【参赛】受话器测试仪

yinekp

        终于，还是在老伴的抱怨、埋怨、磨叽、唠叨和声称要把我的破烂全扔出去的干扰声中（我爱干的事她
  总是藐视甚至鄙视的），又过了一个有意义的春节，又完成了一件向往已久的心仪作品——“受话器测试仪”。
        现借矿坛一角展示此物件，盼能抛砖引玉。
        自从入了矿坛，便开始鬼迷心窍般的甚至不惜代价的收集各种耳机、电话受话器、中高阻喇叭等老旧零
  部件。回想起当年以为再无用处，为轻装上路（下乡插队）而送人、抛弃、毁掉的各种物件和作品等真是追悔
  莫及。多年来，仅收集的各种耳机和电话受话器，贵的有一百多元一副的淘汰军用高阻耳机，不花钱的有捡自
  垃圾箱的被丢弃的电话机中拆出的受话器等，不觉间已为数不少。试用中发现，即便型号或规格相同，性能特
  别是灵敏度也差异甚大。由于单凭耳听难以量化分辨出所以然，为一了做事认真之心愿，特制作了本仪器。
        它的功能是：（1）测试相同阻抗的中高阻受话器或喇叭的相对灵敏度，即按灵敏度排序；（2）测试各
  种中高阻受话器或喇叭的阻抗值；（3）若内含的音频电压表已校准或外接音频电压表，可结合计算，对不同阻
  抗的受话器或喇叭按功率灵敏度排序。
        图二 是它的外观（时间紧迫，未及涂漆）。
        图三 是它的电路原理图。
        图中 双功放IC2822的一个功放（功能引脚为3、5、6）和相关元件构成约1000Hz的文氏桥振荡器。其输
  出通过电位器 W1，电阻R7，和按钮开关K1的常闭触头加至待测受话器（SP）。电位器W1按可调电阻连接，用以
  改变输出信号幅度并使信号源有相当的内阻。
        利用二极管D1—D4的非线性，通过负反馈使输出波形由原本的矩型波转换为准正弦波。
        图十四 是未加负反馈时的振荡波形；图十五 是加入适度非线性负反馈后的振荡波形。负反馈的强度在
  负载开路，W1 阻值最小的情况下观察波形并通过微调电位器 R6 进行调整。若无示波器，可接入中高阻耳机，
  将反馈由低至高调至声音纯净即可。
        IC2822的另一个功放（功能引脚为 1、7、8）和动圈表头（G）及其它相关元件构成音频信号电压表。当
  测试受话器灵敏度时，它的信号输入端通过转换开关K2-1接至驻极体话筒（MIC，拆自报废电话机），指示话筒
  输出信号强度，测试条件不变时，受话器灵敏度越高，自然话筒输出信号强度越大，以此来对阻抗相同的受话
  器进行灵敏度排序。
        当K2转至“测校阻抗”档时，音频信号电压表用来指示加至被测受话器的音频信号强度。这时记下表头
  指示值（可通过W1调整），按下按钮开关K1，振荡器输出通过K1的常开触点加至连接成可调电阻的电位器W2，
  调节W2，使表头指示与测试受话器时相同，则可认为W2加上R8的总阻值（标注在面板上）为被测受话器的阻抗
  值。
        由于本制作所用 的W2的最大阻值为1KΩ,当被测受话器阻抗大于1KΩ时，断开开关K4，则可串入电阻R9
  （R9值根据需要选取）。对于业余爱好者来说，用纯电阻替代阻抗的测试方法的误差应在允许范围内。K2的另
  一触点用来通过改变负反馈的方法变换这两种情况下音频放大器所需的不同的放大倍数（由 R16和 R17分别调
  整）。
        在测试阻抗状态，音频信号电压表输入信号强度主要由微调电位器 R11调节。方法是，使功能开关 K2在
  “测校阻抗”位置；电位器 W1调至阻值最小；调整 R11使表头接近满度偏转即可。
        当需要比较不同阻抗的受话器或喇叭的功率灵敏度时，需预先校准音频电压表或外接音频电压表，在保
  持灵敏度测试输出相同（即各受话器输出声压相同）的前提下，分别测试加至各受话器的音频电压值，再根据
