CN108989963A - 一种多频点静电激励校准装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多频点静电激励校准装置及其工作方法。该装置包括控制装置、D/A转换器、功率放大器、升压模块、分压电阻网络、A/D转换器和静电激励保护罩，静电激励保护罩包括静电激励板以及用于将静电激励板固定在传声器上的固定机构，静电激励保护罩设置在传声器顶部，控制装置分别与D/A转换器的输入端和A/D转换器的输出端电连接，D/A转换器的输出端与功率放大器的输入端电连接，功率放大器的输出端与升压模块的输入端电连接，升压模块的输出端与静电激励板、分压电阻网络的输入端电连接，分压电阻网络的输出端与A/D转换器的输入端电连接。本发明能够保证输出的校准信号的准确性，且能够产生多种频率的校准信号，灵活而方便。

Description

一种多频点静电激励校准装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及传声器校准技术领域，尤其涉及一种多频点静电激励校准装置及其工作方法。

背景技术

随着户外噪声自动监测系统的完善，现在很多城市都要尝试用自动监测来取代人工监测，但在自动监测的时候需要每天对传声器的灵敏度进行检测，防止灵敏度漂移的太大。传声器的灵敏度的检测主要是通过声校准器来实现，但声校准器需要人操作，不适合在户外自动进行。还有一种方法就是采用电荷注入法进行测试，但是该方法检测的是传声器的等效电容，虽然传声器的等效电容与传声器的灵敏度有一定的关系，但等效电容的变化量并不能直接反映出灵敏度的变化量。静电激励法也是检测传声器灵敏度的一个方法，一般是在实验室中使用，使用的设备一般很大，不够灵巧。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种多频点静电激励校准装置及其工作方法，其能够保证输出的校准信号的准确性，且能够产生多种频率的校准信号，灵活而方便。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明的一种多频点静电激励校准装置，包括控制装置、D/A转换器、功率放大器、升压模块、分压电阻网络、A/D转换器和静电激励保护罩，所述静电激励保护罩包括静电激励板以及用于将静电激励板固定在传声器上的固定机构，所述静电激励保护罩设置在传声器顶部，所述控制装置分别与D/A转换器的输入端和A/D转换器的输出端电连接，所述D/A转换器的输出端与功率放大器的输入端电连接，所述功率放大器的输出端与升压模块的输入端电连接，所述升压模块的输出端与静电激励板、分压电阻网络的输入端电连接，所述分压电阻网络的输出端与A/D转换器的输入端电连接。

在本技术方案中，当启动检测时，控制装置根据设定的目标电压值V1输出特定频率的正弦波到D/A转换器，D/A转换器将接收到的数字信号转换为模拟信号输出，模拟信号经过功率放大器、升压模块放大升压后（升压比1：200），产生一个高电压正弦波（150V～200V）输出到静电激励板和电阻分压网络，静电激励板将静电力加到传声器振膜上，对传声器进行频率响应，高电压还经过电阻分压网络分压（分压比例为200：1）产生低电压输出到A/D转换器，A/D转换器将接收到的模拟信号转换为数字信号输出到控制装置，控制装置根据接收到的数字信号计算出升压模块输出的电压值V2，并与设定的目标电压值V1进行比较，如果V2＞V1，则控制装置控制D/A转换器输出的正弦波幅度减小，如果V2＜V1，则控制装置控制D/A转换器输出的正弦波幅度增大，如果V2=V1，则控制装置控制D/A转换器输出的正弦波幅度保持不变。

由于正弦波数据是有控制装置产生的，所以通过设定不同的参数就可以实现输出不同频率和幅度的信号，灵活而方便。

作为优选，所述控制装置包括控制器、按键和显示屏，所述控制器分别与D/A转换器的输入端、A/D转换器的输出端、按键和显示屏电连接。

作为优选，所述静电激励板位于传声器顶部的振膜上方，且与传声器顶部的振膜直接的距离为0.5-0.7mm。

输出的高压正弦信号加载在静电激励板上后，要使其能够产生作用，还需要静电激励板与传声器顶部的振膜保持一个比较近的固定距离，一般在0.6mm左右。

作为优选，所述静电激励板呈圆形，所述固定机构包括套设在静电激励板外侧的绝缘连接件、套设在绝缘连接件外侧的螺纹筒，所述螺纹筒内设有与传声器顶部外螺纹匹配的内螺纹。绝缘连接件具有弹性。

