时间：2023-10-06 13:06:39
[关键词]阵列式 静电传感器 低通滤波 频率响应特性
中图分类号：TM301.21 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）47-0295-02
煤粉颗粒在气力输送过程中，将会与空气、管道壁以及颗粒自身之间不断发生摩擦、碰撞等过程，从而带上一定数量的电荷。当带电的煤粉颗粒以一定的流速通过静电传感器的敏感区域时，由于静电感应，感应电极的内外表面将会产生大小相等、符号相反的感应电荷[1]。但静电传感器的敏感元件存在一定的几何形状与尺寸，煤粉颗粒所引起的“静电流噪声”将在敏感空间内被特定的权函数加权平均，即“静电流噪声”不可能全部被转换成感应电极输出的电信号[2]。因此，对静电传感器频率响应特性的研究显得十分必要。
1 基本原理
静电传感器结构模型如图1所示，煤粉颗粒流经传感器的敏感区间时，由于静电感应，阵列式感应电极将产生感应电荷，其电荷量可表示为：
其中为煤粉颗粒在传感器敏感区间内轴向坐标为z，径向坐标为r，方位角为θ时的电荷量分布，即“静电流噪声”；s为传感器敏感区间内的空间灵敏度分布。当煤粉以速度v仅沿z轴流动时，电极上的感应电荷表示为：
从上式中可以看出，“静电流噪声”是一个包含空间、时间坐标的复合函数，它在敏感区间内被感应电极以特定权函数s加权平均，得到随时间变化的感应电荷信号q（t）。从频率层面上来讲，i不可能全部转换成感应电极输出的电信号。
本文通过Comsol建立了阵列式传感器的有限元模型，并对其静电场进行了数值分析，进而得到传感器轴向空间灵敏度分布函数。从模拟结果上来看，该函数类似于正态分布，并且鉴于拟合精度，本文采用4个高斯分布对灵敏度分布函数进行拟合即：
其中，a，b为待定系数，其与煤粉颗粒性质和传感器几何形状、尺寸有关。
当径向位置、方位角θ一定时，假设带电煤粉颗粒为单位点电荷时，“静电流噪声”i（z+vt，r，θ）可用单位冲击信号δ（z+vt）表示，所以此时感应电极的感应电荷信号可表示为
传感器感应电极的频率特性可表示为：
2 影响因素
2.1 径向位置
如图2.1所示，在传感器敏感区间内，随着点电荷径向位置的增加，对信号响应能力逐渐增强，频带宽度也逐步增加，而且越靠近壁面响应能力增强的越快。但信号频率越高，相对响应能力越弱，直至失去频率响应。
2.2 煤粉颗粒的速度
如图2.2所示，随着煤粉颗粒速度的增加，传感器的工作频带宽度相应变宽，对高频信号响应能力相对越强，但对低频信号的响应越来越弱。随着工作频率的增加，频率响应能力逐渐减弱，煤粉流速越高，减弱的越慢。
2.3 煤粉颗粒的大小
如图2.3所示，随着煤粉颗粒直径的增大，信号响应能力稍微增强，工作频带带宽也略微变宽。
2.4 电极长度
阵列式静电传感器主要是有几个阵列排布的感应电极组成，这些电极的主要参数为电极长度、电极覆盖角[3]。如图2.4所示，增大阵列式感应电极的轴向长度，使得传感器的工作频带宽度相应变宽，对高频信号响应能力相对越强，但对低频的频率响应相对降低。随着工作频率的增加，频率响应能力逐渐减弱，且轴向长度越大，减弱的越缓慢。
2.5 电极覆盖角
如图2.5所示，和电极长度对传感器频率响应特性的影响类似，增大电极覆盖角有助于提高传感器对高频信号的响应能力，且使得工作频带宽度变宽，但与电极长度的影响相比，电极覆盖角对频率响应特性影响较小。
3 结论
1）煤粉颗粒引起的“静电流噪声”在敏感区间内被传感器以特定的权函数加权平均，其作用相当于低通滤波。
2）越靠近感应电极、煤粉流速越快、颗粒越大、电极越长、覆盖角越大，传感器对高频信号响应能力越强、工作频带越宽。
参考文献
[1] 张文彪.用于稀相气固两相流的静电传感器测量机理分析[D].天津大学，2014.
[2] 许传龙，赵延军，杨道业，汤光华，周宾，王式民.静电传感器空间滤波效应及频率响应特性[J].东南大学学报（自然科学版），2006，04：556-561
【关键词】 明适应
Effects of different stimulus frequency and intensity on rat light adaptation flicker electrophysiology
【Abstract】 AIM: To explore the exact parameters (frequency and intensity of stimulus) which can isolate cone system electroretinogram (ERG) bwave under light adaptation in SD rats and to provide some clues for further study. METHODS: With RETIscan system， lightadapted ERG from SD albino rats were obtained. Eight frequencies (0.1， 0.5， 5.0， 10.0， 15.0， 20.0， 25.0 and 30.0 Hz) and seven intensities (0.11， 0.35， 1.10， 3.50， 11.00， 35.00 and 110.00 cd・s・m-2) were used. The intensity of adapting field luminance was 37.00 cd・s・m-2 and the adaptation time was 10 min. RESULTS: In the condition of lowfrequencies（0.1， 0.5， 5.0 Hz）， there was rod system intrusion and steady wave could not be recorded on the highfrequencies（25.0， 30.0 Hz）. No significant difference was found in the implicit times of different stimulus intensities but the amplitudes all had a tendency of increasing first and then decreasing， and reached the peak when the intensity was 3.50 cd・s・m-2. CONCLUSION: When the stimulus frequency is between 15.0 and 20.0 Hz and the intensity is 3.50 cd・s・m-2， the function of cone system can be well isolated on lightadapted ERG in SD rats.
【Keywords】 light adaptation; ERG; frequency; intensity; rats
【摘要】 目的： 探索明适应状态下分离视锥系统反映的相关参数（刺激光频率、刺激光强度），为SD大鼠明适应视网膜电图的b波测定提供参考. 方法： 采用RETIscan系统使用8种不同频率(0.1， 0.5， 5.0， 10.0， 15.0， 20.0， 25.0， 30.0 Hz)及7种不同光强(0.11， 0.35， 1.10， 3.50， 11.00， 35.00， 110.00 cd・s・m-2)检查SD大鼠明适应ERG. 背景光强37.00 cd・s・m-2，明适应时间为10 min. 结果：SD大鼠明适应ERG，低频时（0.1， 0.5， 5.0 Hz）波形中含有视杆系统成分，高频时（25.0， 30.0 Hz）波形不稳定. 不同光强下潜伏期改变不大，幅值先升高后降低，在3.50 cd・s・m-2时达到最高值. 结论： 在大鼠明适应闪光ERG检查中，应用15.0～20.0 Hz，3.50 cd・s・m-2的刺激光可以很好地分离出视锥系统功能.
【关键词】 明适应；视网膜电图；频率；光强；大鼠
0引言
明适应视网膜电图中含有视杆系统的成分，如何能够将视锥与视杆系统的反应分离开来，从而分别评价两种系统的功能变化是当前视觉电生理学研究领域的一个重点. 大鼠的视网膜感光细胞构成与人类不同，其中视锥细胞仅占1%-3％［1］，ERG的波形与人类有一定的差异. 大鼠因体型适中，易饲养，传代时间短，遗传背景清楚而成为重要的实验动物之一，也是眼科常用的实验动物. 为选择合理的实验参数评价大鼠视网膜锥体系统的功能变化， 我们观察了不同刺激光频率和光强对SD大鼠明适应视网膜电图的影响.
1材料和方法
1.1材料二级成年雄性SD大鼠40只（由第四军医大学实验动物中心提供）. 约8 wk龄，体质量240~260 g. 外眼和检眼镜检查屈光间质清晰. 予以12 h明暗交替光照，不限食水，室温22~26℃条件下适应性饲养1 wk后进行实验. 随机分为8个实验组，每组5只大鼠，测量不同刺激光频率下明适应视网膜电图，间隔3 d后，随机抽取35支大鼠，分为7组，测量不同刺激光强的明适应视网膜电图.
1.2方法明适应视网膜电图（light adaptation electroretionograph）采用我实验室建立的大鼠视觉电生理学实验方法［2］. 采用RETIscan系统（Roland Consult， 德国）. 大鼠在背景光强37.00 cd・s・m-2下明适应10 min，分别记录刺激频率为0.1， 0.5， 5.0， 10.0， 15.0， 20.0， 25.0和30.0 Hz（光强3.50 cd・s・m-2），刺激光强为0.11， 0.35， 1.10， 3.50， 11.00， 35.00和110.00 cd・s・m-2（频率20.0 Hz）时的明适应视网膜电图.
