带声负反馈的声校准器的研制

    声校准器是一种能在一个或几个频率点上产生一个或几个恒定声压的声源。作为一种计量器具，它用来校准声级计、测试传声器及其它声学测量仪器的绝对声压灵敏度，有时候还将它作为声测量装置的一部分，来保证声测量的精度[1]。声校准器按准确度等级分为LS级、1级和2级[2]，LS级声校准器一般只在实验室中使用，而1级和2级声校准器在现场使用。

    按照工作原理，声校准器主要分为活塞发声器、带温度补偿的声校准器和带声负反馈的声校准器等几种类型。本文在分析各类校准器工作原理和特点的基础上，重点阐述了我公司研制的带声负反馈的声校准器的设计原理及性能参数，并与国外同类产品进行了试验对比，还根据计量部门的周期检定结果对产品指标进行了长期验证。

    1 活塞发声器

    活塞发生器由电动机带动凸轮或曲轴，推动活塞在空腔内做正弦运动[3]，从而改变空腔的压力，产生声音。由于活塞的表面积、活塞行程和腔容积都保持不变，因此它产生的声压也非常稳定，适宜于作为LS级精密校准器使用。这种声校准器的缺点是它的频率受电动机转速限制不可能做得很高，通常只能达到250Hz。而且它产生的声压级会随着气压的变化而变化，需要对气压的影响进行修正，在校准不同型号传声器时还要修正等效容积。

    2 温度补偿的声校准器

    这种声校准器由晶体振荡器和电声换能器组成，晶体振荡器产生一定频率的电信号，驱动换能器的压电陶瓷和振膜发声（振膜后还有一个亥姆霍兹谐振腔以提高负载能力）[4]。考虑到压电陶瓷等器件的特性会随温度而变化，还要加入温度补偿，使声压保持不变。这种声校准器不需要对等效容积进行修正，输出频率范围很宽，但准确度一般不高，只能达到2 级声校准器的要求（如杭州爱华的AWA6221B声校准器）。

    3 带声负反馈的声校准器

    由杭州爱华研制的AWA6221A是一种采用了新型的声负反馈技术的声校准器。主要由信号发生器、A/D转换器、微处理器、可编程放大器、参考传声器、扬声器和检波放大电路等组成，如图1所示。

    信号发生器产生频率为1000Hz的电信号，经可编程放大器放大后驱动一只小型扬声器发声，参考传声器与扬声器同处一个耦合腔内，该声压信号被参考传声器接收后转化为电信号，经放大、检波，通过A/D转换输入到微处理器，与设在微处理器内的标准数据进行比较，输出的调整数据经可编程放大器变为电压信号反馈给扬声器，使扬声器产生的声压恒定。