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高声压远程扬声器系统介绍.doc

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资源描述

1、高声压远程扬声器系统介绍徐新国 1, ,(1 亿达音响制造有限公司 广东 东莞 523770)摘要 Abstract本文介绍了 db 系列高声压远程扬声器系统的开发背景,开发过程,基本性能和参数,以及室内客观测试,室外测试和相关的主观听音评估,以及整个系统产品的一个结论说明。Long-throw high sound pressure level speaker instructionXu xin guo1, ,( 1.Elder Audio Manufacture Co., Ltd. Guangdong dongguan 523770)Abstract:The article introdu

2、ces db series long-throw high SPL speaker, including its development background, development process, basic performance and parameters, as well as indoors objective testing and outdoors testing, related subjective listening evaluation and a conclusion of the entire system products. 背景2008 年风雪年以及汶川大地

3、震,在救援指挥和动员过程中,需要一种高声压,远射程,低功耗,高语音清晰度 1的一种扩声产品,当时找遍了国内市场都没有合适的产品,那时我们就开始进行对高声压,低功耗,高语音清晰度的扩声器的研发。2010 年 5 月这种产品在北京专业灯光音响展上一经展出,得到了很多专家的一些建议和用户的赞赏,在这些建议上我们进行第二次改进,我们的目标是:灵敏度最大化;电源消耗功率较小化,传输距离较大化。今年,2011 年北京专业灯光音响展上我们进行了最新的 db 系列高声压远程扬声器系统产品的展示和推广,得到了很高的评价。下面向大家汇报一下整个系列产品在研发过程中的一些技术问题,以及测试过程中依据的相关标准 2和

4、一些技术突破。1 db 系列高声压远程扬声器系统的立项要求1.1 该喊话器具有高的声压级; 1.2 该喊话器主要用于便携、车载、固定安装多种模式,拆卸方便快速,能够很快的组成系统。1.3 防摔:要求产品从移动的小轿车顶部落下,有变形,但不能有功能性损坏。1.4 防水,防潮:要求产品能承受暴雨 3 小时的雨淋、等环境使用要求(IP45)1.5 耐高、低温:要求产品能够在-30 0C+500C 环境下储存和使用。1.6 防灰尘:要求产品有防灰尘功能,特别是在移动的汽车上的防灰尘功能1.7 防生锈,防盐雾:要求产品在室外使用中具有 5 年不生锈的能力。1.8 具有抗静电 3000V 的能力 3。2

5、认证和实施接到立项要求后,我们开始组织研发人员对立项要求进行仔细的研究和认证,对需求我们进行充分的理解和消化。对于高声压的理解我们的理解是首先要有一个接近理论值的号角驱动器,通过一年多的结构设计,材料选用和生产工艺、生产设备上的改进,经过不断修改和完善,电声团队终于完成了一款 116dB/1W/1m 的号角驱动器,经过我们查找相关产品和询问相关专家,可以肯定这个驱动器的灵敏度是很高的了!我们的产品需要用在汽车上,那么我们就采用“牧马人”越野车作为使用对象, 对其系统分析,此车在正常工作时,其发电机的输出功率为 650W,为了给 db 系列产品供电,安全状况下,可以提供450W 的功率,最后根据

6、车载数量为 6 个的情况下,我们确定每个音箱的功率为 72W。这样我们也做到了电源消耗较小化的需求(不需要额外增加电源) 。对于传输距离最大化,同时也要尽量覆盖较大的区域,这就涉及选用什么样的指向性比较合理的问题。通过计算和实际试听,我们最后确定了单个音箱的指向性角度是:水平 80,垂直 50。6 只组合后,其水平指向性和水平指向性都为 50,既有较宽的指向性又能传输较远的距离。这样我们就满足了修改后的立项的 3 个需求。3 db 系列高声压远程扬声器系统的简要说明3.1 db 系列产品主要由三款基本产品构成3.1.1 db100 音箱:3.1.2 db100C 控制器:3.1.3 db110

7、0-mp3 便携式系统: 3.2 db 系列产品的常用组合形式3.2.1 db2100 小型,2 个 db100+db100C 的组合3.2.2 db4100 中型,4 个 db100+db100C 的组合3.2.3 db18100 大型,18 个 db100+db100C 声墙组合3.3 野外特殊使用组合形式3.3.1 db6100 车载流动组合3.3.2 db24100 远程固定防暴组合4 基本性能车载系统:具有不低于 IP45 等级防水功能、有远射程、高声压、高清晰度的特性。100 米内具备防暴、威慑功能。1000 米内具备高清晰度的语音广播功能;能满足可靠、耐用的远程喊话、警告、威慑、