数据测量和处理：应用RETIscan系统（Roland Consult， 德国）进行波形幅值和潜伏期的测量，测量所得数据用x±s表示，Origin 7.0做统计图.
2结果
2.1刺激光频率对明适应ERG的影响频率低于20.0 Hz时均能记录到稳定的波形（Fig 1），在0.1， 0.5， 5.0 Hz组只有一个主波，在10.0 Hz组为两个稳定的正向波，随着刺激光频率增加正向波数目增加. 当频率高于25.0 Hz时记录不到稳定的波形. 在闪光ERG中不同刺激光频率P1波幅值有所改变(Fig 2). 频率较低时P1波幅值先下降而后上升，在5.0 Hz组达到最高值（99±25） μV. 高于5.0 Hz后，P1波幅值随刺激光频率增高而降低. 在较高频率时（25.0， 30.0 Hz）波型幅值已经降到很低［25.0 Hz时（28±2）μV，30.0 Hz时(13±2)μV］，并且波形不完整.
图1－图2 (略)
2.2刺激光光强对明适应ERG的影响低光强（0.11， 0.35 cd・s・m-2）或高光强（35.0， 110.0 cd・s・m-2）时均不能析出完整的波形(Fig 3). 不同刺激光强度下各组的P1波潜伏期比较稳定而幅值发生规律性变化（Fig 4 A， B）：在低光强时幅值随光强增加是升高的，光强为3.50 cd・s・m-2组幅值达到最高点（36±5）μV，随后逐渐下降.
图3－图4 (略)
3讨论
大鼠是研究视网膜病变的重要实验动物模型，其多种眼底疾病模型为研究致病机制供了方便，也为相应治疗药物、治疗方法的研究提供了依据. 视网膜电图可以检查大鼠视网膜各层功能的改变，是视网膜功能检测的重要指标之一. 本次试验的目的就是探索分离视锥系统功能的最佳参数［3］（刺激光频率、刺激光强度），为以后大鼠视锥细胞反应的记录提供依据.
明适应条件下刺激光参数（频率、光强）的不同引起视网膜电图改变是视杆视锥两个系统相互影响的结果，且和视紫红质的生化改变有关［4］，而视紫红质的改变又和钙通道的开闭、Ca+转运有着密切的联系［5］. Lange等［6］认为明适应状态还和视网膜外神经环路有关. 视杆细胞通过轴突与水平细胞和双极细胞连接，视杆的信息通过旁通路可以影响到视锥系统功能［7］. 由于视杆细胞对低频光刺激比高频敏感，故在本次试验中低频（≤10 Hz）时视杆系统的活动会夹杂在反应中，频率不断升高所含的视杆功能越来越少(Fig 3). 但当频率过高（≥25 Hz）后不能记录到稳定的波型，并且幅值很低（Fig 2）.
在改变刺激光强度后幅值发生规律性变化，在光强小于3.5 cd・s・m-2时，幅值随光强增加而增加. Granit在蛙眼进行的相关研究表明，如果去除视杆系统对视锥系统的抑制，明适应闪光ERG的幅值是增加的. Miyake等［8］也认为在人类明适应闪光ERG中去除视杆系统的影响会使幅值增高，本次试验结果与这些研究相符合.
通过本次试验可以认为在大鼠明适应闪烁ERG检查中，应用15～20 Hz，3.5 cd・s・m-2的刺激光可以较好的分离出视锥系统功能.
参考文献
［1］ Szel A， Rohlich P. Two cone types of rat retina detected by antivisual pigment antibodies ［J］. Exp Eye Res， 1992; 55:47-52.
［2］ Gu YH， Zhang ZM， Li L. Electrophysiological changes of streptoaotocininduced diabetic rats in early stage ［J］. Disi Junyi Daxue Xuebao (J Fourth Mil Med Univ)， 2002; 23(11): 990-993.
［3］Gu YH， Zhang ZM， Hou BK， Guo Q， Li L， Long T. Properties of rat cone response during light adaptation［J］. Disi Junyi Daxue Xuebao (J Fourth Mil Med Univ)， 2002; 24(19): 1777-1779
［4］ Alexander KR， Fishman GA. Rodcone interaction in flicker perimetry ［J］. Br J Ophthalmol， 1984; 68(5):303-309.
［5］ EN Pugh Jr， S Nikonov， TD Lamb. Molecular mechanisms of vertebrate photoreceptor lightadaptation ［J］. Current Opinion Neurobio， 1999; 9:410-418.
［6］ Lange G， Denny N， Frumkes TE. Suppressive rodcone interactions: evidence for separate retinal (temporal) and extraretinal (spatial) mechanism in achromatic vision ［J］. Invest Opt Soc Am A， 1997; 14: 2487-2498.
［7］ Richard HM. The fundamental plan of retina［J］. Nat Neurosci， 2001; 4: 877-886.
芬朗 奥得赛专车专用音响
产品单元特点：
为达到精敏和超宽的频率响应而特有的25毫米丝膜音盆高音。
为达到良好的动态和顺滑的频率响应而特有的165毫米PP音盆中低音。
具有精准和大动态的低频响应的200毫米PP音盆超低音。
精准匹配的2.1声道功率放大器，充分考虑原车电能供应的高效省电设计。
技术参数：
类型2.1声道汽车音响系统
灵敏度90分贝
阻抗 4欧姆
扬声器额定输入功率50瓦×2＋100瓦×1
功率放大器额定负载功率50瓦×2＋100瓦×1
频率响应35-20000赫兹
芬朗 锐志专车专用音响
产品单元特点：
为达到精敏和超宽的频率响应而特有的25毫米丝膜音盆高音。
为达到良好的动态和顺滑的频率响应而特有的165毫米PP音盆中低音。
具有精准和大动态的低频响应的250毫米PP音盆超低音。
精准匹配的2.1声道功率放大器，充分考虑原车电能供应的高效省电设计。
技术参数：
类型2.1声道汽车音响系统
灵敏度90分贝
阻抗 4欧姆
扬声器额定输入功率50瓦×2＋200瓦×1
功率放大器额定负载功率50瓦×2＋200瓦×1
频率响应28-20000赫兹
德国海螺7.16 MK II
产品参数
峰值功率：150W 额定功率：70W
灵敏度：91dB/1W 频率响应：60Hz - 5KHz
阻抗：4Ω 分频点：3000Hz
斜率：6dB/Oct. 总高度：70mm
内深：65mm 钻头圆周：162mm
直径：170mm 隔板孔：145mm
7.16s 二路分音
产品参数：
峰值功率：150W 额定功率：70W
灵敏度：91dB/1W 频率响应：60Hz - 20KHz
阻抗：4Ω 分频点：3000Hz
斜率：6dB/Oct. 总高度：73mm
内深：68mm 钻头圆周：162mm
直径：170mm 隔板孔：145mm
系统高音：5.28 MK II 系统低音：7.16 MK II
分频器：Serie 7
德国海螺3.13 二路分音
产品参数：
峰值功率：100W 额定功率：60W
灵敏度：88dB/1W 频率响应：80Hz - 20KHz
阻抗：4Ω 分频点：3000Hz
斜率：6dB/Oct. 系统高音：3.28 MK II
关键词：数控机床；频率响应；伺服性能；Bode图
引言
