扬声器极性测试仪原理、使用及校准方法探讨

郑芝明

摘 要：极性是扬声器重要参数之一，如何快速判断极性即能提高生产效率，扬声器极性测试仪是扬声器极性判断的测试仪。但如何校准扬声器极性测试仪，目前还没有相应的计量检定规程或计量校准规范。根据扬声器极性测试仪工作原理，提出使用数字示波器对扬声器极性测试仪进行校准的方法。

关键词：扬声器极性；测试仪；校准；方法

1 概述

扬声器极性测试仪（以下称极性仪）适用与扬声器、耳机及动圈式受话器极性测定的仪器，采用脉冲信号测试，按被测件类型可选择适当的脉冲电压幅度。该仪器操作简单，极性判别快速准确，测试结果通过LED指示灯闪烁显示，同时还可以选择正极性或负极性报警，进一步提高了测试效率。

2 扬声器极性重要性和简单测试方法

2.1 扬声器极性接反产生的问题

对于单个扬声器，如果扬声器极性反了，短时间使用时没有影响，但长时间使用，扬声器本身会受到损伤。在分频电路中，由于电容引起的相位差，有时高音扬声器和低音扬声器接线也是相反的，对于一个扬声器系统，包含两个以上的扬声器，这时扬声器的极性显得非常重要。由于声波的叠加特性，比如一对扬声器接收同样的信号输出，扬声器摆放位置距离较近，但是极性接反了，那么因为一个扬声器振膜前向振动时，另一个后向振动，这样声音效果会很差，在音响系统中，回放的音乐就会变得混浊甚至由于相互抵消导致音乐的不可闻。我们用反极性粉红底噪煲机就和这个原理差不多，对于一对输出极性相同的扬声器，输入相位相反的粉红底噪给对向放着的一对扬声器，声音相互抵消，就不会对周围造成噪音污染。

2.2 揚声器极性的简单测试方法

用万用表电阻档或者蜂鸣档或者用合适的电压（视扬声器的大小而定，电压不宜过高，过高可能会烧坏扬声器），用正极触碰扬声器正极，如果扬声器震膜向外弹出，那么万用表的正极与接的是扬声器正极，反之扬声器的震膜向里缩回去，那万用表下极接的是扬声器的负极。有些扬声器震动比较小，不容易看出。这时使用扬声器极性测试仪测试即可快速判断。

3 极性仪工作原理

扬声器的极性是指交流正向电流从这个电极流过的时候扬声器振膜向外运动，负向电流经过时向里运动。

扬声器输入端的极性标志，是指馈给扬声器瞬时直流电压能引起膜片向外运动，那个正电压所接的输入端为正极，极性仪依据这一定义进行测试。首先由仪器产生正向脉冲系列，从红色接线柱端馈给被扬声器，扬声器在这一个信号作用下发生向外或向内的振动，传声器将声振信号转换为电信号送至仪器内，再由仪器经放大处理后作出极性判别：显示“+”表示接红色接线柱端的正极，显示“-”表示接红色接线柱端的是负极。

4 极性仪操作及注意事项

（1）检查电源，确认保险丝可靠接入。

（2）放置好仪器，打开电源，“ON”灯亮，本仪器无需预热即可工作。

（3）打开传声话筒开关。

（4）选择合适的脉冲电压幅度，功能置“极性”，接上被测件，移近被测件与话筒间的距离，仪器测出极性时，将在极性显示区闪烁指示：绿灯闪亮，红输出端接的是被测件的正极；红灯闪亮，红输出端接的是被测件的负极。

