一、引言

      人们在使用传声器时，一定要对其特性有所了解。在诸多特性中，传声器的频响特性尤为重要。
       DSP是一种特别适合进行数字信号处理运算的微处理器，其主要特点是能够实时快速地实现各种数字 信号处理算法。DSP具有速度快、运算能力强、可扩展 和集成度、性价比高等优良特性，在各个领域已得到了 越来越广泛的应用。
      通用DSP的生产厂家中最有影响的是德州仪器 公 司 （Texas Instruments）、美 国 模 拟 器 件 公 司(Analog Devices,Inc)、Lucent公司、Motorola公司，其中TI和ADIr的DSP 产品系列最全。ADI的产品具有系列化、简 单易学、编程使用方便等优点。

二、传声器频率响应的测量方法

      传声器频率响应曲线为在规定条件下，在恒定声 压和规定入射角的声波作用下，以正弦信号频率为函数的开路输出电压，与规定频率传声器开路输出电压之比的分贝数，表示为以频率为函数的曲线。
对测量传声器的频率响应，可采用 2种数字信号 测量方法：
    （1）比较法。用标准传声器和待测传声器在相同位置分别用扫频法测量同一扬声器的频率响应，将2条曲线进行比较，即可得到待测传声器的频率响应。

    （2）反馈法。先用标准传声器用扫频法测量扬声器的频率响应，然后将其所得响应数值取倒数，作为下次 激励扬声器输出的权重，这样扬声器输出的声压就基本上恒定了，然后用待测传声器进行测量，即可得到待 测传声器的频率响应。
      就2种测量方法来说，第一种测量方法显然要比 第二种精确一点，但没有第二种方法直观。

三、ADSP21061和EZ-KIT

3.1 ADSP21061
      ADSP系列器件具有很强的运算能力、寻址能力和I/O操作能力，因而有很高的性能。ADSP21061采用超级哈佛结构[2]，有 4套独立的总线，分别用于双数据的 存取、指令存取和输入/输出接口，十分有效地将数字 信号处理系统的主要功能集成在一片芯片上，它包括： 运算控制单元———处理器核、大容量双端口静态存储 器、程序/数据外部总线及多处理器接口、输入/输出控 制器。运算控制单元可以完成32bit定点运算或32/40bit浮点运算，包括乘法器、加法器、移位器在内的运 算单元具有120MFLOps的峰值运算能力。片内大容量静态存储器(SRAM)分成2块，一块用作程序存储区(PM)；另一块用作数据存储区(DM)。这样，如果指令位于缓存，就可以在单周期内执行乘、加、减运算的同时，分别对PM和DM区的数据各进行一次存取操作。
      ADSP21061有多种外部接口，首先是外部地址、程序/数据总线，它可以全速工作在40MHz。这种浮点DSP相对于定点DSP来说运算精度高，动态范围大，但价格偏高。

3.2 EZ-KIT Lite
      EZ-KIT Lite是ADSP21061的开发系统[3]。该板上除ADSP21061外，还有AD1847Stereo SoundPort Codec、RS-232接口、用户按钮、扩展连接器等等。
      DSP板通过RS-232连接PC机。DSP上的监控程序和PC机上的主控程序通过控制命令交互，可交互式地查询ADSP21061的状态。板上有内嵌的EPROM，以便于用户运行监控程序和提供示例，或放置其它程序。
      每一EZ-KIT套件提供的软件包括基本的汇编程 序、链接程序和仿真工具以及C编译程序、C库和C源调试程序。

四、具体实现和测量结果

      实验的测量框图如图1所示，DSP板和计算机的COM1口连接。EZ-KIT板上的AD1847Stereo SoundPort Codec内包含了2路A/D 转换器，DSP产生的扫频信号经过D/A输出到功放，激励扬声器2路传声器所测得的信号经过A/D转换，送至DSP进行处理，并将数据传送给PC机。
                                
      该 DSP板的监控程序主要实现以下功能：(1)主控程序和监控程序之间的通信；(2)配置 DSP板各端口，设置采样频率为48kHz，设置中断方式；(3)DSP产 生一定频率的正弦函数，经过AD1847以一定频率的正弦波输出；(4)从串口采样传声器采集到的信号，并进行分析计算，得出它的幅度值。
      而PC机上的主控程序主要实现的操作为：(1)配置COM1口的波特率，这里为9600b/s；(2)设定扫描频率的范围（即起始频率和终止频率）和输出电压值；(3)设定扫频间隔为1/24倍频程；(4)对PC机的串口进行操作，将扫频范围、频率间隔和激励扬声器的电压 值传送给监控程序；(5)通过PC机的串口读取监控程序的反馈值；(6)对反馈值进行分析，得到频响曲线。
                                 
      图2为主控程序的流程框图。当用对比法做实验的时候，只需要进行2次直接测量即可；当用反馈法时，需在测量待测传声器时，激励扬声器的电压要乘上 标准传声器所测得频响的倒数值。
      实验所得结果如图3所示，这里所测频率为100Hz~8kHz，测量的是驻极体传声器。图中2条曲线的灵敏度是一致的，为看得更清楚，将虚线下移了10dB，图4中2条曲线分开也是因为如此。可看出，用DSP所测得的结果和用B&K2012所测的结果基本上吻合。由此 可见，用DSP来进行测量是完全可行和可靠的。
                                  
      图4给出了2种测量方法所测得的结果曲线。从曲线的形状上看，两者基本一致。但由于反馈输出的声压总是有一些微小的波动，所以反馈法在精度上要比比较法差一些。
                                              

五、小结

      传统的声学测量分析是通过各种声学仪器来实现的。每台仪器只能用于某些特定的测量分析项目，应用范围较窄。多数声学测量分析需同时用到多台仪器设备。像B&K2012这样的音频分析仪，虽然它在音频测 量方面功能齐全，但其造价昂贵，在具体测量时由于体积大、重量重，而在使用时，实际只需要它所有功能中的一部分就够了。如果把所要进行的测量通过DSP板来实现，其造价就比较低廉，操作方便。
      传统的仪器一般是通过面板上的各种旋纽和开关 来选择测量和显示参数。在该系统中，只需要通过鼠标点击选单和按钮就可实现。 用DSP来进行声学测量，对于不同的情况要求， 只要编写不同的软件即可以实现。其优点就是造价便宜、易携带、灵活多变和容易操作。