在数控机床上，进给伺服控制性能是整个机床性能的基础，尤其在高速、高精机床上，进给轴的动态性能更是至关重要。数控机床作为一个复杂的机电一体化系统，伺服系统的调试需要对其中的电气及机械原理有所了解，才能最大化提升整体伺服性能，使机床高速度、高精度、高刚度、高稳定性运行。伺服驱动调试过程可以基于时域指标和频域指标进行。时域指标通常是阶跃响应，而频域指标则是频率响应[1]。时域指标有物理意义明确、便于理解的优点，但是频率响应能够更加详细准确地反应伺服被控对象的模型信息[2]，尤其能够准确反应伺服系统的闭环带宽及机械谐振频率等信息，从而准确设定伺服控制参数。本文重点阐述基于频率响应测试的伺服参数调试方法。
1机床伺服控制器结构
交流伺服驱动控制通常采用如图1所示的三环控制，三环分别为：电流环、速度环和位置环[3]。电流环与速度环通常都采用PI调节器，而位置环采用P调节器。伺服驱动控制系统性能优化就是优化三环的调节器参数及滤波器参数，从而使伺服系统具有更好的动态性能。系统往往还会使用速度前馈和转矩前馈功能，它们都属于前馈器，系开环控制，不会对系统的稳定性产生影响。前馈控制器参数同机床轴的负载转动惯量及电机转矩常数等系统参数相关，通常不需要特别调试，故不专门讨论。
2电流环调试
电流环的控制对象是电机电流，即控制电机输出转矩。数控机床上的伺服驱动器与电机通常都是同一厂家的配套设备，相应电流环控制参数均已优化固定，无需手动优化。但若驱动第三方电机，则需调试优化。驱动第三方电机时，需要使用驱动厂家提供的调试工具，输入电机的基本参数（额定电流、额定转矩、相电阻、相电感等，不同驱动器厂家略有差异），计算生成具体控制参数。尔后，要测试验证电流环的控制效果。测试的方法是测试电流环的闭环频率响应。如果测试结果不理想，可以在默认参数的基础上微调电流环调节器的增益和积分时间，提高电流控制性能。电流环的闭环频率响应Bode图如图2所示。电流环的幅频特性不能有明显的谐振峰值。电流环的相频带宽（-90°带宽）通常较宽，如果带宽很小（例如小于50Hz），则考虑输入电机的基本参数可能有错误，需要重新输入。
3速度环调试
速度环的调试优化是机床伺服系统的调试重点，速度环的性能直接决定最终的轴控制性能。在高速、高精机床中，机械系统的柔性（有限传动刚度）与负载惯量对速度环的稳定性及性能影响最大[2]。
3.1伺服进给轴结构
数控机床的进给轴结构如图3所示。电机的转矩通过连轴节转递到丝杠，丝杠又通过和工作台连接在一起的螺母把旋转的转矩转变成工作台推动力。轴传动系统中诸如联轴器及其他接触部分的柔性变形引起的机械谐振是影响伺服动态性能的关键因素。图4为传动机构的动力学模型示意图，整个转动机构是一个柔性高阶系统。柔性部分会形成谐振频率点[4]，如图5中的Bode图所示。机械谐振会影响速度环的稳定性，也是轴振动的主要原因。
3.2速度环优化
速度环主要调试参数有PI调节器的增益与积分时间、电流设定值滤波器（陷波滤波器与低通滤波器）参数[4]。参数优化通常由阶跃响应和频率响应两种测试方法进行，一般的伺服驱动器（如西门子的S120）都提供这两种功能。频率响应（闭环频率响应与开环频率响应）能够更加全面地反应系统信息，尤其是能够准确地反映机械谐振频率点，便于准确设定滤波器。调试目标是使幅频带宽（-3dB带宽）和相频带宽（-90°带宽）尽量宽[5]，同时要保证通带频率内谐振峰值不超过3dB[6]，而通带以外不允许有超过0dB的点。调整方法是增大增益Kp，同时积分时间是在默认值附近微调（减小积分时间可以增加速度环带宽）。例如，图5中的幅频特性在通带以外的上翘点为机械谐振频率点。当该点的幅频特性超过0dB时，系统就会失去稳定性，轴就会发生振动。当增大增益Kp后，系统通带以外的机械谐振频率点的幅频特性可能会超过0dB，这就需要使用陷波滤波器或者低通滤波器将该点过滤。图6是使用了陷波滤波后的速度环闭环频率响应Bode图，可以看到谐振频率点处的幅频特性低于0dB。使用陷波滤波或低通滤波器都会影响系统的相频带宽、抬高通带频率内的谐振峰值，所以设定电流指令滤波器后，要重新调整增益Kp。陷波滤波对相频带宽的影响要比低通滤波器小很多，所以调试时要尽量使用陷波滤波器。有时机械特性比较差，存在多个机械谐振频率点，陷波滤波器不充足，这就要尽量在低频的谐振点上使用陷波滤波[7]，高频的谐振点上使用低通滤波，以保证速度环带宽受到最小的影响.陷波滤波参数的各家驱动略有不同，基本有两种：一是陷波中心频率f、陷波宽度fBB和陷波深度K组成；另一种是分子固有频率fZ、分子阻尼系数DZ、分母固有频率fN、分母阻尼系数DN。陷波滤波幅频特性图如图7所示。第一种参数组合设置较易，对应设定即可。
4位置环调试
位置环通常采用P调节器，即只有比例增益（Kv）一个参数。同速度环一样，提高位置环比例增益会提高位置环带宽。如图8(a)和图8(b)所示，通过提高Kv，位置环带宽从8Hz提高到18Hz。位置环调试要求幅频特性曲线不得超过0dB，否则意味着位置环的阶跃响应会有超调[8]，而超调在位置环控制中是不允许的。对于多轴联动的机床，还要求插补轴的闭环带宽相同，保证加工的轮廓误差最小。所以，位置环要多轴协调调试，在保证带宽一致的情况下尽量提高位置环带宽。
5结束语
本文从电流环调试、速度环调试、位置环调试三方面重点阐述了基于频率响应测试的伺服参数调试方法，为准确设定伺服控制参数奠定了基础。值得注意的是，本文描述的内容并不是针对某一具体厂家的伺服产品，而具有通用性。
关键词：绕组变形；分形维数；频谱法
0. 引言：
变压器是电力系统中重要的电气设备之一，其安全运行对于保证电网安全意义重大。因此有必要对变压器进行故障分析、增强故障检测手段、降低故障率，以保证电网的安全运行。变压器在运行中遭受短路故障电流冲击时，绕组内将流过很大的短路电流，并与漏磁场互相作用产生很大的电动力。这时绕组将承受巨大的、不均匀的径向电动力和轴向电动力【1】。另外，变压器在运输、安装等过程中也可能受到意外的碰撞冲击、颠簸和振动等。在这些力(电动力或机械力)的作用下，绕组可能产生机械位移和变形，并可能引发绝缘损伤、绕组短路和烧毁等严重的变压器事故[2]。
变压器绕组变形后，变压器等效电路中单位长度的分布电感和电容却发生了改变，因而绕组的频响特性发生了变化，以此为基础形成频率响应检测方法。目前该方法没有通用的状态量对绕组的状态进行描述和判断，也没有通用指标去量化绕组变形程度，都是依据自己的测量理论基础，采用相应经验而进行绕组变形程度判断。本文分析频响特性曲线，发现可以利用频谱法求得曲线的分形维数，提出通过分形维数判断绕组变形程度。
1. 频率响应分析法
响分析法是由加拿大的E.P.Dick和C.C.Erven提出的，随后得到广泛的应用。在频率高于1kHz时，变压器绕组可以等效为一个无源、线形、单端输入、单端输出的网络，其等效电路如图1-1所示，图中Cs为串联的饼间电容、Cg为对地电容、Cb为套管对地电容、Ls为线圈电感。这种网络可以用频率特性来描述, 而且一个网络对应着唯一的一条频响特性曲线。当绕组发生变形时，网络参数如电感或电容发生变化,该网络的频响特性曲线也随之变化【3】。
频响分析法的实施过程为：将一正弦扫频信号输入被测变压器，记录输入端和输出端的电压幅值和相位，通过处理得到被测绕组的频响特性曲线，再通过比较当前曲线和历史曲线、不同相的曲线、同型号变压器曲线等，判断绕组是否存在变形。实践证明，频响法能够为变压器绕组变形提供较准确的诊断依据，其测量原理图如图1-2所示。
以宁夏和风屯风电场110kV变电站的1#主变为试验对象，通过武汉高压研究所研发的BRT-Ⅱ电力变压器绕组特性测试仪进行检测，图1-3为相应的频响曲线。
2. 分形理论及频谱法计算分形维数
分形几何学产生于20世纪70年代末80年代初，最初的研究对象是欧氏空间的一类复杂子集结构，但是随着分形几何的发展，分形作为一种复杂现象在自然科学和工程问题中得到了广泛研究，是一门以复杂的、非规则的几何形态、行为或现象为研究对象的新兴学科。欧氏几何中的对象用整数维来描述，例如点、直线、平面和体都具有整数维数称之为拓扑维数，对几何体进行测量所得的结果与所用的尺度有关，拓扑维数只能描述几何图形的静态特征，对于非规则的几何对象，如果用传统的拓扑维数尺度去测量，所得结果要么为零，要么为无穷大。只有用非整数维数的尺度去度量它，才能恰好反映其不规则性，这种非整数值的维数统称为分形维数，描述的是几何图形的动态变化【5】。