8、防暴等需求。便携式系统使用方便、具有不低于 IP45 等级防水功能;电池使用时间不低于 8 小时,具有固定或移动播放功能;散热功能良好、保护系统完善。4.1 db100 音箱基本参数IP45 级防尘防水,抗摔耐压。70W/8 功率低功率 4;116dB/1W/1m 较高灵敏度;最大声压.(粉噪信号,1.8-2.2 峰值因数)130dB4.2 db100C 控制器基本功能有音乐信号、MIC 信号、线路信号,无线话筒信号, MP3 信号的增益控制功能;有 EQ 功能,正常情况下有较好的音质特点,紧急状态有提升 20dB 多的超高声压扩声功能。4.3 db1100-mp3 便携式强声广播系统基本参数

9、和性能集成 db100 和 db100C 的功能于一体,自带锂电池。最大声压状态不少于 8 小时语言扩声的工作能力;内部小功率功放:70W/8 功率号角驱动器灵敏度:115dB/1W/1m(频响中最高点) ;最大有效声压.(粉噪信号,1.8-2.2 峰值因数)130dB;5 系统室内测试数据为了验证数据的真实有效我们进行了两种方式的测试。第一种方式为实验室测试,主要是对于样品的各项技术指标与特性进行数据化测试;第二种方式为户外使用中的实际测试,主要是在噪声环境影响下对声压级、语音清晰度和语言可懂度指标进行测试和主观听音评估。为了让整个测试结果和测试过程更为准确化、规范化与科学化。整个测试过程中

10、我们都邀请了业内资深专家和测试人员进行了全程的指导和监督。5.1 测试依据的标准有源扬声器系统有些参数的测试方法依据企业标准进行测试GB/T 93961996扬声器主要性能测试方法 GB 73131987 高保真扬声器系统最低性能及测量方法SJ/T10406-93 声频功率放大器通用技术条件 GBT17626.2-1998 静电放电抗扰度试验 GBT17626.4-1998 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB8898-2001 音频、视频及类似电子设备的安全要求 GB/T 2423.1 电工电子产品环境试验 GB/T 2423.101995 电工电子产品环境试验 试验方法 试验 Fc:和导则:振

11、动GB/T 2423.81995 电工电子产品环境试验 试验方法 试验 Ed:自由跌落等标准5.2 功放模块基本性能测试 (为了保密,下面只摘录了部分内容)序号 测试项目 测试条件 测试结果 单位1 失真限制下的功率 81,THD=0.5%,1KHz,工作 3 分钟 72 W2 频率响应 81,正常工作条件,250Hz5.5KHz5.3,成品的测试和试验一只完整的 db1100-mp3 在“国家广播电视产品质量监督检测中心”进行了测试,摘录部分数据如下:序号 测试项目 测试条件 测试结果 单位1 纯音检查 输入信号电压为 25mv 频率为 400-6k 正弦信号 无异常3 频率响应 输入电压

12、138mv,测试距离 2 米 380-6kHz4 指向性 输入电压 138mv,用专用转台。 1kHz 水平 80 度,垂直 50 度5 最大声压级 1 粉噪信号(1.8-2.2)测试距离 2 米,换算成 1 米处的声压级。 131 dB7 谐波失真 输入 1kHz 正弦信号,输入电压 63mv 0.8%5.4 车载系统的指向性测试的结果见图 1:图 1 车载系统的指向性图可以看出指向性角度只有 54.4 度,而 Q 值为 13.85.5 db1100-MP3 供电能力将内置锂电池充满电后,使用 MP3 播放人声信号(男生:美谈不美) ,输出置于最大声压状态,让系统连续工作,一直工作到自动停止

13、为止(具有自动停止保护功能) ,时间是 12 小时左右可以说明电池的续航能力可达 10 小时以上。温升试验的结果是:整个外壳部分的温升较少,具体看看温升的数据。环境温度: 25 度温度探头 元件号 测量值() 温升值(K) 判定1 L1 表面 37.1 12.1 OK2 C24 表面 38.5 13.5 OK3 T1 线圈表面 40.5 15.5 OK4 Q1 附近 PCB 板 41.9 16.9 OK5 7805 表面 40.3 15.3 OK6 D3 附近 PCB 板 42.8 17.8 OK7 C10 表面 40.6 15.6 OK8 C28 表面 39.1 14.1 OK9 C29 表

