本测量专栏收集了您经常向我们的客户咨询室询问的问题，并介绍了答案。
当使用 FFT 分析仪或数据站等分析设备分析用传声器或类似设备录制的音频信号时，需要使用声学校准器进行声学校准。
参考信号（REF）和声级计校准信号是特定声压级（例如 114 dB、94 dB）的信号。通过检查输入该信号时分析设备所观测到的电压幅度，可以确定传声器和声级计的灵敏度（mV/Pa）。这还有助于验证传声器、声级计和分析设备的运行情况，并校正由环境因素（温度等）、老化以及分析设备输入特性偏差引起的灵敏度偏差。因此，这种声学校准通常在测量声音时进行。
如果在没有注意到设置错误，设备故障，电缆断线等的情况下进行声学校正，即使乍一看显示正确的值，实际上也不会进行正确的测量。这次我们将介绍一些与上次相同的不正确声学校正的例子。
正常校准信号
图 1 显示了将测量传声器连接到分析设备的示例。
图 2 显示了将我们的测量用传声器与前置放大器连接到 DS-3000 数据工作站后，测量 124dB、250 Hz 声学校准器（活塞式声学仪器）信号的结果。所用传声器前置放大器的总灵敏度约为 27.6 mV/Pa。由于校准信号的幅度为 124dB (31.6Pa)，计算结果表明校准信号的电压均方根值为 0.872 V，幅度为 1.233 V。观察图 2 的上半部分，时域波形的实际最大值为 1.255 V。中间部分的声压信号经计算为均方根值为 31.6 Pa，幅度为 44.7 Pa。观察图 2 的中间部分，时域波形的实际最大值为 45.49 Pa。应用此信号进行声学校准，因此低功率谱中的 250 Hz 分量和总值为 124 dB。
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图2正常校准信号(上:电压波形;中:声压波形;下:功率谱)
音响校正器有活塞式和扬声器式两种。活塞式是使气缸内的活塞往复动作，产生一定声压的校正器。由于通过机械活塞运动产生声压，因此与扬声器类型相比，谐波成分在功率谱中很明显。图2较低的功率谱有72.2 dB的750 Hz (3阶分量) 和67.9 dB的1000 Hz (4阶分量) 。由于谐波失真的影响，时间轴波形的最大值与计算值略有偏差，但由于声学校正通常根据功率谱的整体值进行，因此不会出现问题。
关闭CCLD (恒流驱动) 时
CCLD（恒流驱动）是一种将分析设备电源输送至传感器和前置放大器的机制。有些厂商将其称为IPC或IEPE，但本质上是相同的机制。使用CCLD型传声器前置放大器时，分析设备必须提供CCLD电源。
在关闭来自DS-3000的CCLD电源音响供给的状态下测量的校准信号如图3所示。校准信号的最大电压波形 (上行) 为0.88 mV。与原始值 (1.233 V) 相比，该值非常小。但是，如果将图表的纵轴设定为自动缩放等，则会显示接近正弦波的波形，因此有可能在没有注意到设定错误的情况下进行声学校正。
图3的中下部分分别展示了在此状态下进行声学校准时得到的声压波形和功率谱。与图2相比，声压波形存在噪声，功率谱的噪声基底也高达80 dB。声学校准得到的EU值应约为0.0276 V/EU，但实际EU值为0.0000178 V/EU。这表明传声器灵敏度仅为0.0178 mV/Pa。
如果在声学校正之前检查电压波形，则可以注意到这些设置错误，因为振幅非常小。此外，如果您故意执行这些错误的声学校准并了解当时的EU值以及声压波形/功率谱，则由于异常的EU值和波形而设置错误你可以注意到。
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图3 CCLD OFF时的校准信号(上:电压波形;中:声压波形;下:功率谱)
A特性过滤器打开时
在DS-3000的输入设定中，利用模拟滤波器乘以A特性测量的校准信号如图4所示。
人耳的灵敏度取决于频率。A特性 (频率权重:A) 是用于测量人们听到的听觉声音大小的特性。A特性基于1 kHz, 250 Hz校正为-8.6 dB。
进行声学校准时，如果使用分析设备、传感器放大器、声级计等应用A计权，则EU值会因A计权而发生偏移。频率计权的标准为1 kHz，因此如果声学校准器产生的声音频率为1 kHz，则不会出现问题。但是，当使用产生250 Hz声音的声学校准器（例如活塞式声呐）或可在多个频率间切换的声学校准器时，在声学校准过程中应用A计权或类似方法将无法获得准确的结果。
从图4顶部的电压波形来看，图2中1.255 V的最大值降至0.462 V,降低了约0.37倍。通过声学校正获得的EU值应为0.0276 V/EU,但它的值较小，为0.0095 V/EU。但是，由于EU值随着A特性的增加而变小，因此图4中间的声压波形和下面的功率谱表面上显示的波形是正确的，因此仅凭校正结果的波形是无法察觉校正错误的。
在此状态下执行实际测量时，如果测量结果与之前的测量相差8.6 dB,则会出现这种情况。如果测量结果出现8.6 dB偏差，请确保对Z特性 (或C特性) 执行了正确的声学校准。
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图4A特性时的校准信号(上:电压波形;中:声压波形;下:功率谱)
总结
当使用诸如FFT分析仪或数据工作站等分析设备分析传声器或声级计记录的声音信号时，需要利用声学校准器或声级计的参考信号（校准信号）进行声学校准。如果存在设置误差，则会观察到与正常校准信号不同的校准信号。
然而，仅仅被告知某个信号“不是正常的校准信号”可能很难辨别，因此，继上一篇文章（关于测量的常见问题 - 第 19 部分：“使用校准信号进行声学校准（以声级计为例）”）之后，我们介绍了使用故意“不正确的校准信号”进行声学校准的方法。
(摘自2018年1月21日发行的电子邮件杂志)
