俄罗斯矿石机火腿的实验--矿石收音机的耳机测试选择

暖风轻音

一篇俄罗斯矿友的测试文章，本人粗译后发出供资料参考。

原帖地址
https://k--voyna-livejournal-com ... al.com/s/90439.html

矿石收音机接收耳机测试
k_voyna

12:35 am -矿石收音机接收耳机测试


本文将尝试回答以下问题:

1/什么更适合矿石收音机接收，仿古正宗高阻耳机，还是通过变压器启用的现代时尚青春低阻动圈耳机？

2/带平衡支点（中心振动电枢）的舌簧受话器好吗？

3/从苏联文明的文物中，到底选择什么用于远程矿石收音机接收？


参加测试的有TK-47、TK-67H、TOH-2、TOH-2M、ДЭМ、ДЭМ-4M、TA-4、还有一个身份不明的老耳机，据说是"朝阳"工厂【革命前】生产的。
如图：



下图是“朝阳”牌

初始参数：



以飞利浦SBC HP460为对照和参比，其灵敏度为106 dB/mW，直流电阻为32Ω——它在检测矿石收音机中表现良好。

阻抗特性

用电脑声卡和LIMP程序拍摄。方法在此不作描述。

通过实验发现，这种方法的测量在阻抗高达5kΩ时误差高达5%以上，误差从10kΩ的10%平稳增加到50kΩ时的50%。受声卡线路输入电阻和连接电缆电容的分流影响。
【译者按：测试有误差，旁路电容和声卡输入内阻带来误差，例如测量50kΩ的耳机，只能给出25kΩ的结果】

性能是在各种声学环境下拍摄的: 开放的测试，封闭出声孔，和阻尼静音材料。

来活了兄弟们。



具备开放测试状态的ДЭМ。在一些声学共振频率上存在峰值。



将出音孔密闭的ДЭМ。我在声学方面的知识不足以解释变化。
【译者按：ДЭМ的结构前腔SRF在1kHz左右，密闭出声孔可能会导致k的增加，导致原SRF被抹去，而高频时不能看作简单前腔，所以峰值存在和加大。】



ДЭМ加上了阻尼吸音材料。很多阻抗尖峰消失了。



ДЭМ-4М。3 kHz区域的急性共振尖峰，不会随着加阻尼材料而消失。



“朝阳”牌。高频上的噪动峰值可能是因为测量方法不完善。极大的阻抗，处于某种原因，它基本没有用——这耳机就像橡木甲板一样的不灵敏。



TA-4。共振约为1.3kHz。随着加阻尼静音材料消失。



TA-56m。以大于3kHz(估计实际至少50kΩ)的频率进入无法测量的高阻抗。



TK-47。1 khz区域有小峰，随加阻尼静音材料消失。



TK-67-н。1.4 khz的尾巴也伴随着加入阻尼离开。



TOH-2。在> 2000赫兹区域的齿噪-测量误差。



TOH-2M。900赫兹区域共振，随加阻尼静音材料消失。

电气参数

电感用数字万用表测量，并参考LIMP数据人工计算。该表给出了算术平均值。经验值误差达10-15%。

灵敏度

与固定1000赫兹可听见性阈值的合成声音的听觉测试不同，我已决定使用一个更实用的测量标准，即确保电报CW和语音完全可分辨的输入功率。毕竟试想如果我们不能听出广播呼号并抄收，那么dX接收又有什么意义呢？


CW的源采用了软件模拟器(测试频率为1kHz，速度为80字/分钟)

而语音测试采用了经过处理的男声记录(在300赫兹–5000赫兹之外-20 dB保证类似广播，并采用了1:10的压缩）。

测量台由连接到声卡耳机和m9508数字万用表输出端接1:1000分频器(10kΩ和10Ω电阻器)组装而成。

测试在夜间在电脑噪音下进行，在完全安静的情况下，结果可能会更好。同水平测量几次取平均值。对于飞利浦SBC HP460，因为是对串联的两只耳机单元进行测量，则测量电压除以2。