  此电压值和受话器阻抗计算所加的音频功率，此功率值越低的则相对功率灵敏度越高。
        与表头并接的锗二极管D7使表头指示近似对数特性，用来扩大测量范围，也与硅二极管D8、D9共同起到
  保护表头的作用。
        本制作使用的驻极体话筒（MIC）拆自报废电话机。由于驻极体所带电荷会随时间减少甚至消失，话筒使
  用前要进行测试。方法是用指针万用表 R×100 挡，黑表笔接话筒输出端，红表笔接外壳并对话筒吹气，表针
  应摆动，且摆幅越大表明灵敏度越高。
        电子技术爱好者最常用的仪器应当就是各种万用表了。本人虽有多台数字表，常用的还是指针万用表。
  最大优点是对变化过程显示直观快捷（例如测电容时），而且电压、电流档不需电池，电阻挡也仅是测量时耗
  电，本人的表还可指示加到被测件上的电压值。
        通常，指针万用表的低阻挡工作电压平均为 1.2V（一节电池，正常工作电压为1.5V—0.9V），无法测量
  目前广泛使用的，正常工作电压均大于2V的各种高亮发光管；测电解电容器时也经常无法暴露真实的漏电状况；
  高阻挡虽串接了9V积层电池，又因内阻太大测试电流过小，测发光管亮度太低，测电解充放电时间又太长。
        针对指针万用表电阻挡的上述问题，也为扩大本制作的使用范围，体现物尽其用原则，特为本制作添加
  了电阻测量功能。特点是，测试电压为9V电源电压,，测试电流最大可达200mA，适合测量各种高亮发光管，大
  容量电解电容和在接近实际工作情况的状态下测试低于9V的稳压二极管。
        图三 中，功能转换开关K3的“Ω”挡即是电阻测量挡。这时，表头G，电阻R19—R24，用作调零电阻的
  电位器W3及9V工作电源共同构成三挡电阻测量电路（R×1、R×10、R×100）。
        由于电阻R19—R24，电位器W3的具体数值取决于表头G的内阻 Rg 和满度偏转电流 Ig 及具体设计要求，
  故图中未标注实际使用的用数值，相关数值的确定和调试以本制作为实例简述如下：
      （1） 测量表头满度偏转电流和动圈电阻
       动圈式表头动圈电阻简称内阻（Rg）和表示灵敏度的满度偏转电流（Ig）是表头的两个最重要参数，设计
  应用电路的基本数据。生产厂家通常给出或在表盘标注Ig，但如出厂较久会因为磁铁磁性衰退而灵敏度降低，
  还有的表头有内接分流电阻，拆除后灵敏度则会升高。不论那种情况均应重新测试Ig，表头内阻通常需自行测
  试。
        特别要注意的是，为防打表，表头内阻 Rg不可用电阻表直接测量。
        图十七 是测 Ig 和分别用“替代法”和“分流法”测 Rg 电路。
        首先测 Ig ：转换开关在图中位置 ，调压电源输出由最低调高，至待测表头满度，由标准表读出 Ig 。
        用替代法测 Rg时转换开关转接替代电阻（最好用电阻箱）由大至小调整替代电阻，至标准表读数为Ig ，
  则替代电阻阻值为 Rg 。
        用为分流法测 Rg 时，测出 Ig 后闭合开关 K ，由大至小调整分流电阻，用调压电源保持标准表读数
  为 Ig ，至待测表读数减半，这时的分流电阻阻值 即为 Rg 。
        由于要求保护电阻（即限流电阻）阻值远大于估算的表头内阻，分流法所得结果可比替代法准确。
        实测本制作所用表头（Rg 为两种方法平均值）：Rg = 239.8 （Ω）≈ 240 （Ω）；Ig = 1.02 mA 。
       （2） 确定线路和预定数据，计算各电阻阻值 。
        电路采用有助于保护表头和增大阻尼的闭路分流电路，为便于计算和调整，表头内阻实际取值：
  Rg '= 300（Ω）；加分流电阻后，最小电流档确定为 2mA；调零电阻取值： W3 = 100（Ω），其中 60 Ω
