注意：这篇历史文章指的是ADC-216高分辨率示波器，它已被PicoScope 4262取代。
安全提示 虽然所使用的脉冲中的能量非常小，但峰值水平可能足以损坏扬声器。确保水平仪设置在您正在测量的扬声器的工作范围内。
初始设置
要对扬声器进行轴上响应，您需要将扬声器放在支架上，尽可能远离所有反射表面。您还应该尝试找到最安静的地方进行测量，因为添加到响应中的噪声会降低结果。测量麦克风应放置在所选测量轴上扬声器前方约1米处。设置麦克风和扬声器后，用卷尺测量到最近的反射表面的距离。通常这将是地板或天花板。
一个简单的几何图形（图1）将告诉您使用什么样的低频截止。
低频截止= 343 /（（2 *（x 2 + h 2）0.5）
其中343 ms -1 是声速。对于天花板高度为2.4米，测量距离为1米的房间，可以：
低频截止= 343 /（（2 *（（0.5 2 + 1.2 2）0.5）= 132 Hz
所以，对于这个大小的房间你知道132 Hz以下的任何数据都是垃圾！请记住，您应该在此处设置额外的余量，因为在测量的低八度音阶中收集的数据点非常少。
下一阶段是连接设备（图2）。请注意，电脉冲输入ADC-216以及从麦克风接收的脉冲。这意味着您可以在开始声学测量之前检查电脉冲的带宽。最好还要检查功率放大器的输出，以确保它不会被脉冲输入过载。从麦克风输出很难检测到这种过载，因此请检查功率放大器的输出是否在其额定值范围内。
图1
图2
频率响应测量 注意：如果要进行一组测量以进行比较，则必须对每个测量使用相同的设置。否则，测量的相对水平将是不同的。 对于本说明，假设脉冲gen的输出在通道A中，而来自通道B中的麦克风的返回信号。 从脉搏开始。下面的屏幕显示了脉冲及其频谱（图1）。 请注意触发器和频谱视图的设置（有关详细信息，请参阅PicoScope帮助文件）。 范围视图设置>选项设置为： ·'X scale'= Log Spectrum View Settings> Options设置为： ·'要显示的数据'=当前。 ·'Y scale'= dB ·'窗口'=矩形 ·'没有频谱带'= 512 ·'显示模式'=正常 在光谱视图设置>测量>测量列表>添加中： '测量'=扫描时间 '频道'= ch A. 请注意，脉冲宽度为25μs，并且在20 kHz左右时具有3 dB的衰减。如果脉冲变长，则最高测量频率下降。需要在以下两者之间进行权衡：在脉冲中获得足够的功率以克服到达麦克风的背景噪声和带宽。功率放大器和扬声器设置的脉冲高度有一个上限。如果您不想测量10 kHz以上，脉冲长度会提高噪声性能。请注意，Spectrum View窗口是矩形的。不要将其与测量时间窗口混淆。要获得扬声器测量的良好效果，您可以尝试更改“频谱视图”窗口。布莱克曼窗口可能是最好的。 设置脉冲长度后，您现在可以开始查看声学输出，您需要调整脉冲的重复率。设置通过扬声器的脉冲并在PicoScope上观察结果。 注意：设置触发器以对麦克风信号进行操作。 下面的屏幕显示了结果。请注意，来自麦克风的红色脉冲相对于电气（蓝色脉冲）延迟超过2.8 ms。在这种情况下，测量距离为95厘米，这使我们测得的声速为333毫秒-1 （一个很好的检查！）（图2）。
图1
图2
