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。介于听声器采集信号为时域信号,而对于信号的分析,虽时域信号可直观观测信号形状,但这一特性需基于极短时间观测,且不能利用有限参数对信号进行描述,成分析困难,采样周期再密集也无法还原出原始信号。
而对于频域信号的处理,可将复杂信号分解为正弦信号等多个简单信号,可对采集信号进行构造分析。对信号进行频域分析的方法是利用FFT分析,将时域信号描述成与之相对的频域信号,在频域信号中发现频谱的规律来提取信号特征。而CPB分析是分析振动信号的一种常用手段在声学、结构相应、振动学等方面有广泛应用。
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,并使用高压功率放大器来调节功率;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FE频谱分析及CPB分析电的标准滤波器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。
实验结果:利用上述听声器声压测量实验系统进行对声场的测量,由于麦克风具有指向性,首先探究听声器指向性对声场测量的影响程度,设置听声器横向纵向,听声器横向放置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。