基于ARM的检波器特性测量仪设计与实现

　　Mx=Ms(Ux/Us) (1)

　　式中，Mx为待测检波器的声压灵敏度，V／Pa；Ms为标准检波器的电压灵敏度，V／Pa；Ux为待测检波器输出端的开路电压，V；Us为标准检波器输出端的开路电压，V。

　　如果采用分贝表示，则被测检波器的自由场开路电压灵敏度级为：

　　MLX=20lg(Ux/Us)+ML0 (2)

　　3 声场分析

　　准确测试压电检波器，必须满足驱动和耦合要求。例如耦合腔内声场基本均匀，腔内的设计(包括耦合腔)要求具有刚性边界、腔内部无释压材料以及腔的体积、尺寸满足测试条件。由于要求地震压电检波器对频率的响应范围低于1 kHz．因此它是类似包含对次声波有响应的声学传感器，对其测试需要建立一个稳定压力场或声场(包含次声波)。

　　由于地震检波器是反映所受压力敏感程度的压力传感器，因此需要建立一个已知的均匀压力场对其进行测试。目前对于传感器耦合，一般有密封液体罐构成的液压压力场和声源系统构成的声学压力场(以下简称声场)。但是这些压力场受环境影响，而且压力控制较困难。目前对水听传感器的测试一般采用耦合腔互易测量、压电补偿法、震动液柱法、密闭腔比较法等几种对比测量方法。

　　为了方便测试，本文采用密闭腔比较法。两端密闭的刚性圆桶模拟自由场环境，圆管的一端为电动式低频扬声器，作为声场的驱动源；另一端用钢性材料密封。为了验证该装置近似满足自由场的条件，并对该装置进行理论验证。通过仿真不难看出：管内的不同位置在同一频率的声源激励下，各个点的声压值变化不大，同一位置随时间变化。各点的声压值几乎不变，因此可以认定该装置近似满足自由场的条件。

　　4 测量的系统设计与实现

　　本系统采用嵌入式32位ARM器件S3C2410作为主控CPU，依据对比测量法原理，设计便携式多功能检波器特性测量仪，具有单点及扫频测量检波器低频接受电压灵敏度、电压灵敏度级、直流电阻以及频率计数器的功能。本系统包括正弦信号发生模块、功率放大模块、数据测量模块、数据存储模块、USB接口、网络接口、串行接口和上位机软件。系统结构原理框图如图1所示。