分形维数有不同的定义和计算方法，对于不同的分形对象，应根据其特点选择不同的分形维数计算方法。频谱法适用于随机记录的时间序列信号。随机序列信号在空间或时间上的变化具有显著的统计性质，对它进行特征分析可以得到信号波数与频率变化相对应的图谱，称为频谱，它是对随机信号做傅里叶变换所得振幅的平方【4】。
从频谱的观点来看，测定分形维数的尺度就是截止频率ω，它是把比ω更低的振动成分舍去的界限频率。因此，一个随机序列具有分形特征，也就表明截止频率的变化并不改变频谱的形状。对于一个随机时间序列，它的频谱与截止频率之间有如下的幂律关系:
式中，P(ω)是频谱，ω是谱频率，D是分形维数。在具体计算过程中，设定一组截止频率ω1、ω2…，然后分别运用傅立叶变换计算出相应的频谱P(ωi)，在双对数坐标中对logP–logω曲线进行线性回归，若回归直线斜率是α，则随机序列的分形维数为D=2.5-α。
3. 数据分析
首先对同侧的三相绕组的频响特性曲线进行比较，如果曲线相似程度较好，分形维数基本相等，则判断不存在绕组变形。
当频响特性曲线低频段（0.5kHz～10kHz）的分形维数发生明显变化时，说明绕组的电感变化造成整体明显变形。因为频率较低时，绕组的对地电容及饼间电容容抗较大，而感抗较小。对绝大多数变压器而言，其三相绕组低频段频率响应特性曲线较为一致。
当频响特性曲线中频段（10kHz～100kHz）的分形维数发生明显变化时，在该频率范围，绕组的分布电容和电感均发挥作用，因此根据分形维数的变化能够较灵敏地反映绕组的局部变化，对频响特性曲线的分析，重点应放在此频段。
当频响特性曲线高频段（100kHz～500kHz）的分形维数发生明显变化时，说明绕组的对地电容变化了。频率较高时，绕组的感抗较大，基本被饼间电容旁路，电感变化对分形维数的影响较小，对地电容的改变（如绕组整移或引线对地距离变化等）是造成该频段变化的主要因素。
4. 结语
频响分析法降低了电磁干扰的影响，具有测量灵敏度高、测试重复性较好、仪器操作简单方便的优点。它可在变压器不放油、不吊罩的情况下确定变压器绕组有无形变，指导变压器的抢修工作，缩短抢修时间。该方法已在国内外变压器运行和生产部门得到推广应用，效果较好。但测试结果容易受到各种不确定性因素的干扰，诊断结果具有某种不稳定性。现阶段，绕组变形诊断仍停留在根据频响特性的变化情况来判断绕组是否变形及变形的严重程度，尚难根据频响特性曲线判断绕组变形的具体部位。今后应加强这方面的研究。
【参考文献】
[1]. 徐大可，张彦苍，李彦明，变压器绕组变形在线监测的研究，电气自动化设备，2002, 22(8)：8～11；
[2]. 韩爱芝，刘莘昱，曾定文等，判断变压器绕组变形的简单方法，变压器，2003，40(4)：8～12；
[3]. 武剑利，频响分析法检测变压器绕组变形的理论研究:[硕士学位论文]，武汉；武汉大学，2004
[4]. 朱华，姬翠翠，《分形理论及其应用》，科学出版社；
[5]. 李水根，《分形》，高等教育出版社；
作者简介：
（广州市机电技师学院广东广州510430）
摘要：主要采用自然实验法、问卷和访谈法，考察一段时间内PETS3口试测试频率是否会对高职学生英语成绩产生影响。自变量为“测试频率”，因变量为学生的PETS3口试成绩与笔试成绩，得到如下结论：测试及其频率影响学习，PETS3口试及其测试频率对高职学生英语口语学习存在反拨效应，口试及其测试频率影响学生的口试成绩和笔试成绩。学生根据口试所获反馈信息进行自我评价，通过自我调整来改善学习。
关键词 ：PETS3口试测试；高职学生；英语学习；反拨效应；测试频率
中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1672-5727（2015）08-0051-04
一、问题的提出
全国英语等级考试（PETS）是面向社会的非学历性的英语证书考试，共有五个级别（本文以三级为例）。它对考生听说读写等能力全面考查，提供科学合理的评价标准。反拨效应（Washback/Backwash）是测试对教学和学习的影响。测试与学生学习和教师教学之间的关系紧密，反拨效应对教学能产生重大的影响。随着研究深入，学者研究后发现测试的反拨效应的复杂性大大超出了他们想象，其源于语言测试的复杂性和教学本身的复杂性以及两者间的不可分性。反拨效应的形成需要经历一个较长的时期，且涉及所有与考试相关的众多因素，这对反拨效应研究产生了较大的困难。
在以往的研究中还存在以下几个问题：一是反拨作用是一个极其复杂的现象，涉及一切与考试有关的因素和细节，过去的反拨效应笼统以“测试”宏观层面的研究相对较多，虽也有细化到对考试各个不同题型的研究，但“测试频率”的研究还没有。二是国内反拨效应的研究主要集中大学英语四、六级的研究，而全国规模与影响力的PETS考试的研究较少。三是反拨效应研究主要集中大中学英语教学领域，而高职院校学生英语学习方面的实证研究则比较少。鉴于已有研究存在的不足，本研究结合高职英语教学自身的特殊性，拟通过实证研究，扩展反拨效应理论在具体学科中的应用，推动反拨效应研究的发展。本文主要围绕以下问题展开研究：PETS3口语测试及其频率的差异在高职学生中引起什么反响；验证PETS3口语测试及其频率对学生英语学习的反拨效应是否存在；PETS3口试频率与高职学生英语成绩的关系；分析PETS3口语测试及其频率对学习观念、学习态度、学习策略、自我评价方面的影响。
二、研究方法
（一）研究对象
本研究所有受试均选自广州市机电技师学院高职一年级非英语专业学生，共320名，学生均参加了PETS3口语摸底考试，根据性别、摸底考试成绩、所学专业等挑出90名年龄在18~22岁之间的学生，并进行匹配分组A、B1、B2组，每组30名被试，90名被试在各自班级与其同学一起正常上英语课。
（二）研究方案
本研究采用因素析因设计，因素为“测试频率”，为学生设计三种测试：B1组课后需接受两周一次的PETS3口试；B2组课后需接受四周一次的PETS3口试；A组课后无需接受PETS3口试，但必须花等量时间（10分钟）在英语口语学习上。笔者在实验前后分别安排三组受试进行PETS3口语测试，并对其成绩进行统计和分析，以比较实验后三组受试的英语口语成绩和语言技能方面的变化程度。
实验组和控制组每周均有相等课时英语课，且由同一教师授课。所有的口试均在课外完成，不占用课内时间。
1.研究方法
测试。采用PETS3的口语仿真题作为测试试卷对全体接受调查的学生进行了口语测试。从测试结果看48人（53.33%）的学生听力水平处于3分以下，3.5分以下占75人（83.33%），这也证明了本研究实施的必要性。除了PETS3口语测试，所有被试按要求均参加了六次单元测验和两次期末测试，将八次成绩作为笔试参考成绩记录。
访谈。旨在验证PETS3口语测试及其频率对学生英语学习的反拨效应是否存在；了解PETS3口试对学生学习的具体影响；PETS3口语测试及其频率的差异如何影响高职学生的学习；学生如何做出改变以应对PETS3口试；探讨适度的口试频率。访谈对象从控制组和实验组每个组中选择3名学生，分别代表成绩前段、中段、后段的三个成绩段的同学。
问卷调查。问卷主要是验证PETS3口试及其频率对高职学生学习存在反拨作用；学生对PETS3口试及其频率的看法；PETS3口试及其频率对高职生英语学习的影响：对学生学习动力、英语学习观念、采用的学习策略以及自我评价方面所产生的影响；PETS3口试及其频率与高职学生英语技能以及学习内容的关系。调查问卷分两部分，采用Likert五度量表的形式，选项A、B、C、D、E分别为“完全同意”、“基本同意”、“不确定”、“不大同意”、“完全不同意”，从高到低分别记5、4、3、2、1分。第一部分（1-10）调查学生对口试及其频率的看法；第二部分（11-33）调查口试给学生的英语学习带来的影响，涉及学习动机、学习观念、学习和应试策略、自我评价。问卷在前后测各发放一次，通过对比得出学生学习受口试的影响而产生的变化，据此分析出口试及口试频率对高职学生英语学习产生的反拨作用。第一次调查收回有效问卷90份。第二次调查收回有效问卷89份。
