利用聽聲器對聲場的測量是一種基于對聲壓的采集,利用CPB分析及FFT分析處理,得到涉入點(diǎn)聲壓的方法。介于聽聲器采集信號為時域信號,而對于信號的分析,雖時域信號可直觀觀測信號形狀,但這一特性需基于極短時間觀測,且不能利用有限參數(shù)對信號進(jìn)行描述,成分析困難,采樣周期再密集也無法還原出原始信號。
而對于頻域信號的處理,可將復(fù)雜信號分解為正弦信號等多個簡單信號,可對采集信號進(jìn)行構(gòu)造分析。對信號進(jìn)行頻域分析的方法是利用FFT分析,將時域信號描述成與之相對的頻域信號,在頻域信號中發(fā)現(xiàn)頻譜的規(guī)律來提取信號特征。而CPB分析是分析振動信號的一種常用手段在聲學(xué)、結(jié)構(gòu)相應(yīng)、振動學(xué)等方面有廣泛應(yīng)用。
實(shí)驗(yàn)過程:該測量系統(tǒng)設(shè)計為利用換能器振動產(chǎn)生聲場;使用信號發(fā)生器對換能器進(jìn)行驅(qū)動,并使用高壓功率放大器來調(diào)節(jié)功率;使用示波器觀測以調(diào)節(jié)諧振頻率點(diǎn);由于換能器工作過程中發(fā)熱將影響其性能,使用冷水機(jī)提供恒溫恒流恒壓的冷卻水,對工作狀態(tài)的換能器進(jìn)行散熱;
因聲場中存在傳感器等干擾物,將對聲場本身的特性產(chǎn)生一定影響,干擾物所在位置的高頻聲場將發(fā)生變化,測得聲壓值將不準(zhǔn)確,故使用可避免此情況的1/4英寸預(yù)極化自由場測量傳聲器的麥克風(fēng)對聲場感知,對傳聲器頻響進(jìn)行調(diào)整,補(bǔ)償因涉入聲場在聲場中對高頻聲壓造成的誤差,以測得無畸變的真實(shí)聲壓;
使用的放大器為1/4英寸麥克風(fēng)前置放大器,連接麥克風(fēng)和數(shù)據(jù)分析裝置并校準(zhǔn)電荷注入及整個測量系統(tǒng);數(shù)據(jù)分析裝置為聲學(xué)測試分析儀,對提取點(diǎn)處的聲壓采集、記錄,并利用包括FFT頻帶提取在內(nèi)的FE頻譜分析及CPB分析電的標(biāo)準(zhǔn)濾波器1/3倍頻程分析進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理;
在保證聽聲器與變幅桿軸線在同一直線上的基礎(chǔ)上,利用移動平臺從遠(yuǎn)到近依次移動聽聲器,測試并記錄測試點(diǎn)聲壓及測試點(diǎn)與換能器端面距離。變化換能器功率,測量多組數(shù)據(jù),而后統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果:利用上述聽聲器聲壓測量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行對聲場的測量,由于麥克風(fēng)具有指向性,首先探究聽聲器指向性對聲場測量的影響程度,設(shè)置聽聲器橫向縱向,聽聲器橫向放置波動明顯劇烈且聲壓幅值明顯小于縱向放置,則麥克風(fēng)的指向性對測量聲場影響較大,選擇縱向放置進(jìn)行測量。