ние сторон. В случае квадратного излучателя {W=L) и точечного гидрофона (y=0) неравенство (3.19) принимает вид

x>i-, . (3.20)

что почти вдвое меньше, чем критерий, даваемый неравенством .(3.15). В случае двух одинаковых квадратов (у=1) из неравенства (3.19) получается

х>-.- (3.21)

0,1 0,2 0,5 1,0 2,0 5,0 10.0 20,0 50,0100,0 х, см

Рис. 3.22. Изменение относительного среднего давления свободного поля ;Б месте расположения квадратного гидрофона, находящегося на расстоянии х от идентичного квадратного излучателя. Волновое число равно 1 см". Сторона квадрата равна 5 см [10].

Критерии Ямады не очень жесткие, что иллюстрируется од-ной из его кривых на рис. 3.22. Отношение ординат двух кривых -В точке, определяемой неравенством (3.19), равно примерно 1,4, т. е. ошибка равна 3 дБ, что приблизительно соответствует точке Л = 1 и jtd2/Xx=l,0 на рис. 3.20. Чтобы ошибка не превышала 1 дБ, нужно примерно удвоить расстояние, задаваемое неравенством (3.19). В этом случае неравенства (3.20) и (3.15) хорошо согласуются.

:3.5. ОСНОВНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ПРИБОРЫ

В типичных электроакустических измерениях измеряются сле-.дующие основные параметры: 1) ток i или напряжение е излучателя, 2) выходное напряжение холостого хода гидрофона бос, 3) расстояние между излучателем и гидрофоном, 4) частота. -Эти основные измерения можно осуществить с помощью установки, схематически показанной на рис. 3.23, и обычной линейки. Однако на приктике все оборудование, за исключением линейки, выглядит не так просто. Чтобы повысить звуковое давление.

создаваемое излучателем, до практически приемлемого значения, нужно использовать усилитель мощности. По сходным соображениям может оказаться необходимым усилитель напряжения в приемном тракте. Для получения лучшего отношения сигнал/шум в приемном тракте применяют фильтры. Ток излучателя i измеряется по падению напряжения на последовательном: сопротивлении, что позволяет свести все электрические измерения к измерениям напряжения. При этом для измерения всех напряжений используется один и тот же вольтметр и ошибка

Ген.( ~

Изл.

Излучающий mpaim

4 Гидр.

Приемный тракт

Рис. 3.23. Основное оборудование для электроакустических измерений. Ген. - генератор; А - амперметр; V -вольтметр; Изл. - излучатель; Гидр. - гидро- фон. Вольтметр 2 имеет высокий входной импеданс.

В измерении отношений напряжений сводится к минимуму. Из уравнений (2.1), (2.3), (2.6,) и (2.19) видно, что в большинство формул градуировки входят отношения напряжений или отношения напряжение/сила тока. Возбуждающим генератором обычно служит широкополосный генератор или синтезатор частоты. В случае использования генератора для контроля частоты необходим репер частоты или частотомер в зависимости от качества и стоимости генератора. Типичная измерительная установка, учитывающая эти дополнительные узлы, показана-на рис. 3.24. Несмотря на сложность этой установки, с её помощью можно проводить градуировки только по точкам.

Еще более совершенные установки для измерения в непрерывном диапазоне частот при аналоговой записи результатов с использованием импульсной техники рассматриваются-в разд. 3.7 и 3.8.

Уровни сигналов при градуировках обычно малы. Диапазоны этих уровней, определенные на основе типичных значений чувст-

вительности гидрофонов [от -90 до -ПО дБ относительно 1 В/(дин/см2)] и чувствительности излучателей [от 40 до 80 дБ относительно 1 (дин/см2)/Л] таковы:

Уровень давления

Уровень напряжения на гидрофоне

Уровень тока излучателя

.Уровень напряжения на излучателе 9

от 40 до 70 дБ относительно 1 дин/см от -70 до -40 дБ относительно 1 В.

от -20 до О дБ относительно 1А

от О до 60 дБ относительно I В

MOUiH

Частотомер

Рис. 3.24. Установка для градуировки электроакустических преобразователей

по точкам.

Уровни токов и напряжений при измерении импедансов в электрических мостовых схемах еще меньше. Если преобразователь линеен, то уровень сигнала не играет роли, при условии что он превышает уровни окружающих акустических и электрических шумов и меньше уровня перегрузки приборов.

Если преобразователь нелинеен или на него воздействует сигнал, уровень которого превышает диапазон его линейности, то определения чувствительностей, импеданса и т. д. теряют смысл. Измерение сигналов большой интенсивности является специальной проблемой и обсуждается в разд. 3.9.

Электрические измерения, которых требуют формулы гра-.дуировки (2.1), (2.3), (2.6), (2.19) и т. д., нужно проводить не менее чем на двух расстояниях. Изменение расстояния легко осуществить с помощью установки с подвижной тележкой, показанной на рис. 3.8. Измерение на двух расстояниях позволяет проверять правильность условий измерений. Эти расстояния выбираются так, чтобы сигнал уменьшался на некоторое удобное •число децибел. Например, если изменить расстояние с 30 см до