“H”，數(shù)字示波器按下“Autoset”鍵，自動掃描信號。當(dāng)數(shù)字示波器顯示的脈沖圖形較小，可以調(diào)整數(shù)字示波器電壓檔位鍵，使脈沖圖形電壓值能達數(shù)字示波器顯示全屏垂直（電壓軸）高度的60%到80%為宜，這樣可以較準(zhǔn)確的讀出脈沖電壓值，用電壓峰值測量模式，測量脈沖電壓值通常在14V到16V之間。型號139極性儀技術(shù)參數(shù)說明脈沖電壓值大于10V即為合格。

5.2 脈沖寬度校準(zhǔn)

數(shù)字示波器和極性儀初步設(shè)置同上。當(dāng)數(shù)字示波器顯示的脈沖圖形較多，可以調(diào)整數(shù)字示波器時間檔位鍵，使數(shù)字示波器只顯示一個脈沖圖形，而且脈沖寬度能達數(shù)字示波器顯示全屏水平（時間軸）寬度的60%到80%為宜，這樣可以較準(zhǔn)確的讀出脈沖寬度值。用脈寬測量模式，測量脈沖寬度值通常在2.36ms到2.48ms之間。型號139極性儀技術(shù)參數(shù)說明脈沖寬度在2.28ms到2.52ms即為合格。

5.3 脈沖頻率校準(zhǔn)

數(shù)字示波器和極性儀初步設(shè)置同上。調(diào)整數(shù)字示波器時間檔位鍵，使數(shù)字示波器顯示多個（3-6個）脈沖圖形為宜，這樣可以較準(zhǔn)確的讀出脈沖頻率值。用頻率測量模式，測量脈沖頻率值通常在9.95Hz到10.05ms之間。型號139極性儀技術(shù)參數(shù)說明脈沖頻率在9.9Hz到10.1Hz即為合格。

5.4 脈沖上升時間校準(zhǔn)

數(shù)字示波器和極性儀初步設(shè)置同上。當(dāng)數(shù)字示波器顯示的脈沖圖形較多，可以調(diào)整數(shù)字示波器時間檔位鍵，使數(shù)字示波器只顯示一個脈沖圖形的上升沿，使脈沖圖形的上升沿電壓值能達數(shù)字示波器顯示全屏垂直（電壓軸）高度的60%到80%為宜，這樣可以較準(zhǔn)確的讀出脈沖上升時間值。用上升時間測量模式，測量脈沖上升時間值通常在28ns到56ns之間。型號139極性儀技術(shù)參數(shù)說明脈沖上升時間值小于在100ns即為合格。需要說明一點，測量脈沖上升時間值時，由于數(shù)字示波器測量信號時自身的上升時間值對被測脈沖上升時間值測量有影響（公式：測量所得的上升時間t2=被測信號上升時間t2+數(shù)字示波器自身上升時間t2），但對被測極性儀脈沖上升時間值來說影響很小，可以忽略不計，所以數(shù)字示波器脈沖上升時間值讀數(shù)即為被測極性儀脈沖上升時間值。

6 結(jié)束語

綜上所述，本文簡要講述了極性儀的重要性及工作原理，經(jīng)過多年實際工作的實踐，提出了極性儀的操作注意事項，最后著重講述極性儀校準(zhǔn)方法以供探討。

參考文獻

[1]杜建國，趙自文，崔廣新，等.脈沖信號發(fā)生器檢定規(guī)程[S].中國質(zhì)檢出版社，2003，5.

[2]郁月華，朱建剛，武軍，等.函數(shù)發(fā)生器檢定規(guī)程[S].中國質(zhì)檢出版社，2016，6.

[3]揚聲器/話筒極性測試儀[Z].同惠電子有限公司.