2．数据处理和分析
数据统计工作使用spss17.0中文版统计软件进行分析处理。包括用方差分析对三个组学生的前测成绩进行比较，检测三组学生的前测口语和笔试成绩是否大致相当；用T检验分析，三个组前后测英语口语和笔试成绩进步程度的差异；用描述统计分析被试对测试及其频率、学习动机、学习态度、学习和应试策略以及自我评价是否发生变化。
三、结果及讨论
（一）三个组的口试与笔试成绩的对比分析
2013年9月，口语摸底测试（前测）结束后，笔者使用方差分析对三个组的前测成绩进行比较，如表1所示。学生的整体口语水平不高，但有一定口语基础。标准差在0.5分左右，说明大多数学生口语水平差别不大。方差分析的结果表明，三个组的学生口语平均水平不存在显著差异（F=0.009，P=0.991），判定三个组学生具有大致相同的口语基础。
表2的方差分析结果表明，三个实验组的英语笔试测试平均成绩不存在显著差异（F=0.002，P=0.998），可以认为这三组的英语测试水平基本相同，三个组的学生的英语笔试成绩基本是在同一个能力水平。
（二）PETS口试对英语口试成绩与笔试成绩的影响
2014年9月，进行后测，记录下后测成绩，采用T检验。（见表3）
由表3可知，A组的口语平均成绩在实验前后有进步（T=1.058，P=0.147），但进步程度不算显著，B1组有比较显著的进步（T=1.809，P=0.038），B2组有特别显著的进步（T=2.864，P=0.003）。实验组B1、B2组在后测口语测试中的成绩是显著优于控制组A组，PETS3口试对学生的口语成绩有正面影响，对学生英语学习存在反拨效应。实验组B1、B2组相比，B2组口语成绩优于B1组，初步判定，相同时间内，口语测试频率越频繁，口语成绩进步越大，口试及其频率对学生的英语学习存在反拨效应。
为了进一步研究PETS3口试是否会对学生英语笔试成绩的产生影响，笔者同时对学生的笔试成绩做分析，以2014年7月期末考试为笔试后测成绩，试卷为PETS3笔试样题。
由表4可以看出，期末考试的平均成绩与第一次测试成绩相比，A组的进步不明显（T=0.720，P=0.237），B1（T=1.881，P=0.032）、B2（T=2.262，P=0.014）组有比较显著的进步。测试组B1、B2组在期末考试中的成绩是显著优于控制组A组的，PETS3口试对学生的笔试成绩有正面影响，对学生英语学习存在反拨效应。实验组B1、B2组相比，B2组笔试成绩优于B1组，由此可以初步判定，相同时间内，口语测试频率越频繁，笔试成绩进步越大，口试及其频率对学生的英语学习存在反拨效应。
（三）测试及其频率对学生英语学习的影响
1.学生对口试及其频率的评价
问卷发现，学生对测试的评价发生变化：实验后，控制组A没大变化。实验组的学生更认同口语测试有向导和评估的功能，认为测试增加其学习积极主动性，而更赞同实施口试有必要。其次，实验组B2组比B1组更肯定PETS3口试的必要性，更认同口试是评价口语水平的有效手段，即测试及其频率会影响学生对测试本身的看法和态度。学生对测试频率的看法发生变化：实验后，实验组B1和B2较控制组A更认同测试频率对其学习产生影响，认为口试频率除了会影响成绩、语言技能，还有助促进学习。再次，B2组大多数项的分值高于B1组，说明B2组学生更深刻地受测试及其频率的影响，更能认识到测试频率对其学习的影响，即测试及其频率对学生的学习产生反拨作用。
2.学生学习动机、学习观念、应试和学习策略以及自我评价的变化
PETS3口试及其频率激发了学生英语学习动机：控制组学生学习动机变化较小，实验组B1和B2组在口试的驱动下，学生的学习动机得到激发而影响学生学习，即口试对学生学习产生反拨作用。B2组学习动机各项得分均高于B1组，说明口试及其频率激发了实验组学生的学习动机：适当的口试频率还能激发学生的深层动机，而深层动机对学生的英语口语学习将产生更为积极的影响。
PETS3口试及其频率转变了学生英语学习观念：控制组A组的学习观念并无明显的转变，实验组B1和B2组则有明显提高，口试影响了学习，对学生学习产生了反拨作用。B2组测试频率高于B1组，B2组学习观念大多数项得分也高于B1组，由此可判断测试及其频率影响了学生学习观念的转变，即口试及其频率对学生的学习产生反拨效应。
PETS3口试及其频率改进了学生英语学习策略和应试策略：控制组学生实验后在学习策略上仍然存在着明显的不足。而实验组B1和B2组学生的学习策略在口试实验后各项分值有明显提高，说明实验组学生的学习策略和应试策略在口试的影响下得到改进和优化。数据显示，实验后实验组能根据实际情况确立长期或短期英语学习目标和学习计划、合理安排学习日程，B2组比B1组得分较高，有更强的对计划的执行力、时间管理和学习计划意识。在口语交际时实验组学生能运用应试策略，且B2组学生比B1组学生更灵活地运用应试策略，更有利于学生成绩的提高，可见测试及其频率对学生的学习策略和应试策略产生影响。
PETS3口试及其频率使学生自我评价更趋向积极：控制组实验后自我评价与实验前基本持平，而实验组B1和B2组学生有明显的提高，各项得分B1和B2组均高于A组，说明口试对实验组学生的自我评价有积极影响，即口试对学生学习产生了反拨作用。B2组学生对英语口语学习的自我评价总体比B1组高，B2组对自己学习能力持更肯定态度，具有更强的学好英语口语的信心与愿望。而且B2组学生养成了更好的学习习惯，逐步增强自我管理学习的意识，对自己的学习过程进行有效的监控与管理，同时数据也显示B2组学生比B1组学生更会利用身边的资源。这说明测试及其频率对学生的自我评价产生影响，对学生的学习产生反拨效应。
3.口试及其频率对各成绩段学生的影响
访谈可知，实验组各成绩段学生的学习都受到口试及其频率的影响，实验组各成绩段的学生认为自己的英语学习成绩较实验前有进步，而进步又激发了其学习热情，增强了学生的学习动力和学习信心，实验组各成绩段学生的学习时长比实验前明显增长，学习形式也丰富多彩：实行小组合作，参加形式多样的课外活动。除课本和仿真试题集外，英语视频、英文报纸、英文歌曲等都成为学生的学习资料，可见口试及其频率对学生的学习存在反拨效应。访谈中笔者发现，虽然多数学生肯定测试频率应适度，但是大部分学生表示不知道究竟多少的测试频率是适度。可见，适度的测试频率究竟是多少是语言教育研究者在反拨效应研究领域值得研究的问题。
四、结论
PETS3口语测试对学生英语学习存在反拨效应；PETS3口语测试及频率影响学生的笔试和口语成绩且对学生学习动机、学习态度、学习策略、学习内容、自我评价等方面有不同程度的正面反拨效应。
本研究采用实证研究方法考察PETS3口语测试对学生学习的反拨效应，以弥补该研究领域研究成果缺乏实证支持的研究现状。本研究得出如下建议以供参考：一是PETS3口语测试是一种有效的能帮助学生提高口语能力的方法，建议广泛应用于高职院校和其他学校的测试之中。但是PETS3口语测试不是唯一的能帮助学生提高成绩的测试系统。二是后续研究可以考察：口语测试是否能诱导学生在现实生活中寻找机会练习口语的意识。三是本研究结论“测验次数对学生学习成绩的影响显著”并不是表示测验的次数越多效果越好，也不符合日常经验，建议谨慎解释和推广这个结论。四是PETS3口试的面对面的师生对话形式，无疑会给部分学生造成压力，因此监控学生参加考试的焦虑感受也是必要的，建议在进一步研究中采用考试焦虑量表（TAS）检测被试对于考试的态度及其在考试前后的种种感受及身体紧张度等。
参考文献：
[1]PETS研究小组.考核内容详析与辅导练习[M].北京：高等教育出版社，2004.
[2]HughesA.TestingforLanguageTeachers[M].Cambridge：CambridgeUniversityPress，1989.
[3]AldersonC，DWall.Doeswashbackexist？[J].AppliedLinguistics，1993，14（2）：115-129.
