汽车用蜗牛电喇叭声压级检测的分析研究
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【摘要】许多企业在蜗牛电喇叭出厂检测时，只用一般的声级计进行全频声压级检测，以为检测的结果不小于105dB（A）就满足国家标准的要求，造成送检或3C检测结果出现不合格。本文通过对蜗牛电喇叭声压级检测方法和检测结果的分析研究，明确1800Hz～3550Hz频带内声压级与全频声压级的差别，以及提出相应的整改措施。
【关键词】蜗牛电喇叭；频谱；结果分析
喇叭是汽车的音响信号装置。在汽车的行驶过程中，驾驶员根据需要和规定发出必需的音响信号，警告行人和引起其他车辆注意，保证交通安全，同时还用于催行与传递信号。在交通法规里汽车喇叭的作用，是特殊路段的提前示警，是某些紧急状况下的警示，以保证交通安全。汽车喇叭质量的好坏直接涉及人身和财产安全，被国家列为3C强制产品认证目录。汽车喇叭应满足GB 15742-2001（《机动车用喇叭的性能要求及试验方法》规定要求，该标准包括一般要求、声压级及耐久性检测项目，声压级检测项目中除常规声压级检测外（不得超过118dB（A）），还规定了频谱分析，即在1800～3550Hz频带内的声压级必须大干频率超过3550Hz的每一分量的声压级；频带声压级应不小于105dB（A）。通过实际检测表明，声压级检测项目合格率并不理想。下面对造成蜗牛电喇叭不合格的原因及解决方法进行分析。
1、蜗牛电喇叭的结构和原理
汽车喇叭分有电喇叭和气喇叭两种，气喇叭利用压缩空气的气流使金属膜片产生振动，外形多是长喇叭形（筒形），声音大且声调高，传播距离远，多用在跑长途的大、中型汽车上，城市内是禁用的。电喇叭通过电磁线圈不断的通电和断电，使金属膜片产生振动而产生音响，声音悦耳。电喇叭外形多是螺旋形和盆型，广泛应用在各种汽车上。轻型乘用车都用电喇叭。
蜗牛电喇叭是在普通的喇叭上加装蜗牛状的助声腔。改善音质，增强音量。蜗牛电喇叭就是一对汽车喇叭因为外形像蜗牛被称之为蜗牛电喇叭，以区别于盆式喇叭，它其实是叫“高低音喇叭”，两个喇叭一个是高音一个是低音。
汽车用蜗牛电喇叭结构如图1所示。喇叭工作原理为：当按下喇叭按钮时，电流通过线圈绕组，产生电磁吸力，吸下衔铁，带动触点分开而切断电路，线圈电流断开，电磁吸力消失，在膜片弹力作用下衔铁又返回原位。上述过程反复进行，膜片不断振动，使气腔中空气体积产生周期变化，形成球状的平面声波，在助声腔声道内沿一定的规律扩展，在喇叭口处辐射发声。
2、声压级测试的方法和原理
根据GB15742的有关内容，声音的频谱用声音信号的傅立叶变换来求得。允许按照IEC61260规定采用1/3倍频程滤波器。对于中心频率2500Hz时的声压级，应通过1/3中心频率2000Hz、2500Hz和3150Hz的声压均方值来求取。
电喇叭产生的声压级是一个随时间变化、含有不同频率的声波曲线，声压通过1/3倍频程滤波器，获得频率与声压级分布的关系，即频谱图如图2所示，转化到频域后，可以很方便的对各个频率下的声压级进行分析。由于人耳对1k～3kHz频段内的声音较为灵敏，按标准规定，要对1800Hz～3550Hz频段内的声压进行测量，即频谱检测。目前很多电喇叭生产厂家不具备频谱分析系统，电喇叭出厂检验只是通过声级计调整触点压力，将声压级（也就是0到16kHz的总声压级）调整到合格（≥105dB（A））范围，没有进行频谱分析，从中得出1800Hz～3550Hz的声压级（图2中蓝色区域），因此许多只用声级计测量全频范围声压级做为出厂检验的企业以为只要声压级达到105dB（A）以上就可以了，而造成很多不合格现象。
3、蜗牛电喇叭声压级测试情况分析
根据标准要求，对8种来自不同企业，不同型号的蜗牛电喇叭进行了频谱分析。检测结果见表1。
从表1中，我们可以看出蜗牛电喇叭的全频总声压级均不小于105dB（A），但1800Hz～3550Hz频带内的声压级除了样品4和样品6外，均小于105dB（A），不能满足GB15742中的声压级要求。同时，也看出蜗牛电喇叭的指向性较宽，全频总声压级与1800Hz～3550Hz频带内声压级有较大的差异，两者差值最小为3.1dB，最大为6.9dB。这是蜗牛型电喇叭产品结构特点固有的特性所决定的。
对于声压级偏低的情况，可以从以下几点进行调整：a）调整电喇叭铁心，间隙一般为0.5mm～1.5mm，太小会发生碰撞，太大则会吸不动衔铁；b）保证铁心加工质量，铁心与衔铁四周的间隙要均匀，否则会产生杂音；c）增大触点的接触压力（触点的接触电阻减小，触点闭合时间增大，通过线圈的电流增大），可以增大音量；d））装配工艺要合理。
4、结论
通过频谱检测分析，蜗牛电喇叭的全频声压级与1800Hz～3550Hz频带内声压级存在较大的差值，一般为3dB～7dB左右。因此对蜗牛电喇叭声压级的检测工作，应加强频谱检测能力，正确分析蜗牛型喇叭的导致生产的喇叭存在声压级不达标的缺陷。通过材料合理选择和加工工艺方面加强等手段，提高全频总声压级或减少全频总声压级与1800Hz～3550Hz频带内声压级的差来提高产品的总体质量，达到国家标准的规范要求。
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