专利名称:模拟人头振动仪的制作方法
本发明涉及一种多功能的骨导送话器测试仪。具体的说就是模拟人前额机械阻抗特性、模拟骨导语言频谱特性、模拟人头颅外形尺寸及重量的模拟人头振动仪。
众所周知，目前检测骨导送话器的方法，国内外基本是移用振动台测加速度计的方法。由于骨导送话器与振动台面接触的振动特性和力阻抗特性均与实际人头语言振动特性，皮肤的机械阻抗特性相差甚远。因此，用振动台检测骨导送话器的性能不能反映实际使用情况，影响使用效果。另外，装有骨导送话器的通信帽如飞行帽，坦克帽等的有关参数至今还没有客观测试方法。所以需要研制一种模拟测试仪。
据查、国际电工委员会电声测试装置分会(IEC SC29C)、美国军标(MIL)均没有类似用途的测量仪器。1970年，美国人G.J.Sebes等人用塑料垫粘贴在振动台面上(J.A.E.SV018N04.1970、P241)企图模拟人皮。但它没有考虑人头皮的机械阻抗特性。经过十年后，1979年，日本人凡谷义朗等人把丹麦B&K公司的4930型人工乳突作改进，即从接受骨导助听器的振动改为激发振动测试骨导送话器。凡谷的意图是利用人工乳突上的一小块人工头皮(直径为φ45mm的小球冠形橡胶组合件)在与骨导送话器阻抗匹配的情况下接触测试。凡谷的工作确定比G.J.Sebes前进一步了。但是他们的测试装置与测试方法仍不能反映骨导语言基本特性，而且通信帽的有关参数仍然不能测试。
我们进行骨导语言基本特性研究以后发现同一压电拾振器在不同部位拾取骨导语谱的区别，在高频段衰减有慢、有快;同一部位用不同重量拾振器拾取骨导语谱的区别，也是在高频段衰减有慢、有快;高噪声轰击人头时，“颤噪”会影响语言可懂度，颤噪影响程度与人头表面积成正比，与重量成反比。我们研制的模拟人头振动仪能成功的体现出以上特性，实属国内外首创。
本发明的目的和用途是代替目前骨导送话器用的小振动台，并且可以给出小振动台测试结果的修正曲线及修正值;本发明与通用电声仪器配套使用，可以测试骨导送话器的频响，灵敏度等技术参数;本发明可以代替测试人员在高噪声环境下进行发话试验，用来检测骨导送话器及其通信帽的动态信噪比和语言可懂度。激振力可以仿照发话声级大声、小声随意调节。
模拟比较试验和理论分析，证实了本发明有良好的效果人前额发话与模拟人头振动仪颅顶发话两者语图的音调、基音、共振峰、谐波频率相同;两者的频谱包络、幅度也相似。主观试听比较两者发话都清晰可懂，听感自然，无明显差别。本发明是骨导送话器、通信帽的比较理想的测试仪器，有良好的主客观一致性。
本发明由人头机械阻抗模拟器〔1〕、模拟器信号源〔2〕、静压力指示器〔3〕三个部分组成如〔图1〕。
〔图2〕给出人头机械阻抗模拟器〔1〕与模拟器信号源〔2〕联接的原理方框图。模拟器信号源〔2〕由语噪声源〔4〕、驱动电路〔5〕、校准电路〔6〕表头电路〔7〕，测量电路〔8〕，监听电路〔9〕以及内装压电换能器〔10〕，毫伏表〔11〕、牛顿表〔12〕等组成。
〔图3〕是人头机械阻抗模拟器〔1〕的主要结构示意图。它由磁路部件〔19〕、驱动部件〔20〕、球冠形橡胶组合件即人工头皮〔21〕组成。
本发明的人头机械阻抗模拟器〔1〕的外形符合IEC29C平均头径、头高、头弧尺寸、重量为3.3-3.8kg。固有一阶谐振频率45-80Hz，二阶谐振频率7-12kHz，颅顶的机械阻抗特性如〔图4〕所示。
本发明的实施，由白噪声发声器与粉红噪声滤波器组成的语噪声源〔4〕产生语噪声信号。此信号馈给以厚膜集成电路STK441为主体的驱动级，与补偿频响电路构成驱动电路〔5〕。它激励机械阻抗模拟器〔1〕的驱动部件〔20〕的颅骨产生的力谱特性能保证颅顶实现所要求的骨导语谱特性如〔图5〕所示。在颅骨内装有锆钛酸铅压电晶体片的压电换能器〔10〕，它的输出是通过校准电路〔6〕的电子开关进入校准电路的高阻抗和低噪声放大器。然后再经表头电路〔7〕放大、整流、检波以牛顿表〔12〕监视激振力大或小。安装在静压力指示器〔3〕与机械阻抗模拟器〔1〕的颅顶之间的被测骨导送话器或通信帽的输出经〔16〕输入至高阻抗、低噪声放大器构成的测量电路〔8〕。测量端〔17〕可同外接电平记录仪等仪器联接，进行技术参数测量。也可以直接从毫伏表〔11〕读出被测骨导送话器的输出电压。监听放大器〔9〕为功率放大器，可通过输出端〔18〕外接扬声器监听。
本发明还有切断保护电路。当通过输入端〔15〕输入外接信号太大，牛顿表〔12〕指示超过4N时，表头电路〔7〕反馈一电压自动将驱动电路〔5〕的输入信号断开，达到保护驱动电路〔5〕和人头机械阻抗模拟器〔1〕的目的。
为使用与检修方便，本发明有粉红噪声电压输出端〔13〕和头颅频响检查端〔14〕。
人头机械阻抗模拟器〔1〕采用电动式驱动，头颅表面粘有人工头皮。静压力指示器〔3〕由可以拆卸的金属支架和弹簧指示器构成。
权利要求
1.一种由人头机械阻抗模拟器[1]、模拟器信号源[2]、静压力指示器[3]组成的模拟人头振动仪，其特征具有模拟人头前额机械阻抗特性、模拟骨导语谱特性、模拟人头平均外形尺寸与重量。
2.按权利要求
1所述的模拟人头振动仪，其特征是人头机械阻抗模拟器〔1〕的颅顶，所提供的机械阻抗特性在〔图4〕所示的上、下限范围内。
3.按权利要求
1所述的模拟人头振动仪，其特征是模拟器信号源〔2〕的输出，能保证颅顶的振动特性如〔图5〕所示的骨导语谱特性上、下限范围内。且激振力随发话声级大小而调节。
4.按权利要求
1所述的模拟人头振动仪，其特征是人头机械阻抗模拟器〔1〕的头颅外形尺寸符合IEC 29C头形的平均头高、头径、头弧、重量为3.3-3.8kg，其固有一阶谐振频率45-80Hz，二阶谐振频率7-12KHz。
专利摘要
本发明是一种模拟人头振动仪，由人头机械阻抗模拟器、信号源和静压力指示器三大部分组成。它模拟前额机械阻抗特性与语谱特性，模拟人头的外形尺寸及重量。用来测量骨导送话器及其通信帽或通信系统。可以真实、客观地反映出骨导送话器或通信帽的技术性能。还可以代替测试人员在高噪声环境下，进行发话试验，检测骨导送话器及其系统的动态信噪比和可懂度。
文档编号H04R29/00GK86107182SQ86107182
公开日1987年4月22日 申请日期1986年10月20日
发明者林祥荣 申请人:电子工业部第三研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan