基于对称三波长相位解调的FP干涉式光纤传声器研究

研究基于对称三波长相位解调的法布里-珀罗(Fabry-Pérot,FP)干涉式光纤传声器,采用实时归一化算法和反正切算法还原声信号。在实时归一化算法中,结合对称三波长和参数实时归一化估计方法,实现了两路信号的归一化,减小了激光器工作波长、输出功率及谐振腔长对光纤传声器性能的影响。在反正切算法中,通过反正切和相位累加,准确还原声信号。

两种抛物面形状的指向性传声器的比较

传声器系统指向性的实现主要有两种途径:一是通过特殊的声结构,二是通过传声器阵列。比较了一个带有抛物面形状反射面的传声器系统和与抛物面开口面积相同的圆形传声器阵列的差异。分别使用Kirchhoff-Helmholtz积分方程和阵列理论对这两种传声器系统的性能进行研究。数值模拟的结果表明,抛物面反射式传声器系统在高频时具有更高的灵敏度,其指向性通常也好于圆形传声器阵列。

矢量传声器多基融合定位

矢量传声器在目标声源方位(Direction of Arrival,DOA)估计方面具有天然的优势性能。在单矢量传声器实现目标声源DOA估计的基础上,利用交叉定位的思想推导多矢量传声器融合实现目标定位的模型,并给出模型的总体最小二乘解。针对奇异方位角影响估计精度的问题,利用圆概率偏差确定有效方位角后再进行融合定位。仿真分析与定位验证实验的结果表明,该方法可以实现目标声源位置估计,在消声室环境下具有较好的定位精度,有效性和实用性较强。

高灵敏度驻极体传声器设计

针对声学测量设备对驻极体传声器灵敏度和一致性的要求,开展驻极体传声器开路输出声压模型研究、驻极体传声器一致性影响因素和控制方法研究,完成驻极体传声器结构设计和样机研制。测试结果表明,驻极体传声器的灵敏度为7.0 mV·Pa^(-1)、频率响应范围为10~40 kHz,在100~1 000 Hz的频率范围内相位一致性保持在±1°以内,达到设计要求,满足测量设备使用要求。

球形传声器阵列识别定位汽车内部异响声源

针对新款汽车在路面行驶时车内出现的异响问题,使用球形传声器阵列对汽车在不同车况下水泥路面行驶时汽车内部声场进行了测量。以球形传声器阵列测量的声压数据作为输入,运用球谐波束形成法,重构得出汽车内部声场分布,并对以阵列中心为球心的球面声场进行了可视化处理,从而实现了对异响声源的识别与定位。由声压频谱分析得出了汽车内部在750、1000和1500 Hz频率附近存在异响;通过对应的内部声场三维可视化结果,确定了异响声源的位置;在轮胎后部的车身加装橡胶挡板或海绵挡板隔离噪声后,异响得到了有效的降低。研究方法和结果有助于有针对性地控制与降低汽车行驶时车内异响以及改善车内声学环境。

多臂螺旋传声器阵列的优化设计

针对基于经验或者数学模型的阵列设计不能充分挖掘传声器阵列声学定位潜力的问题,提出了一种多臂螺旋阵列的通用设计模型,以波束的主瓣宽度(MLW)和最大旁瓣水平(MSL)为评价指标,采用非支配排序遗传进化算法对模型参数进行迭代优化,获得传声器阵列构型的非支配解集。针对56传声器多臂螺旋阵列,首先以传声器极径为设计变量,随后开展了传声器极径与螺旋角协同设计。结果表明,所设计的传声器阵列在宽频范围内具有稳定的MSL,考虑螺旋角的协同设计创新了多臂螺旋阵列的布局形式,进一步降低波束的MLW和MSL。最后,基于邻近双声源定位算例,通过与常规对数多臂螺旋阵列和Underbrink螺旋阵列对比,验证了所设计传声器阵列具有较高的空间分辨和空间干扰抑制能力。

基于改进遗传算法的传声器随机阵列优化设计

针对传声器规则阵列因均匀采样间隔导致的空域混淆问题,提出一种基于改进遗传算法的传声器随机阵列优化设计方法。经过仿真分析,优化后24元随机阵列在保持主瓣性能的同时,有效抑制了旁瓣的增益。与均匀阵列相比,采用设计的遗传算法对阵列布局进行优化设计后可获得更好的旁瓣抑制和阵列增益。

高温环境下的传声器校准技术研究

为确保航空发动机高温环境下噪声测量的准确性,并提供准确溯源证明,文章开展高温环境下传声器校准技术研究,基于电阻丝加热和谐振原理建立高温环境下传声器校准装置,通过比较法对被校传声器开展溯源研究。试验结果表明:该方法在声源频率250 Hz高温环境下,灵敏度校准偏差值较小且重复性良好,可以有效实现高温环境下传声器的校准,弥补了目前高温环境下传声器无法溯源的缺陷,为航空发动机噪声测量提供可靠的计量保障。

浅谈人声录制中传声器的运用技巧

随着时代的发展,录音技术学科也逐渐走进了老百姓的生活。录音是一项非常复杂的工作,同时也是一门艺术。想要成为一名优秀的录音师,不仅要会使用一些相关的电子设备,更重要的是要有一定的理论技术基础和对声音的辨别能力来做技术支撑。人声录制是录音工作中非常重要的一部分,本文将从传声器选择、传声器的调试、传声器的摆位等方面谈谈人声录制的技巧,以期读者更透彻,更深刻地理解和把握人声录制的技巧。