现采用螺纹连接的方式将静电激励板固定在传声器顶部，便于调整静电激励板与传声器顶部的振膜之间的距离。由于传声器整个外壳都是导体，所以在静电激励板与螺纹筒之间加了绝缘连接件，该连接件需要有良好的绝缘性能，而且还需要极其微小的形变系数，这样可以防止由于不同环境下由于材料形变而造成静电激励板与传声器振膜距离改变（距离的变化会直接影响到传声器灵敏度检测的准确度）。

本发明的一种多频点静电激励校准装置的工作方法，用于上述的一种多频点静电激励校准装置，包括以下步骤：

控制装置根据设定的目标电压值V1输出特定频率的正弦波到D/A转换器，D/A转换器将接收到的数字信号转换为模拟信号输出，模拟信号经过功率放大器、升压模块后产生一个高电压正弦波输出到静电激励板和电阻分压网络，高电压经过电阻分压网络分压产生低电压输出到A/D转换器，A/D转换器将接收到的模拟信号转换为数字信号输出到控制装置，控制装置根据接收到的数字信号计算出升压模块输出的电压值V2，并与设定的目标电压值V1进行比较，如果V2＞V1，则控制装置控制D/A转换器输出的正弦波幅度减小，如果V2＜V1，则控制装置控制D/A转换器输出的正弦波幅度增大，如果V2=V1，则控制装置控制D/A转换器输出的正弦波幅度保持不变。

本发明的有益效果是：能够保证输出的校准信号的准确性，且能够产生多种频率的校准信号，灵活而方便。

附图说明

图1是本发明的一种电路原理连接框图；

图2是静电激励保护罩的一种结构示意图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是静电激励保护罩的安装示意图。

图中：1、控制装置，2、D/A转换器，3、功率放大器，4、升压模块，5、分压电阻网络，6、A/D转换器，7、静电激励板，8、绝缘连接件，9、螺纹筒，10、传声器。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

本实施例的一种多频点静电激励校准装置，如图1、图2、图3所示，包括控制装置1、D/A转换器2、功率放大器3、升压模块4、分压电阻网络5、A/D转换器6和静电激励保护罩，静电激励保护罩包括静电激励板7以及用于将静电激励板7固定在传声器10上的固定机构，静电激励保护罩设置在传声器10顶部，控制装置1分别与D/A转换器2的输入端和A/D转换器6的输出端电连接，D/A转换器2的输出端与功率放大器3的输入端电连接，功率放大器3的输出端与升压模块4的输入端电连接，升压模块4的输出端与静电激励板7、分压电阻网络5的输入端电连接，分压电阻网络5的输出端与A/D转换器6的输入端电连接。

静电激励板7位于传声器10顶部的振膜上方，且与传声器10顶部的振膜直接的距离为0.5mm。静电激励板7呈圆形，固定机构包括套设在静电激励板7外侧的绝缘连接件8、套设在绝缘连接件8外侧的螺纹筒9，螺纹筒9内设有与传声器10顶部外螺纹匹配的内螺纹。绝缘连接件8具有弹性。

将静电激励保护罩安装在传声器顶部，如图4所示。

当启动检测时，控制装置根据设定的目标电压值V1输出特定频率的正弦波到D/A转换器，D/A转换器将接收到的数字信号转换为模拟信号输出，模拟信号经过功率放大器、升压模块放大升压后（升压比1：200），产生一个高电压正弦波（150V～200V）输出到静电激励板和电阻分压网络，静电激励板将静电力加到传声器振膜上，对传声器进行频率响应，高电压还经过电阻分压网络分压（分压比例为200：1）产生低电压输出到A/D转换器，A/D转换器将接收到的模拟信号转换为数字信号输出到控制装置，控制装置根据接收到的数字信号计算出升压模块输出的电压值V2，并与设定的目标电压值V1进行比较，如果V2＞V1，则控制装置控制D/A转换器输出的正弦波幅度减小，如果V2＜V1，则控制装置控制D/A转换器输出的正弦波幅度增大，如果V2=V1，则控制装置控制D/A转换器输出的正弦波幅度保持不变。