14、面 39.5 14.5 OK10 L2 表面 43.9 18.9 OK11 Q5 表面 41.3 16.3 OK12 Q6 附近 PCB 板 45 20 OK结论:外壳自然散热的方式能够保证足够的安全!5.6 环境实验为了验证产品在特殊环境的使用状况,我们的环境试验比普通电子电工类产品 5要严酷,试验结果如下:产品在 55 度超高温和-35 度超低温且超载的工作条件下依然能正常工作!5.7 机械稳定测试将 dB100 系统装入正常出货使用的包装箱内,在振动仪上连续振动 2 小时后、开箱检查无任何异常,接上信号源听音,输出正常。跌落实验,按照 GB/T 2423.81995 的标准,结合 db1

15、00 系统的重量,在跌落试验机上作五面、三棱、一角的自由跌落实验,开箱检查依然未发现任何的异常,输入信号听音,正常!6 系统室外测试数据在实验室测试结果我们的设计人员是心中有数的。因为在整个研发的过程中,参照相关标准进行过多次数据测量,在整个研发过程中的反复测试与求证的过程可以说是相当严谨和细致的。我们在试验室得出的测试结果与第三方测试的数据基本相符。那么室外情况如何?我们组织第三方人员对产品进行了室外测试,其结果如下:表 1 室外测试数据db6100 车载系统测试记录距离(米) 最大声压级( 1kHz 倍频,峰值因数 3.6) 噪声信号语言传输指数STIPA汉语单音节清晰度词语可懂度100

16、110 113 1000 0.7 0.7 85%dB1100-MP3 便携式产品测试记录距离(米) 最大声压级 (1kHz 倍频,峰值因数 3.6) 噪声信号语言传输指数STIPA汉语单音节清晰度词语可懂度50 93 96.5 100 85 91 200 80 86 500 0.6 1000 0.6 0.6 84%从以上数据可以看到,在 1000 米处,dB1100-MP3 语音传输指数可达 0.6、语音清晰度指数达0.6、词语可懂度在 84%,而 dB6100 的数据更为理想,在 1000 米的距离依然能够清晰的听到 db6100发出的声音。词语可懂度在 85%,室外测试完成后我们又组织中国

17、电子学会声频工程分会的有关专家进行了主观听音评价,其结果见如下表 2 主观听音评估表和表 3 车载系统主观听音评估表 听音后专家给出的综合意见是:1, 作为广播用在一定的范围内,不仅声音清楚而且音质非常好。2, 便携式高声压广播系统使用方便;车载式强声定向扩声系统用于紧急情况下无需额外增加电源。3, 在同样声压状态下功率消耗非常低,符合环保节能要求。表 2 主观听音评估表人声 音乐 焠发信号男生 女生备注听音距离(米) 能否听见可听懂程度 能否听见可听懂程度 能否听见 能否听见100 能 优 能 优 能 能200 能 优 能 优 能 能300 能 优 能 优 能 能500 能 良 能 优 能

18、能1000 能 中 能 中 能 能 (水面)表 3 车载系统主观听音评估表 人声 音乐 焠发信号男生 女生备注听音距离(米) 能否听见可听懂程度 能否听见可听懂程度 能否听见 能否听见500 能 优 能 优 能 能1000 能 优 能 优 能 能2000 能 良 能 良 能 能3000 有时 下 有时 下 能 能风力和地形影响较大7 整体结论 结合我们的室内外测试和主观听音评估,产品开发部门的结论是:db 系列高声压远程扬声器系统产品满足了立项要求,通过对比其他产品的数据,到目前为止此产品达到了国际先进水平,其中声压级指标,在同样功率的情况下,还超过了国际水平。参考文献:1. 电声技术期刊 2

19、010 第三期提高音响系统音响效果的测量方法 (亿达音响制造有限公司-徐新国)2. GB/T 93961996扬声器主要性能测试方法中华人民共和国国家标准. S.北京:国家质量监督检查检疫总局.3. GBT17626.2-1998静电放电抗扰度试验 中华人民共和国国家标准. S.北京:国家质量监督检查检疫总局.4. SJ/T10406-93声频功率放大器通用技术条件 中华人民共和国电子行业标准. S.北京:中华人民共和国信息产业部5. GB/T 2423.1电工电子产品环境试验中华人民共和国国家标准. S.北京:. 国家质量监督检查检疫总局作者联系方式及简历作者姓名:徐新国 详细地址:广东省东莞市大朗镇水平村象山工业城象和路 28 号邮编:523770电话:13763168325 0769-89061666E-Mail: 简历:徐新国,高级音响工程师。武汉华中理工大学应用电子专业毕业。目前任东莞亿达音响制造有限公司总工程师。研究音响系统应用和音响产品的研发,以及产品标准的制定和品质管理工作。

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