请注意，以下所有结果都是我在把受话器紧压在耳朵上时得到的。如果离开耳朵或者使用头箍耳机等结构时，灵敏度会下降6dB。



ТА-56m：从ТА-56m起，我就确定这是一个很棒的不需要功放就能接收CW(如果我能)的直放收音机的耳机。

【译者按：这耳机谐振了，该频点灵敏度极高，1kHz表现非常优良。虽然他是一个电磁式耳机】

如果振膜没有变形，ДЭМ-4М也可能产生更好的结果。无论如何转动调整螺钉，都没有取得更好的结果。

【译者按：ДЭМ-4М是针对ДЭМ的缩水版本，ДЭМ就是“德姆听盒”，是国产ODC型（737田等）受话器的原型。

ДЭМ-4М大幅缩水，指标较ДЭМ类似产品下降2dB，属于是越做越倒退。

它使用一个上有螺丝的弹片（k片）调节舌簧位置（类似于舌簧喇叭的磷铜片上调节）。】

ТК-47耳机的朋友感到高兴——1 khz频率的声共振提高了对CW的敏感度。这个耳机在这个频率上的响应比其他电磁耳机要大。

接下来是语音测试：


ДЭМ在接收语音时，表现得高度精彩。其余的受话器大致相同。最差劲只有TOH-2和“朝阳”牌。

我承认，用受话器对抗电磁高阻耳机是不对的。1990年代，我曾体验过的TOH-2耳机(在唱机上压榨，在橡皮圈上贴上膜，等等)经历过严重的乱改。测量的灵敏度为-73 DBM(这使我觉得“朝阳”牌灵敏度应该是-78 DBM，而且可能是电磁耳机灵敏度的基准)。在这些试验中，新购买的TOH-2处于极佳的状态，因此一切都已恢复正常。

此外，TOH-2受话器的质量足够的差。测试时，电压升高，声音变大，但是没有清晰度。虽然两个参考手册中给出的参数相同，但TOH-2M试听的情况明显更好。

结论

1：低阻动圈耳机不比电磁耳机敏感(音量2到10倍)。矿石收音机接收器中动圈耳机的更响的应用可能是由于使用阻抗变压器进行了更好的匹配。例如，220v/4.5v变压器，配有均衡的RC班尼电路，将64欧姆耳机变为150千欧姆耳机。与20kΩ@ 1000HZ比较，TA-56m对——近8倍的阻抗差异将通过增加回路电压(在其他条件相同、回路无负载Q良好的情况下)将检测阈值提高9dB。因此，为了充分发挥效率和匹配Q值，就算是高阻耳机也需要一个匹配变压器(转换系数为1:2到1:4)。

2：带平衡支点的电磁受话器在可拆卸性和灵敏度方面都优于普通受话器，但超过不多——音量为3到5倍【编者按：很不小了】。这可能是测试的ДЭМ和ДЭМ-4M受话器绕组匝少的问题。值得一试把它们重新绕满，再来比较一下灵敏度。

3：苏联生产的电磁受话器对语音信号的灵敏度大致相同。然而，不值得对TOH-2抱有希望，比TOH-2更糟糕的可能只有退磁的TOH2。

4：最牛逼的TA-56m：他不是为了男孩的听广播的耳朵，而是一个无线电战士的耳朵: 他们那1kHz谐振带来的单频点极高的灵敏度好像生来就是为了接收电报。1957年的TK-47就和AK-47一样，具有良好的灵敏度，可靠，无故障。

5：低欧姆和高欧姆电磁受话器之间的功率灵敏度没有原则上的差别，但是，对于现代工业后住宅来说，低欧姆更为可取——高欧姆能很好地耦合入照明网和电源线。就算是阻抗比较低的ДЭМ也开始从独立的三英尺（91.5cm)的导线上发出嗡嗡声。我们可能必须使用屏蔽电缆！

6：最后一件事。飞利浦SBC HP460灵敏度为106 dB/mW。HP460每10db的感应功率，也就是说。值得寻找灵敏度在116 dB/mW之间的动态受话器，会有快乐和舒适。这种耳机有(sennheiser HD25-C2，Marshall Major FX甚至120 dB/mW！但是价格已经够tm贵了。虽然你用这些好玩意听收音机，没人会因为这么小布尔乔亚的事指责你(如果你能负担得起这么贵的东西)。但是！请注意！有些制造商以dB/V表示灵敏度(例如AKG)，有些制造商以dB/mW表示灵敏度(如果仅仅以dB表示，那么有可能不是dB/mW)。这篇文章会有帮助。