由于正弦波数据是有控制装置产生的，所以通过设定不同的参数就可以实现输出不同频率和幅度的信号，灵活而方便。

控制装置1包括控制器、按键和显示屏，控制器分别与D/A转换器2的输入端、A/D转换器6的输出端、按键和显示屏电连接。

输出的高压正弦信号加载在静电激励板上后，要使其能够产生作用，还需要静电激励板与传声器顶部的振膜保持一个比较近的固定距离，一般在0.6mm左右。

现采用螺纹连接的方式将静电激励板固定在传声器顶部，便于调整静电激励板与传声器顶部的振膜之间的距离。由于传声器整个外壳都是导体，所以在静电激励板与螺纹筒之间加了绝缘连接件，该连接件需要有良好的绝缘性能，而且还需要极其微小的形变系数，这样可以防止由于不同环境下由于材料形变而造成静电激励板与传声器振膜距离改变（距离的变化会直接影响到传声器灵敏度检测的准确度）。

本实施例的一种多频点静电激励校准装置的工作方法，用于上述的一种多频点静电激励校准装置，包括以下步骤：

控制装置根据设定的目标电压值V1输出特定频率的正弦波到D/A转换器，D/A转换器将接收到的数字信号转换为模拟信号输出，模拟信号经过功率放大器、升压模块后产生一个高电压正弦波输出到静电激励板和电阻分压网络，静电激励板将静电力加到传声器振膜上，对传声器进行频率响应，高电压还经过电阻分压网络分压产生低电压输出到A/D转换器，A/D转换器将接收到的模拟信号转换为数字信号输出到控制装置，控制装置根据接收到的数字信号计算出升压模块输出的电压值V2，并与设定的目标电压值V1进行比较，如果V2＞V1，则控制装置控制D/A转换器输出的正弦波幅度减小，如果V2＜V1，则控制装置控制D/A转换器输出的正弦波幅度增大，如果V2=V1，则控制装置控制D/A转换器输出的正弦波幅度保持不变。

Claims (5)

1.一种多频点静电激励校准装置，其特征在于，包括控制装置（1）、D/A转换器（2）、功率放大器（3）、升压模块（4）、分压电阻网络（5）、A/D转换器（6）和静电激励保护罩（7），所述静电激励保护罩（7）包括静电激励板（7）以及用于将静电激励板（7）固定在传声器（10）上的固定机构，所述静电激励保护罩设置在传声器（10）顶部，所述控制装置（1）分别与D/A转换器（2）的输入端和A/D转换器（6）的输出端电连接，所述D/A转换器（2）的输出端与功率放大器（3）的输入端电连接，所述功率放大器（3）的输出端与升压模块（4）的输入端电连接，所述升压模块（4）的输出端与静电激励板（7）、分压电阻网络（5）的输入端电连接，所述分压电阻网络（5）的输出端与A/D转换器（6）的输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种多频点静电激励校准装置，其特征在于，所述控制装置（1）包括控制器、按键和显示屏，所述控制器分别与D/A转换器（2）的输入端、A/D转换器（6）的输出端、按键和显示屏电连接。

3.根据权利要求1所述的一种多频点静电激励校准装置，其特征在于，所述静电激励板（7）位于传声器（10）顶部的振膜上方，且与传声器（10）顶部的振膜直接的距离为0.5-0.7mm。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种多频点静电激励校准装置，其特征在于，所述静电激励板（7）呈圆形，所述固定机构包括套设在静电激励板（10）外侧的绝缘连接件（8）、套设在绝缘连接件（8）外侧的螺纹筒（9），所述螺纹筒（9）内设有与传声器（10）顶部外螺纹匹配的内螺纹。

5.一种多频点静电激励校准装置的工作方法，用于权利要求1所述的一种多频点静电激励校准装置，其特征在于，包括以下步骤：

控制装置根据设定的目标电压值V1输出特定频率的正弦波到D/A转换器，D/A转换器将接收到的数字信号转换为模拟信号输出，模拟信号经过功率放大器、升压模块后产生一个高电压正弦波输出到静电激励板和电阻分压网络，高电压经过电阻分压网络分压产生低电压输出到A/D转换器，A/D转换器将接收到的模拟信号转换为数字信号输出到控制装置，控制装置根据接收到的数字信号计算出升压模块输出的电压值V2，并与设定的目标电压值V1进行比较，如果V2＞V1，则控制装置控制D/A转换器输出的正弦波幅度减小，如果V2＜V1，则控制装置控制D/A转换器输出的正弦波幅度增大，如果V2=V1，则控制装置控制D/A转换器输出的正弦波幅度保持不变。