关键词：无线通信；复杂人为干扰；时频分析
人为干扰通常分为两种，即无意识地人为干扰以及蓄意地人为干扰，但无论是哪一种人为干扰，其都会相对地对无信通信这一领域造成或多或少地影响，进而影响相应地无线通信质量，甚至影响到相应传播机制的运行。因此我们说这种干扰是具有一定威胁性的，应该从这一干扰的源头入手，进而将之顺利规避，从而提升无线通讯的相对质量，而究其源头，人为干扰作为一项相对独立的干扰源其发盛世有一定的时频，那针对这一频率进行一定的改善措施从而规避人为干扰这一干扰源，就是接下来在无线通信领域的首要工作目标所在。
1 复杂人为干扰信号模型的确立
1.1 周期性扫动频率干扰信号
为了弄清相应干扰信号的具体来源，通过建立模拟其运行的机制，创造其产生的环境来观测其产生的根本原因。扫频类干扰信号呈周期分布，其具有较为短暂的瞬时带宽，在构成上与单音节信号或狭窄带状信号相类似。这一类信号在特定的试验频段进行周期性扫描，从而模拟出干扰产生的实际过程，在此过程之中，通过对干扰机功率的掌控来逐渐增大相应的干扰功率，经此流程模拟出的周期扫频型干扰信号既能够实现对干扰型带宽的模拟，也能够通过对信号发生机制的控制来实现对干扰速度的掌控，可谓一举两得。
1.2 周期性脉冲状干扰信号
周期脉冲式干扰信号从字面意义上来理解，实际上只分两部分，也就是一定的脉冲信号，而这一信号呈周期式发生，通常情况下，这一周期会显得尤为短暂，但是此脉冲的实际功率却非常之大，通过这样的模式并且呈周期性地将信号有规律地投放出去，使之成为一定的干扰体，这样就能够帮助我们彻底了解相应干扰信号的成型机制。但是在具体的操作过程中应该时刻注意，因为脉冲的频率本来就要比其它类似干扰信号的功率低得多，因此在实际的观测环节要将其具体的峰值数据单独列出并计算成实际的峰值功率来作为对这种信号模因的参考数据，在此基础上的实际干扰效果应该会和生活中的相一致，而这种相似性就是我们验证相应的人为干扰所凭借的介质之一。
2 复杂人为干扰信号的波动
因为在开头已经提出过，人为干扰的变化频率具有一定的时频性，因此本文点差研究所用的相应人造复杂人为干扰信号也就要具备一定的即时频率性，而这一时频性的具体特点体现在其某一时间点的瞬时频率会随着时间的变动而改变，因此为了继续接下来的分析与研究，同时对相应的干扰信号进行一个全面的研究与调查，因此就需要应用一定的瞬时时频分析方法，将时间点以一种动态的极限思想去看待，进而是抽离而出的瞬时时频点也就自然成为了相关时域的具体承载物，这样能偶有效避免因复杂的计算而难以实现的"功效-频繁程度-时光"这一三位一体的多维时空的特征参考数字的提取。而将之压缩为直接折射到品面上的频率及时间之后，以此为基所提取的相关参数资料才是检验复杂人为干扰信号的载体所在。
时间窗的长度对时间和频率分辨率有很大影响。时间窗长度至少是一段时间内对应点数的两倍。对经过时频变换后的数据可以根据实际情况进行二次采样。从而使每个观测时刻仅需一个对应的判决门限，以此实现对基于信干比的变门限判决法的仿真。
3 复杂人为干扰参数的选取
3.1 扫频干扰参数的选取
对于非线性扫频干扰，参数的提取主要考虑干扰信号瞬时频率的估计。理论的非线性扫频干扰在每个观测时刻上只有一个扫描频点，而通过门限判决投影得到的"频率-时间"的瞬时频率估计值，由于STFT时间和频率分辨率的影响，在每个观测时刻上可能有若干个干扰频点，这就需要通过一定的准则，如最大值法，最小值法，或者是平均值法，使每个观测时刻上得到一个瞬时频率估计值。
3.2 周期脉冲干扰参数的选取
可以得到脉冲干扰在不同频率对应的幅度值。由于本文采用基于信干比的变门限判决法得到"频率-时间"的二维数据，所以，不同的观测时间上，若信干比不同，对应的门限不同，脉冲干扰在时频域上的有效干扰带宽也不同。因此，对脉冲干扰的有效干扰带宽参数的提取，对于表现其在时频域上的干扰特征有一定意义。
4 仿真和性能的解析
4.1 扫频干扰参数提取的仿真解析
对于扫频干扰瞬时频率的估计，如前文所述，在每一个观测时刻上，估计的干扰频点由于分辨率的原因可能不止一个，考虑使用最大值、最小值和平均值准则，在每个观测时刻选取一个干扰频点。通过仿真发现，在无噪声情况下，3种准则对应的绝对百分比误差依次是：0.0196，0.0002451，0.00
99易知，选用最小值准则，误差较小。
4.2 基于频率二次采样来消除随机干扰的仿真解析
如前文所述，一定条件下，频率的二次采样能够一定程度上消除随机干扰的影响，若随机干扰不是宽带干扰，那么在每个观测时刻上，对"频率-时间"的二维数据进行频率的二次采样，能够规避或者是消除随机干扰的频点，而不影响人为干扰的整体干扰趋势。
4.3 周期脉冲干扰参数提取的仿真解析
周期脉冲干扰在时频域上对通信信号的压制表现在，一定观测时刻上，干扰信号在一定的带宽内功率大于通信信号，即进行了有效压制。不考虑噪声的影响，对不同功率的通信信号时周期脉冲干扰的瞬时带宽进行估计。因此，通信信号功率越大，其对应的判决门限值越大，从而判决投影得到的有效干扰带宽越窄。
结束语
综上所述，无线通信中复杂人为干扰呈一定的时频分布，得出了其分布的规律，在此基础上安排相应的无线通信活动便能有效规避相应的干扰，从而使无线通信机制的运行更为流畅化、合理化。而这有利于我国无线通信事业的建设，有利于使人们未来的通讯生活更加便利，同时还有利于使我国的相应工程的发展得到全新的理论支持。因此相关部门应给予这一科研项目一定的支持，通过组织相应的科研人员的培训等活动向其灌输先进的理论知识并确保其能够将这一结合了时代特色的理论体系与无线通信的研究相结合，从而推动我国无线通信事业的全面发展。
参考文献
[1]张敬义，李永贵，尤峻.无线通信中复杂人为干扰的时频分析[J].通信技术，2014.
[2]杨丽春.通信抗干扰技术的综合优化及评价研究[D].成都：电子科技大学，2006.
[3]马万治.无线通信抗干扰技术性能研究[D].成都：电子科技大学，2012.
