GRAS 44AC – nowe referencyjne źródło dźwięku do testów akustycznych

Powtarzalne testy akustyczne zaczynają się od stabilnego źródła dźwięku

W pomiarach akustycznych dużo uwagi poświęca się mikrofonowi pomiarowemu, analizatorowi czy oprogramowaniu. W wielu stanowiskach równie ważny jest jednak drugi element toru pomiarowego – źródło dźwięku.

Jeżeli stanowisko ma być wykorzystywane nie tylko do pojedynczych badań laboratoryjnych, lecz również do wielokrotnych testów porównawczych lub kontroli produkcji, źródło powinno zachowywać stabilne parametry przez długi czas.

Właśnie z myślą o takich zastosowaniach firma GRAS Acoustics opracowała GRAS 44AC Production Reference Speaker – kompaktowe, referencyjne źródło dźwięku przeznaczone do precyzyjnych testów akustycznych.

Producent wykorzystał przy jego projektowaniu doświadczenie zdobyte podczas opracowywania symulatorów ust oraz innych precyzyjnych źródeł elektroakustycznych. Celem było stworzenie konstrukcji zapewniającej stabilne i powtarzalne parametry zarówno w laboratorium, jak i na stanowiskach produkcyjnych. 

Dlaczego źródło referencyjne jest ważne w pomiarach akustycznych?

W klasycznym układzie pomiarowym często analizujemy odpowiedź badanego urządzenia na zadany sygnał akustyczny.

Może to być przykładowo:

generator sygnału → wzmacniacz → źródło dźwięku → badane urządzenie → mikrofon pomiarowy → system akwizycji danych

Jeżeli w takim układzie samo źródło dźwięku zmienia swoje parametry, trudno jednoznacznie określić, czy obserwowana różnica wynika ze zmiany badanego urządzenia, czy z niestabilności stanowiska.

Ma to szczególne znaczenie podczas:

• porównywania kolejnych egzemplarzy produktu,
• kontroli jakości na linii produkcyjnej,
• badań typu pass/fail,
• długoterminowych badań porównawczych,
• automatycznych testów elektroakustycznych.

Dlatego w takich zastosowaniach liczy się przede wszystkim powtarzalność charakterystyki źródła.

GRAS określa 44AC jako źródło stworzone właśnie z myślą o aplikacjach, w których wymagane jest stabilne i przewidywalne zachowanie głośnika w kolejnych testach.

GRAS 44AC – kompaktowy głośnik do precyzyjnych testów

GRAS 44AC wykorzystuje pojedynczy przetwornik i został zoptymalizowany pod kątem zastosowań pomiarowych.

Przy odległości 75 mm od przedniej siatki źródło pozwala uzyskać maksymalny ciągły poziom:

100 dB re. 20 µPa w zakresie 100 Hz–20 kHz

oraz

110 dB re. 20 µPa w zakresie 200 Hz–16 kHz.

Pozwala to wykorzystać 44AC w szerokim zakresie testów elektroakustycznych, bez konieczności stosowania dużego klasycznego zestawu głośnikowego. 

Gładka charakterystyka ułatwia korekcję częstotliwościową 

Jedną z najważniejszych cech GRAS 44AC jest stosunkowo gładka, surowa charakterystyka częstotliwościowa.

Według GRAS powyżej około 250 Hz charakterystyka nie zawiera silnie zaznaczonych szczytów ani zapadnięć. Dzięki temu jej wyrównanie może być wykonane przy użyciu stosunkowo prostych filtrów dostępnych w standardowym oprogramowaniu testowo-pomiarowym. 

To ważna cecha z punktu widzenia automatycznych stanowisk pomiarowych.

Zamiast kompensować dużą liczbę lokalnych rezonansów głośnika, można przygotować prostszą korekcję stanowiska, a następnie stosować ją podczas kolejnych pomiarów.

W dokumentacji producent przedstawia również typową charakterystykę częstotliwościową 44AC mierzoną przy napięciu 1 Vrms w odległości 75 mm od siatki. Wykres na stronie 4 instrukcji dobrze pokazuje, dlaczego producent zwraca uwagę właśnie na łatwość equalizacji tego źródła. 

Niskie zniekształcenia

Źródło referencyjne powinno generować przede wszystkim sygnał zadany przez system pomiarowy, a nie dodatkowe składowe wynikające z pracy samego przetwornika.