波束形成传声器阵列性能研究

基于不同条件下均匀线性阵列的波束形成输出,分析了阵列尺寸、传声器数目、信号频率、阵列张角等参数对其性能的影响。以非规则轮形阵列为例,阐述了平面阵列性能仿真分析方法及过程,并对矩形网格阵列、十字轴阵列、人字形阵列、圆环阵列、非规则的扇形轮阵列进行了仿真分析及对比,得出了各阵列的阵列模式径向分布函数和最大旁瓣水平随波数的变化关系,探讨了传声器布置形式对阵列性能的影响。在此基础上,开发了通用的阵列性能分析软件,为阵列性能分析、阵列选型和阵列设计及优化提供了有力工具。

测量传声器位置与音质的关系——以古琴“刚劲”音质为例

古琴由于其声学构造,有着独特的音响表现。本人通过对古琴进行录音和研究数据对比,致力于分析在拾取古琴声音的时候,传声器的位置与古琴“刚劲”音质的关系。通过介绍“刚劲”的理解、实验方案设计、声学数据分析、主观评价结果,较为客观地对比传声器的不同位置对古琴“刚劲”程度的影响。

PGC解调光纤传声器技术的讨论

光纤传声器是将声波信号转换成调制的光学信号，并通过光纤传输，再将调制的光信号解调成电信号的一种装置。光纤传声器较之驻极体传声器、硅微电容传声器等有明显的优势：由于在传感探头部分没有电信号的转换．也没有电子电路．因而不会受电磁信号的干扰，可以工作在强电场、强磁场或强射频场环境中。

基于函数波束形成的传声器阵列声成像性能分析

在传声器阵列声成像系统中,常规波束形成算法(CBF)的主瓣宽度和旁瓣级性能受限,成像效果不能满足高精度声源定位需要,为此研究函数波束形成算法(FB)。首先对阵列接收信号的互功率谱矩阵进行特征值分解,并计算对特征值对角矩阵的v-1次幂,以此替换CBF中的互谱矩阵,进一步对波束输出进行v次幂运算,由此得到FB输出。然后,通过增加互谱矩阵的幂次运算,FB能够有效克服CBF的主瓣宽、旁瓣高等缺陷。最后,仿真对比了不同声源频率时CBF和FB的性能,分析不同指数v对FB性能的影响。结果表明,与CBF相比,FB具有更高的分辨率性能,且随着指数v的增大,FB旁瓣减小,动态范围增加。为满足工程中声成像动态性要求,建议指数v一般选取16。

在线测量声衬声阻抗的双传声器法

双传声器法是工程上在线测量声衬声阻抗的重要方法,为解决实用声衬蜂窝尺寸过小而无法直接嵌入传声器的问题,本文设计了探针传声器,通过外径1.5 mm的探针将声衬表面和背腔声压信号引出。在对探针传声器进行严格校准后,应用双传声器法测量了共振腔和实用蜂窝夹层声衬的声阻抗,并与理论结果进行了对比分析。

硅基微传声器的研究进展

基于MEMS技术的硅基微传声器的出现是现代声学器件的又一次革命。本文介绍了微传声器的发展现状,并对流行的电容式微传声器的原理进行了简要分析。清华大学微电子所研制的微传声器在结构上具有创新,制作工艺与标准IC电路兼容,多项指标已位于国际先进水平。

Φ12.7mm标准传声器自由场互易校准装置

研制的１２．７ｍｍ标准传声器自由场互易校准装置在２～４０ｋＨｚ频率范围内，自由场校准的扩展不确定度（覆盖因子为２）优于０．２ｄＢ。该装置由消声箱、坐标测距系统、一组ＬＳ２ｐ型１２．７ｍｍ标准传声器以及满足准确度要求的一套校准用的仪器设备组成。箱内吸声尖劈体由两种密度不同的软质聚氨酯泡沫塑料组装而成。传声器互相位置的测距准确度优于０．０５％。在２～４０ｋＨｚ频率范围内对ＬＳ２ｐ型传声器声中心位置进行测量，其结果和ＩＥＣ１０９４－３（１９９５－１１）标准上给出的声中心位置吻合。在２５ｋＨｚ和３１．５ｋＨｚ频率测得的声中心位置与ＩＥＣ／ＣＤ１０９４－３标准公布前的各草案上的数据有较大偏差（ＩＥＣ１０９４－３标准已取消了这两个频率）。

应用于传声器阵列定位校准的空间点声源声场拟合方法

介绍了一种用于传声器阵列声源定位精度校准的空间点声源声场模拟方法,并基于该方法设计了一套空间点声源模拟系统,完成了一个传声器阵列的定位位置精度校准。文章采用多通道点声源空间声场合成算法模拟了一个位于自由场空间的点声源,根据传声器阵列中每一个传声器的空间位置坐标,计算出传感器所处位置声场的动态声信号。通过耦合腔标准声源将对应的多通道电压信号输入被校准阵列系统,完成点声源的模拟。然后,该阵列运用波束形成算法进行声源定位,得出点声源的位置,并与模拟点声源的位置进行比对,实现对阵列定位准确性的校准。

现场测量管道声衬声阻抗的双传声器法实验研究

对现场测量管道声衬声阻抗的双传声器法进行了研究.为解决实用声衬蜂窝单元尺寸过小,无法直接嵌入常用传声器的难题,采用了探针传声器技术,通过外径1.5 mm的细管引出不易直接测量的声衬表面和背腔内声压信号,并设计了校准方法以确保测量精度.进而,在管内声场具有多重模态和声波斜入射的条件下,应用双传声器法测量了实用蜂窝夹层声衬的声阻抗,并与标准阻抗管的测量数据和一种理论预测模型进行了对比,结果符合良好,从而验证了本方法及测量装置的可靠性.