设置重复率时，必须考虑房间的混响时间。如前所述，房间的第一次反射决定了我们可以使用的测量窗口。然而，在此之后，来自房间反射的能量继续到达麦克风一段时间。在一般的实验室中，来自脉冲的声音可能需要0.5秒到1秒才能衰减。如果您的房间非常混响（大而吸收很少），衰减可能需要更长时间，最长可达5秒或10秒。这一点的重要性在于，必须允许来自一个脉冲的混响尾部在下一个脉冲到来之前衰减。如果不允许这种情况发生，则将混响能量添加到测量值上。最好将重复率设置在0.5秒和1秒之间。 设置脉冲重复率后，您就可以开始在扬声器上进行测量。右边的屏幕显示了如果在测量麦克风后面放置一个硬反射物体（一个A4尺寸的笔记本电脑）会发生什么（图3）。 主脉冲后0.5毫秒的反射很清楚。反射在测量的响应中产生非常明显的峰值和下降。这证明了从测量中去除反射的重要性。硬表面的大反射会对您的结果产生很大的影响，但即使较小的反射也会引入可能掩盖扬声器真实属性的错误。
图3
麦克风 对于本应用笔记，我们使用了一个小型驻极体麦克风。这些都很便宜并且提供良好的频率响应性能。如果您需要校准测量，则需要获得校准麦克风。除非您拥有正确的设备，否则难以进行麦克风校准，只有在您需要了解声学测量的绝对水平时才值得。对于相对测量，大多数优质电容器或驻极体话筒都是足够的。
调整反射 为了充分利用ADC-216和PicoScope的功能并产生良好的测量结果，您需要调整触发的数据点的触发，带宽和数量。 对于最快的测量时间，将Spectrum> Options中的数据点数设置为128.您可以增加此数字以获得更高的频率分辨率。如果确实增加了数据点的数量，则测量窗口的大小也会增加。这将通过扫描时间测量显示。减小捕获的带宽也会增加扫描时间。 要有效地消除测量中的反射（回波），您应该更改触发延迟。通过增加延迟（将百分比设置得更负），可以在跟踪结束时丢弃数据。设置此选项的最佳方法是在光标视图中将一个光标放在“范围视图”中，将另一个光标放在“光谱视图”中显示的扫描时间值。当您更改触发点时，光标将跟踪。一旦您的结束光标离开Scope View，您就知道您正在有效地截断捕获的数据。窗口长度不能长于扫描时间，移动触发点会进一步降低值。 请记住，窗口需要足够短，以便从测量中移除第一个反射。使其比这短得多，可以减少测量数据并提高测量的低频截止频率。值得花时间调整带宽，采样数和触发点，看看它们有什么影响。 右侧屏幕（图4）显示了采用256个数据点进行20.8 kHz带宽测量的结果，触发延迟设置为-55％，窗口约为4.5 ms。使用Blackman窗口进行该测量以进行光谱计算。到最近的反射表面的时间约为6毫秒。有效窗口时间意味着测量仅在大约220Hz以上是好的。对于256个点，频率间隔为81.5 Hz，因此截止频率以下只有3个数据点。
图3
处理噪音 在可能的情况下，您应该尝试使用安静的房间进行测量，也许在正常工作时间以外使用房间。但是，您可能会发现测试环境中的背景噪音仍然难以获得良好的结果。如果发生这种情况，有三件事可能有所帮助。首先，在麦克风上使用陡峭的高通滤波器以消除低频噪声。您可以根据测量室的实际低频限制定制此滤波器。其次，使用PicoScope内置的平均值。使用平均是从测量中消除随机噪声的一种非常有效的方法。您可以在各自的选项中打开范围和频谱视图的平均值。 注意：应用于“范围”视图的平均值不会传输到频谱计算中。 当您使用平均值时，您必须准备好等待数据达到平衡。对于每增加3 dB的噪声，您必须将平均值发生的时间加倍。这意味着如果每秒收集数据块，则必须至少等待26秒（仅超过一分钟）才能有效提高18 dB。 你的第三个选择是增加冲动的力量。这意味着增加其高度或宽度（或两者）。如果您选择增加脉冲高度，请小心，因为它可能会使功率放大器过载或导致扬声器损坏。如果增加脉冲宽度，则降低频率测量的上限。您应该检查电脉冲的响应（如上所述）。