Dla sygnału liniowego o poziomie 94 dB re. 20 µPa, w zakresie 200 Hz–16 kHz, producent określa zniekształcenia GRAS 44AC na:

typowo 1%, maksymalnie 1,5%.

Jest to jeden z parametrów istotnych w przypadku precyzyjnych testów elektroakustycznych. 

Wbudowany wzmacniacz upraszcza stanowisko pomiarowe

Jedną z najbardziej praktycznych cech GRAS 44AC jest wbudowany wzmacniacz mocy.

W klasycznym stanowisku pomiarowym pomiędzy generatorem sygnału a głośnikiem potrzebny jest dodatkowy wzmacniacz.

W przypadku 44AC może wyglądać to znacznie prościej:

generator / system pomiarowy → BNC → GRAS 44AC

Po podłączeniu zewnętrznego zasilacza 24 V DC wzmacniacz uruchamia się automatycznie. W zestawie znajduje się zasilacz GRAS AB0012. 

Wbudowany wzmacniacz ma:

• wzmocnienie 10 dB,
• impedancję wejściową 20 kΩ,
• maksymalne napięcie wejściowe 2 Vrms.

Połączenie sygnałowe realizowane jest przez standardowe złącze BNC. 

GRAS 44AC w stanowisku produkcyjnym

Sama powtarzalność akustyczna nie wystarcza, jeżeli urządzenie ma zostać fizycznie zintegrowane ze stanowiskiem produkcyjnym.

Dlatego GRAS wyposażył 44AC w kilka rozwiązań ułatwiających montaż.

Źródło posiada:

• mocowanie 3/8″,
• możliwość kontroli obrotu i ustawienia pozycji,
• dwa gwintowane punkty mocujące na przednim pierścieniu.

Punkty te mogą służyć np. do instalacji dodatkowego uchwytu lub przyrządu pozycjonującego mikrofon. Producent zaznacza jednak, że taki element nie jest standardowym wyposażeniem urządzenia. 

Na ilustracji konstrukcyjnej w instrukcji pokazano również rozmieszczenie wejścia BNC, gniazda zasilania 24 V, wskaźnika zasilania oraz mocowania statywowego. 

Najważniejsze parametry techniczne GRAS 44AC

man_LI0313__GRAS_44AC__Producti…

Gdzie można wykorzystać GRAS 44AC?

Najbardziej oczywistym zastosowaniem 44AC są automatyczne i półautomatyczne stanowiska testów akustycznych.

Może to obejmować m.in. testowanie:

• mikrofonów,
• urządzeń audio,
• elektroniki użytkowej,
• zestawów komunikacyjnych,
• urządzeń wyposażonych w tory mikrofonowe,
• innych produktów wymagających kontrolowanego pobudzenia akustycznego.

GRAS wskazuje przede wszystkim na zastosowania laboratoryjne oraz produkcyjne, w których wymagana jest niezawodna i powtarzalna praca źródła przez długi okres.

GRAS 44AC a klasyczny głośnik – gdzie jest różnica?

Klasyczny głośnik może oczywiście również wygenerować wymagany sygnał testowy. W zastosowaniach pomiarowych ważne jest jednak coś więcej niż sama możliwość odtworzenia dźwięku.

W stanowisku referencyjnym istotne są przede wszystkim:

powtarzalność → stabilność → możliwość korekcji → łatwa integracja → kontrolowane parametry

I właśnie pod tym kątem został zaprojektowany 44AC.

Nie jest to więc po prostu niewielki głośnik laboratoryjny, ale element przeznaczony do budowy powtarzalnego toru pomiarowego.

Podsumowanie

GRAS 44AC Production Reference Speaker uzupełnia ofertę GRAS o kompaktowe źródło referencyjne przeznaczone zarówno do laboratoriów, jak i stanowisk produkcyjnych.

Połączenie szerokiego zakresu częstotliwości, wysokiego poziomu wyjściowego, niewielkich zniekształceń, gładkiej charakterystyki oraz zintegrowanego wzmacniacza pozwala uprościć budowę stanowiska i uzyskać stabilne źródło pobudzenia do powtarzalnych testów akustycznych.

Jeżeli planują Państwo budowę lub modernizację stanowiska do automatycznych testów akustycznych, możemy pomóc w doborze kompletnego toru pomiarowego – od źródła GRAS 44AC, przez mikrofony pomiarowe i przedwzmacniacze, po system akwizycji i analizę wyników.