未成之佛

矿机系统化、理论化

暖风轻音

未成之佛 发表于 2022-10-11 08:28
矿机系统化、理论化

感谢回复！

俄罗斯朋友的资料还是比较少，所以我这里引进一篇，他的语音测试相较于1kHz更有分析力。（1kHz的CW有个谐振开挂的TA-56M电磁高阻，如果把频率提升到2kHz估计就是国产小黄一马当先，单频点测试效果还是有限。）

在语音上面，这位俄罗斯朋友用ДЭМ实现了0.14pW的可分辨收听，而在CW上面，他用TA-56M实现了0.01pW的接收。

而0.01pW，不过是1mW的千亿分之一。
0.14pW也接近了国外矿友以前创造的0.13pW的记录

做到了这样低的功率，证明高度纯的平方律检波不可忽视，在弱台的设计接收上尤要注意。

18038003904

暖风轻音 发表于 2022-10-11 10:40
感谢回复！

俄罗斯朋友的资料还是比较少，所以我这里引进一篇，他的语音测试相较于1kHz更有分析力。 ...

  所谓“铁路警察各管一段”，无线电爱好者较多关注从天线到耳机这部分，少有人用专用设备测下自己耳道声阻抗跟频响曲线，了解自己的听觉阈跟敏感点并采取一些措施，貌似玩矿机到这才算系统闭环。而要捕捉到极其微弱的声音，似乎还没有人去洗耳净身吃三天素，找个阁楼带上降噪耳机罩，准备纸笔记录收听信息。

暖风轻音

18038003904 发表于 2022-10-11 13:53
所谓“铁路警察各管一段”，无线电爱好者较多关注从天线到耳机这部分，少有人用专用设备测下自己耳道 ...

吃素不吃素，这个世界上没有神仙的。
光吃素，维生素缺乏，那可是得不偿失。

但是耳道没必要测试，每个人长着对应的耳朵，这就够了，耳朵这个东西就统计而言，大多数都是越改越坏的。

当然平常必要的听力保护是肯定需要的，你要是去铁路干那种又吵又不能带防噪耳罩的活，时间长了，耳朵那肯定不行。



而我们需要知道的只是受话器的语音全段灵敏度（400-3200Hz)，0.14pW大吗？不大，0.00000000000014W。

小吗？也不小，起码8-10nA的5k直流输出已经足够矿石收音机的高灵敏度无源仪表进行检测（在我的3uA表上，他可以整整偏半小格，这也是为什么我大量寻找超高灵敏度无源仪表的原因（不仅内阻低，量程还要小）)。

18038003904

暖风轻音 发表于 2022-10-11 14:13
吃素不吃素，这个世界上没有神仙的。
光吃素，维生素缺乏，那可是得不偿失。

说到高灵敏度无源仪表，似乎拿舌簧耳机改制是一种可能，首先期灵敏度主要依赖耳机自身特性，其次工作原理是用耳机里的传动杆连接到一个不平衡跷跷板结构的短臂端，长臂端作为被“放大”了的指示，这可能需要找到刚度够好质量够轻的材料，如果耳机摆幅与承受的电功率遵循某种关系或者可进行标注就能作为指示仪表。另外还想到在一个直立真空管里放一个带静电微小标志物，观察它在微弱电场下克服地球引力移动的高度。

暖风轻音

如何去测试最低语言灵敏度？

作为一个国人，我觉得使用中文测试比较好。

可以使用四个数字一组的代码进行播报（例如7054），四个数字一串是通过随机数机生成的，播报40组，历时120秒，然后记录下来并验证正确率（顺嘴一提，这和星星广播电台有点像）。

每串数字均正确则正确，每串数字错误任意数量均为整串记录错误。

当记录正确率不高于一定标准（例如60%或80%）时，就是极限语音灵敏度。

先使用【标准对比】114.2dB/mW的SD-150先做最低语言功率测试并设置0dB，然后测试各类耳机的最低可听功率增益（使用衰减器，如果比标准更低的，那么就不计入统计范围）最终得到对比。

这样可以排除人差（也就是人耳差别）和测试设备差别和频点差别，得到一个综合的对比结果。