音响教学课件
1、音箱
有源音箱就是带有功率放大器(即功放)的音箱系统。把功率放大器和扬声器发声系统做成一体，可直接与一般的音源(如随身听、CD机、影碟机、录像机等)搭配，构成一套完整的音响组合。有了有源音箱，就无需另购功率放大器，不再为合理选配功放、音箱而发愁，操作简便，其极高的性能价格比，为工薪阶层所普遍接受。
按照发声原理及内部结构不同，音箱可分为倒相式、密闭式、平板式、号角式、迷宫式等几种类型，其中最主要的形式是密闭式和倒相式。密闭式音箱就是在封闭的箱体上装上扬声器，效率比较低；而倒相式音箱与它的不同之处就是在前面或后面板上装有圆形的倒相孔。它是按照赫姆霍兹共振器的原理工作的，优点是灵敏度高、能承受的功率较大和动态范围广。因为扬声器后背的声波还要从导相孔放出，所以其效率也高于密闭箱。而且同一只扬声器装在合适的倒相箱中会比装在同体积的密闭箱中所得到的低频声压要高出3dB，也就是有益于低频部分的表现，所以这也是倒相箱得以广泛流行的重要原因。
2、功率
音箱音质的好坏和功率没有直接的关系。功率决定的是音箱所能发出的最大声强，感觉上就是音箱发出的声音能有多大的震撼力。根据国际标准，功率有两种标注方法：额定功率(RMS：正弦波均方根)与瞬间峰值功率(PMPO功率)。前者是指在额定范围内驱动一个8Ω扬声器规定了波形持续模拟信号，在有一定间隔并重复一定次数后，扬声器不发生任何损坏的最大电功率；后者是指扬声器短时间所能承受的最大功率。美国联邦贸易委员会于1974年规定了功率的定标标准：以两个声道驱动一个8Ω扬声器负载，在20～20000Hz范围内谐波失真小于1％时测得的有效瓦数，即为放大器的输出功率，其标示功率就是额定输出功率。通常商家为了迎合消费者心理，标出的是瞬间(峰值)功率，一般是额定功率的8倍左右。试想同是采用PHILIPS的TDA1521功放芯片(最大的额定功率30W，THD=10%时)，而某些产品上标称360W，甚至480WP.M.P.O.，这可能吗?有意义吗?所以在选购多媒体音箱时要以额定功率为准。音箱的功率由功率放大器芯片的功率和电源变压器的功率两者主要决定，考虑到其他一些因素，可以算出如果变压器的额定功率是100W的话，它实际能顺利带动的功放芯片的功率要在45W以下，所以通过算音箱变压器与功放的功率关系也可以验证音箱的实际额定功率是否能达到标称值。音箱的功率不是越大越好，适用就是最好的，对于普通家庭用户的20平米左右的房间来说，真正意义上的60W功率(指音箱的有效输出功率30W x 2)是足够的了，但功放的储备功率越大越好，最好为实际输出功率的2倍以上。比如音箱输出为30W，则功放的能力最好大于60W，对于HiFi系统，驱动音箱的功放功率都很大。
3、频率范围与频率响应
前者是指音响系统能够重放的最低有效回放频率与最高有效回放频率之间的范围；后者是指将一个以恒电压输出的音频信号与系统相连接时，音箱产生的声压随
频率的变化而发生增大或衰减、相位随频率而发生变化的现象，这种声压和相位与频率的相关联的变化关系(变化量)称为频率响应，单位分贝(Db)。
音响系统的频率特性常用分贝刻度的纵坐标表示功率和用对数刻度的横坐标表示频率的频率响应曲线来描述。当声音功率比正常功率低3dB时，这个功率点称为频率响应的高频截止点和低频截止点。高频截止点与低频截止点之间的频率，即为该设备的频率响应；声压与相位滞后随频率变化的曲线分别叫作“幅频特性”和“相频特性”，合称“频率特性”。这是考察音箱性能优劣的一个重要指标，它与音箱的性能和价位有着直接的关系，其分贝值越小说明音箱的频响曲线越平坦、失真越小、性能越高。如：一音箱频响为60Hz～18kHz＋/－3dB。这两个概念有时并不区分，就叫作频响。
从理论上讲，20～20000Hz的频率响应足够了。低于20Hz的声音，虽听不到但人的其它感觉器官却能觉察，也就是能感觉到所谓的低音力度，因此为了完美地播放各种乐器和语言信号，放大器要实现高保真目标，才能将音调的各次谐波均重放出来。所以应将放大器的频带扩展，下限延伸到20Hz以下，上限应提高到20000Hz以上。对于信号源(收音头、录音座和激光唱机等)频率响应的表示方法有所不同。例如欧洲广播联盟规定的调频立体声广播的频率响应为40～15000Hz时十／—2dB，国际电工委员会对录音座规定的频率响应最低指标：40～12500Hz时十／—2．5十／—4．5dB(普通带)，实际能达到的指标都明显高于此数值。CD机的频率响应上限为20000Hz，低频端可做到很低，只有几个赫兹，这是CD机放音质量好的原因之一。
但是，构成声音的谐波成分是非常复杂的，并非频率范围越宽声音就好听，不过这对于中低档的多媒体音箱来讲还是基本正确的。在标注频率响应中我们通常都会看到有“系统频响”和“放大器频响”这两个名词，要知道“系统频响”总是要比“放大器频响”的范围小，所以只标注“放大器频响”则没有任何意义，这只是用来蒙骗一些不知情的消费者的。现在的音箱厂家对系统频响普遍标注的范围过大，高频部分差的还不是很多，但在低音端标注的极为不真实，国外的名牌HiFi(高保真)音箱也不过标注4、50Hz左右，而国内两三百的木质普通音箱居然也敢标注这个数据，真是让人笑掉大牙了！所以敬告大家低频段声音一定要耳听为真，不要轻易相信宣传单上的数值。多媒体音箱中的音乐是以播放MP3或CD的音乐、歌曲、游戏的音效、背景音乐以及影片中的人声与环境音效为主的，这些声音是以中高
音为多，所以在挑选多媒体音箱时应该更看中它在中高频段声音的表现能力，而不是低频段。若真的追求影院效果，那么一只够劲的低音炮绝对能够满足你的需求。
4、响度
声音的强弱称为强度，它由气压迅速变化的振幅(声压)大小决定。但人耳对强度的主观感觉与客观的实际强度并不一致，人们把对于强弱的主观感觉称为响度，其计量单位也为分贝(Db)，它是根据1000Hz的声音在不同强度下的声压比值，取其常用对数值的l／10而定的。取对数值的原因是由于强度与响度的增加不是成正比关系，而是真数与对数的关系！例如声音强度大到10倍时，听起来才响了一级(10dB)，强度大到100倍时听起来才响了两级(20dB)。对于1000Hz的声音信号，人耳能感觉到的最低声压为2 x 10E－5Pa，把这一声压级定为0dB，当声压超过130dB时人耳将无法忍受，故人耳听觉的动态范围为0～130dB。
人对强度相等、频率不同声音感觉是不同的；声压级越高，人的听觉频率特性越平直；声压级越低，人的听觉频率范围越小；频率f＜16～20Hz以及f＞18～20KHz的声音，不论声级多高，人耳都是听不到的。故人耳的听觉频率为20Hz～20KHz，这个频带叫音频或声频；不论声压高低，人耳对3KHz～5KHz频率的声音最为敏感。
大多数人对信号声级突变3dB以下时是感觉不出来的，因此对音响系统常以3dB作为允许的频率响应曲线变化范围。
5、失真度
有谐波失真、互调失真和瞬态失真之分。谐波失真是指声音回放中增加了原信号没有的高次谐波成分而导致的失真；互调失真影响到的主要是声音的音调方面；瞬态失真是因为扬声器具有一定的惯性质量存在，盆体的震动无法跟上瞬间变化的电信号的震动而导致的原信与回放音色之间存在的差异。它在音箱与扬声器系统中则是更为重要的，直接影响到音质音色的还原程度的，所以这项指标与音箱的品质密切相关。这项常以百分数表示，数值越小表示失真度越小。普通多媒体音箱的失真度以小于0.5%为宜，而通常低音炮的失真度普遍较大，小于5%就可以接受了。
6、音箱的灵敏度(单位Db)
音箱的灵敏度每差3dB，输出的声压就相差一倍，一般以87 Db为中灵敏度，84 Db以下为低灵敏度，90 Db以上为高灵敏度。灵敏度的提高是以增加失真度为代价的，所以作为高保真音箱来讲，要保证音色的还原程度与再现能力就必须降低一些对灵敏度的要求。但不能反过来说，灵敏度高的音箱音质一定不好而低灵敏度的音箱一定就好。灵敏度低的音箱功放难以推动(要求功放的贮备功率较大)。所以灵敏度虽然是音箱的一个指标，但是它与音箱的音质音色无关。
7、阻抗
它是指扬声器输入信号的电压与电流的比值。音箱的输入阻抗一般分为高阻抗和低阻抗两类，高于16Ω的是高阻抗，低于8Ω的是低阻抗，音箱的标准阻抗是8Ω。在功放与输出功率相同的情况下，低阻抗的音箱可以获得较大的输出功率，但是阻抗太低了又会造成欠阻尼和低音劣化等现象。所以这项指标虽然与音箱的性能无关，但最好还是不要购买低阻抗的音箱，推荐值是标准的8Ω。耳机的阻抗一般是高阻抗的——32Ω很常见。功放的阻抗一般可标为等值阻抗，比如4Ω下130W的输出，大概相当于等值的80W的输出。有一个容易与之混淆的名词叫做“阻尼系数”，这是指扬声器阻抗除以放大器源的内阻，范围大约是25～1000。扬声器纸