  用来增加表头内阻 至 300 Ω；电阻测量按惯例分为：R×100、 R×10、R×1三挡，则各档最大测量电流分
  别为：I1 = 2mA 、 I2 = 20mA、I3 = 200mA ；因为供电电压为 9V，各档内阻即中值电阻分别为 4500 Ω、
  450 Ω和 45 Ω。
        图十八为确定的电阻表电路及电路各电阻值计算实例 。
       （3） 校准电阻表
        在电阻表制作过程中，计算、测试、选用的元件均不可避免的存在误差 。通过校准可以发现错误减小
  误差 。
        校准过程较为简单，以 R×1挡为例：准备好 45 Ω 标准电阻，接通9V电源，将功能开关 K3拨至（Ω）
  挡，短接电阻表测试端，用调零电阻W3调零后换接 45 Ω 标准电阻，调整R24使表针指向正中，再次调零，再
  次调R24……重复约两三次，直至不需调零，固定R24即可；同法分别用 450 Ω 和 4500 Ω 标准电阻，通过
  调整R23和R22分别校准 R×10 挡和 R×100挡。
       （4） 绘制表盘
        本制作使用的表头拆自淘汰电子温度计 。受话器测试利用了原温度刻度，其它无用标记可用无水酒精或
  其它溶剂擦除以便绘制欧姆刻度。本制作使用的方法是将电阻箱接到电阻表的测试端上，在 R×1 挡根据电阻
  箱读数和表针位置，在表盘上用黑圆珠笔直接描绘出来的 。
        由于是线性刻度 ，指示加到被测件上电压的刻度（VL）按表针摆动范围等分描绘即可。只是最大摆幅时
  为0V；0摆幅时为 9V 。
       （5） 电阻表的使用
        用本电阻表测量电阻的方法与一般万用表电阻挡相同，不再赘述。用本制作测试阻抗时替代电阻阻值已
  标注在面板上，也可以用本表再次测量。只要将功能开关 K3拨至（Ω）挡，调零后将“校阻外测”端接至电
  阻挡适当的挡位即可。需变换挡位时可要记住先调零啊。
        测试阻抗时的替代电阻阻值也可用接至“挍阻外测”端和“9V”端的其它电阻表测量。
        图十九 为电话受话器的实测结果。
        最后，给坛友们拜个晚年，祝各位坛友在新的一年里藏品愈丰。

                                                                                                                                 2019.2.13















































              

qie

面板好评，表盘差评。
虽然我知道话筒和耳机，但始终分不清哪个是送话器和受话器。

lq19512003

有意思！从照片看，那只绿色的耳机显然是新款SC2-300，从测试结果看其阻抗果然比其它的低很多，符合规律。

黄河尾

楼主的功力不是一般的强。有理论，善动手。那手绘的电路图更是非常非常的令人佩服。

hujingdi

成都人，你好！

看得出来，你 的作品花了大气力了！

gaodehua

有理论，有动手能力，好作品。

xdx66

动手能力超级厉害！预祝取得好成绩。

1996

漂亮！一直都很喜欢这种风格的东西，虽然我不是那个年代过来的

szkssyj

动手能力很强，思路清楚，投你一票

yinekp

szkssyj 发表于 2019-3-18 16:31
动手能力很强，思路清楚，投你一票

多谢赏识。

一马千里

手艺精湛，干净漂亮。~~~~~

lanniao

这才是真正的爱好者，用最简单的仪器,来进行研究，制作复杂的装置

cqwuyizhong

很实用的制作！赞一个！