Составители:
4.4. Метод взаимности
Метод взаимности относится только к обратимым преобразователям, таким как
генератор переменного тока или громкоговоритель. Если прикладывать силу и вращать
ротор генератора, то на выходе статорной обмотке возникает ЭДС. Если к диффузору
громкоговорителя приложить силу в виде звуковых колебаний, на выходе катушки также
будет ЭДС.
Если статор генератора подключить к напряжению, то ротор начнет вращаться. Если
на катушку громкоговорителя подать переменное напряжение, то диффузор придет в
колебательное движение.
Сущность метода взаимности состоит в том, что чувствительности обратимого
преобразователя связаны жесткой функциональной зависимостью. Для громкоговорителя
и микрофона она имеет вид
ρ⋅
= ⋅
пр изл
f
E E
2r
где Е
пр
-чувствительность преобразователя в режиме приема звуковых колебаний, Е
изл
-
чувствительность преобразователя в режиме излучения звуковых колебаний, ρ
–
статическая плотность воздуха (1,23 кГ/м
3
), расстояние между преобразователями, F –
звуковая частота. Если известна одна чувствительность – вторая определяется
однозначно.
4.5. Измерение чувствительности микрофона методом взаимности
Суть проблемы в том, что для измерения чувствительности и частотной
характеристики микрофона нужно иметь идеальный громкоговоритель, который
обеспечивает одно и то же звуковое давление на всех частотах. Увы, таких не бывает.
Остается надеяться на метод взаимности.
Обозначим интересующую нас чувствительность микрофона на частоте F через E
x
, в
этой лабораторной работе он работает как приемник давления.
Для определения этой чувствительности надо использовать еще 2 громкоговорителя,
не обязательно одинаковые. Тогда можно будет составить систему из 3 уравнений,
которые решить относительно Е
x
. Решение можно получить, составив схему из трех
последовательных измерений
1 1
2 2
2 1 3
Г М U
Г М U
Г Г U
⇒ ⇒
⇒ ⇒
⇒ ⇒
где Г1- громкоговоритель 1, Г
2
– громкоговоритель 2, М – микрофон. Во всех случаях в
громкоговорителях входной ток один и тот же и равен i. Используя формулу для
чувствительности обратимых преобразователей (громкоговорителей) из метода
30
Рабочий диапазон частот
N, дБ График АЧХ микрофона
125 250 350 500 700 1000 2000 4000 Гц
6
6
−
0
12
−
18
−
заданная
неравномерность 6дБ