盆在电信号已经消失后还要振荡多次才能完全停止摆动，而线圈发出的电压产生电流和磁场可以阻止这种寄生运动，这就是阻尼。电流的幅度也就是阻尼的效果取决于此电流流经放大器输出级的内阻，这一电阻要远低于扬声器的额定阻抗，典型值为0.1Ω，但由于扬声器音圈的串联电阻和分频网络的串联电阻的存在，阻尼系数难以做到50。
8、信噪比
是指音箱回放的正常声音信号与无信号时噪声信号(功率)的比值。也用Db表示。例如，某磁带录音座的信噪比为50dB，即输出信号功率比噪音功率大50dB。信噪比数值越高，噪音越小。国际电工委员会对信噪比的最低要求是前置放大器大于等于63dB，后级放大器大于等于86dB，合并式放大器大于等于63dB。合并式放大器信噪比的最佳值应大于90dB；收音头：调频立体声之50dB，实际上以达到70dB以上为佳；磁带录音座之56dB(普通带)，但经杜比降噪后信噪比有很大提高。如经杜比B降噪后的信噪比可达65dB，经杜比C降噪后其信噪比可达72dB(以上均指普通带)；CD机的信噪比可达90dB以上，高档的更可达l10dB以上。信噪比低时，小信号输入时噪音严重，整个音域的声音明显感觉是混浊不清，所以信噪比低于80dB的音箱不建议购买！而低音炮70 Db的低音炮同样原因不建议购买。
9、扬声器材质
低档塑料音箱因其箱体单薄、无法克服谐振，无音质可言(笨笨熊注：也不尽然，设计好的塑料音箱要远远好于劣质的木质音箱)；木制音箱降低了箱体谐振所造成的音染，音质普遍好于塑料音箱。通常多媒体音箱都是双单元二分频设计，一个较小的扬声器负责中高音的输出，而另一个较大的扬声器负责中低音的输出。挑选音箱应考虑这两个喇叭的材质：多媒体有源音箱的高音单元现以软球顶为主(此外还有用于模拟音源的钛膜球顶等)，它与数字音源相配合能减少高频信号的生硬感，给人以温柔、光滑、细腻的感觉。多媒体音箱现以质量较好的丝膜和成本较低的PV膜等软球顶的居多。低音单元它决定了音箱的声音的特点，选择起来相对重要一些，最常见的有以下几种：纸盆，又有敷胶纸盆、纸基羊毛盆、紧压制盆
等几种，纸盆音色自然、廉价、较好的刚性、材质较轻灵敏度高，缺点是防潮性差、制造时一致性难以控制，但顶级HiFi系统中用纸盆制造的比比皆是，因为声音输出非常平均，还原性好；防弹布，有较宽的频响与较低的失真，是酷爱强劲低音者之首选，缺点是成本高、制作工艺复杂、灵敏度不高轻音乐效果不甚佳；羊毛编织盆，质地较软，它对柔和音乐与轻音乐的表现十分优异，但是低音效果不佳，缺乏力度与震撼力；PP(聚丙烯)盆，它广泛流行于高档音箱中，一致性好失真低，各方面表现都可圈可点。此外还有像纤维类振膜和复合材料振膜等由于价格高昂极少应用于普及型音箱中，就不谈了。扬声器尺寸自然是越大越好，大口径的低音扬声器能在低频部分有更好的表现，这是在选购之中可以挑选的。用高性能的扬声器制造的音箱意味着有更低的瞬态失真和更好的音质。普通多媒体音箱低音扬声器的喇叭多为3～5英寸之间。用高性能的扬声器制造的音箱也意味着有更低的瞬态失真和更好的音质。
10、音箱的结构与特点
音箱从结构形式上分，可以分为书架式和落地式，前者体积小巧、层次清晰、定位准确，但功率有限，低频段的延伸与量感不足，适于欣赏以高保真音乐为主的音乐爱好者，也是我们多媒体发烧友的首选；后者体积较大、承受功率也较大，低频的量感与弹性较强，善于表现滂沱的气势与强大的震撼力，但做得不好层次感与定位方面会略有欠缺。对于不同音乐的爱好者来讲，这也是在选购以前应该了解的重要内容。由于PC用家很少有具备放置大型落地箱的条件，所以小巧的桌面书架式音箱应该是多媒体有源音箱的首选。总的来说：只要功放模块设计合理，箱体越大，喇叭越大，声音越中听。
11、可扩展性
这是指音箱是否支持多声道同时输入，是否有接无源环绕音箱的输出接口，是否有USB输入功能等。低音炮能外接环绕音箱的个数也是衡量扩展性能的标准之一。普通多媒体音箱的接口主要有模拟接口和USB接口两种，其它如光纤接口还有创新专用的数字接口等不是非常多见，因此不多作介绍。
12、音效技术
硬件3D音效技术现在较为常见的有SRS、APX、Spatializer 3D、Q-SOUND、Virtaul Dolby和Ymersion等几种，它们虽各自实现的方法不同，但都能使人感觉到明显的三维声场效果，其中又以前三种更为常见。它们所应用的都是扩展立体声(Extended Stereo)理论，这是通过电路对声音信号进行附加处理，使听者感到声像方位扩展到了两音箱的外侧，以此进行声像扩展，使人有空间感和立体感，产生更为宽阔的立体声效果。此外还有两种音效增强技术：有源机电伺服技术(本质上利用了赫姆霍兹共振原理)、BBE高清晰高原音重放系统技术和“相位传真”技术，对改善音质也有一定效果。对于多媒体音箱来说，SRS和BBE两种技术比较容易实现效果很好，能有效提高音箱的表现能力。
13、音调
指具有一特定且通常是稳定音高的信号，通俗的讲是声音听来调子高低的程度。它主要取决于频率，还与声音强度有关。频率高的声音人耳的反应是音调高而频率低的声音人耳的反应是音调低。音调随频率(Hz)的变化基本上呈对数关系。不同的乐器演奏同样频率的音符，音色虽然不同，但它们的音调是相同的，也就是演奏声音的基频是相同的。
14、音色
对声音音质的感觉，也是一种声音区别于另一种声音的特征品质。不同的乐器在发同一音调时，它们的色可以迎然不同。这是由于它们的基频频率虽相同，但谐波成分相差甚大。故音色不但取决于基频，而且与基频成整倍数的谐波密切有关，这就使每种乐器和每个人有不同的音色。
15、动态范围
声音中最强与最弱的比值，用Db表示。例如一个乐队的动态范围为90dB，这意味着最弱部分的功率比最响部分的低90dB。动态范围是功率之比，与声音的绝对水平无关。如前所述，人耳的动态范围从0到130dB。自然界各种声音的动态范围的变化也是很大的。一般语言信号大约只有20～45dB，有些交响乐的动态范围可达30～130dB或更高。但由于一些因素的限制，音响系统的动态范围很少能达到乐队的动态范围。录音装置的内在噪音决定了可能录制的最弱音，而系统的最大信号容量(失真水平)限制了最强的音。一般把声音信号的动态范围定为100dB，故音响设备的动态范围能做到100dB，就很好了。
16、总谐波失真(THD)
指音频信号源通过功率放大器时，由于非线性元件所引起的输出信号比输入信号多出的额外谐波成分。谐波失真是由于系统不是完全线性造成的，我们用新增加总谐波成份的均方根与原来信号有效值的百分比来表示。例如，一个放大器在输出10V的1000Hz时又加上Lv的2000Hz，这时就有10％的二次谐波失真。所有附加谐波电平之和称为总谐波失真。一般说来，1000Hz频率处的总谐波失真最小，因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标。但总谐波失真与频率有关，因此美国联邦贸易委员会于1974年规定，总谐波失真必须在20～20000Hz的全音频范围内测出，而且放大器的最大功率必须在负载为8欧扬声器、总谐波失真小于1％条件下测定。国际电工委员会规定的总谐波失真的最低要求为：前级放大器为0.5％，合并放大器小于等于0.7％，但实际上都可做到0.1％以下：FM立体声调谐器小于等于1.5％，实际上可做到0.5％以下；激光唱机更可做到0.01％以下。由于测量失真度的现行方法是单一的正弦波，不能反映出放大器的全貌。实际的音乐信号是各种速率不同的复合波，其中包括速率转换、瞬态响应等动态指标。故高质量的放大器有时还注明互调失真、瞬态失真、瞬态互调失真等参数。(l)互调失真(IMD)：将互调失真仪输出的125Hz与lkHz的简谐信号合成波，按4：1的幅值输入到被测量的放大器中，从额定负载上测出互调失真系数。
(2)瞬态失真(TIM)：将方波信号输入到放大器后，其输出波形包络的保持能力来表达。如放大器的转换速率不够，则方波信号即会产生变形，而产生瞬态失真。主要反映在快速的音乐突变信号中，如打击乐器、钢琴、木琴等，如瞬态失真大，则清脆的乐音将变得含混不清。