实验名称:超声驻波声场的听声器声压测量实验
实验目的:利用听声器对声场的测量是一种基于对声压的采集,利用CPB分析及FFT分析处理,得到涉入点声压的方法。
测试设备:功率放大器、信号发生器、示波器、麦克风、放大器、数据采集卡、计算机、听声器、冷水机、超声换能器。
实验过程:该测量系统设计为利用换能器振动产生声场;使用信号发生器对换能器进行驱动,并使用ATA-4052功率放大器调节功率;使用示波器观测以调节谐振频率点;由于换能器工作过程中发热将影响其性能,使用冷水机提供恒温恒流恒压的冷却水,对工作状态的换能器进行散热;因声场中存在传感器等干扰物,将对声场本身的特性产生一定影响,干扰物所在位置的高频声场将发生变化,测得声压值将不准确,故使用可避免此情况的1/4英寸预极化自由场测量传声器的麦克风对声场感知,对传声器频响进行调整,补偿因涉入声场在声场中对高频声压造成的误差,以测得无畸变的真实声压;使用的放大器为1/4英寸麦克风前置放大器,连接麦克风和数据分析装置并校准电荷注入及整个测量系统;数据分析装置为声学测试分析仪,对提取点处的声压采集、记录,并利用包括FFT频带提取在内的FFT频谱分析及CPB分析中的标准滤波器1/3倍频程分析进行数据后处理;在保证听声器与变幅杆轴线在同一直线上的基础上,利用移动平台从远到近依次移动听声器,测试并记录测试点声压及测试点与换能器端面距离。变化换能器功率,测量多组数据,而后统计数据进行进一步分析。
图1-1听声器声场测量系统框图
实验结果:听声器横向放置的波动明显剧烈且声压幅值明显小于纵向放置,则麦克风的指向性对测量声场影响较大,选择纵向放置进行测量。声压测量结果中存在波动,这是由于所测声由较小振幅较小功率产生,在较小声压声场中能量存在波动现象,但可知波动范围大小与波长相关,故波动范围大小为仿真正确与否的判断依据之一。
图1-2听声器指向性实验结果曲线
功率放大器推荐:ATA-4052C
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