（5）电压幅度选用参考如下

高：一般音响扬声器用，中：球顶扬声器用，低：MYLAR扬声器或动圈受话器。

（6）由于话筒和扬声器均具有一定的方向性，因此测试中应保持传声话筒正对被测扬声器，否则可能导致误测。

（7）被测件在脉冲信号的激励下，若不能在话筒处形成足够的声压，则可能测不出极性或导致不稳定的测试。

（8）可选择您所需的讯响方式如下

关：关闭讯响，正：显示正极性时报警，负：显示负极性时报警。

（9）功能置于“试音”时，从测量端输出的是“试音信号”输入端上的信号，因此可用外接信号进行纯音检听。试音时，话筒输入信号被抑制。

（10）功能置于“控制”时，可通过远控开关进行极性测试或纯音检听的切换，即：开关断开时，输出试音信号，可进行纯音检听；开关闭合时，则输出脉冲信号，可进行极性测试。

5 极性仪校准方法

由于极性仪输出端产生的正向脉冲信号系列，所以我们可以参考函数发生器检定规程和脉冲信号发生器检定规程对极性仪的参数进行校准。脉冲信号的主要参数包括（1）脉冲电压，（2）脉冲宽度，（3）脉冲频率，（4）脉冲上升时间。下面是极性仪各参数的校准方法（样品为数台型号139极性仪）。

5.1 脉冲电压校准

将极性仪输出端接入数字示波器的输入端，极性仪的测试模式选“H”，数字示波器按下“Autoset”键，自动扫描信号。当数字示波器显示的脉冲图形较小，可以调整数字示波器电压档位键，使脉冲图形电压值能达数字示波器显示全屏垂直（电压轴）高度的60%到80%为宜，这样可以较准确的读出脉冲电压值，用电压峰值测量模式，测量脉冲电压值通常在14V到16V之间。型号139极性仪技术参数说明脉冲电压值大于10V即为合格。

5.2 脉冲宽度校准

数字示波器和极性仪初步设置同上。当数字示波器显示的脉冲图形较多，可以调整数字示波器时间档位键，使数字示波器只显示一个脉冲图形，而且脉冲宽度能达数字示波器显示全屏水平（时间轴）宽度的60%到80%为宜，这样可以较准确的读出脉冲宽度值。用脉宽测量模式，测量脉冲宽度值通常在2.36ms到2.48ms之间。型号139极性仪技术参数说明脉冲宽度在2.28ms到2.52ms即为合格。

5.3 脉冲频率校准

数字示波器和极性仪初步设置同上。调整数字示波器时间档位键，使数字示波器显示多个（3-6个）脉冲图形为宜，这样可以较准确的读出脉冲频率值。用频率测量模式，测量脉冲频率值通常在9.95Hz到10.05ms之间。型号139极性仪技术参数说明脉冲频率在9.9Hz到10.1Hz即为合格。

5.4 脉冲上升时间校准

数字示波器和极性仪初步设置同上。当数字示波器显示的脉冲图形较多，可以调整数字示波器时间档位键，使数字示波器只显示一个脉冲图形的上升沿，使脉冲图形的上升沿电压值能达数字示波器显示全屏垂直（电压轴）高度的60%到80%为宜，这样可以较准确的读出脉冲上升时间值。用上升时间测量模式，测量脉冲上升时间值通常在28ns到56ns之间。型号139极性仪技术参数说明脉冲上升时间值小于在100ns即为合格。需要说明一点，测量脉冲上升时间值时，由于数字示波器测量信号时自身的上升时间值对被测脉冲上升时间值测量有影响（公式：测量所得的上升时间t2=被测信号上升时间t2+数字示波器自身上升时间t2），但对被测极性仪脉冲上升时间值来说影响很小，可以忽略不计，所以数字示波器脉冲上升时间值读数即为被测极性仪脉冲上升时间值。

6 结束语

综上所述，本文简要讲述了极性仪的重要性及工作原理，经过多年实际工作的实践，提出了极性仪的操作注意事项，最后着重讲述极性仪校准方法以供探讨。

参考文献

[1]杜建国，赵自文，崔广新，等.脉冲信号发生器检定规程[S].中国质检出版社，2003，5.

[2]郁月华，朱建刚，武军，等.函数发生器检定规程[S].中国质检出版社，2016，6.

[3]扬声器/话筒极性测试仪[Z].同惠电子有限公司.