冲击响应法测量扬声器频率特性教学实验

在常规实验室条件下采用信号发生器、录音笔和Cool Edit pro2.0声音处理软件,采用冲击法测量扬声器的频率特性,得出了实验所用3个扬声器频率特性的优劣顺序,使得测定扬声器频率特性的教学实验不需要在消声室中即可进行.     

应用数字技术测量扬声器的特性

扬声器的主要特性是灵敏度频率响应,习惯上指幅度频率特性。通常是在消声室内用正弦信号扫描方法测量。扬声器的测量技术从50年代以来进展缓慢。考虑到语言和音乐本质上是一种瞬态信号,因此一度建议使用猝发声、阶梯波和脉冲来测量扬声器的响应。但是在使用模拟式测量设备时,脉冲的能量很小,使信噪比很低,数据分析也有困难,使它们无法实用。最近,数字计算机的应用,快速傅里叶变换的出现,使一种测量扬声器脉冲响应再计算其转移函数的新方法获得了实际应用。它不但用于扬声器的设计和研制,也已应用于生产中。     

混响室内声源的声功率输出及声强分布

本文讨论了混响室内的声强分布,指出混响室内声强分布与自由场一样,对点声源服从平方反比律。对混响室及消声室的声压及声强随时间的起伏作了初步摸索,得到了几条实验规律,指出声强起伏比声压起伏更大。采用声强测量方法对同—声源在消声室及混响室内的声功率输出作了测量,说明声源的声功率输出是随环境变化的声学量,在混响室内声源的低频发射要比消声室内的发射要低。     

卦限消声室的特性

卦限消声室是马大猷教授设计的一种新型特殊消声室。 本文中报告用平方反比定律来验证室内所建立起的声场是否符合自由声场要求的测试结果。测试采用的实验装置如图1所示。扬声器通过一个细管安置在     

单层传声器阵列重建相干声场的近场声全息方法研究

针对传声器阵列两侧存在相干声源的非自由声场重建问题,提出基于球面谐波函数扩展近场声全息理论的相干声场重建方法。该方法在已知测量面两侧声源几何位置时,使用单层传声器阵列获取测量面处的声压分布,通过最小二乘法获得与目标声源和干扰噪声源响应对应的最优球波函数扩展项数和最优系数向量,结合测点位置的空间坐标进行声波分解,并分别重建出各声源在测量面上的声压分布。为了验证方法的有效性,分别给出了相干噪声源为球形声源和非球形声源的仿真验证,并在全消声室内对双扬声器产生的相干声场的重建进行了实验验证。结果表明:该方法对球形声源和非球形声源干扰下的声场重建都具有较好的效果,球形声源干扰下的重建精度更高。      

单层传声器阵列重建相干声场的近场声全息方法研究

针对传声器阵列两侧存在相干声源的非自由声场重建问题,提出基于球面谐波函数扩展近场声全息理论的相干声场重建方法。该方法在已知测量面两侧声源几何位置时,使用单层传声器阵列获取测量面处的声压分布,通过最小二乘法获得与目标声源和干扰噪声源响应对应的最优球波函数扩展项数和最优系数向量,结合测点位置的空间坐标进行声波分解,并分别重建出各声源在测量面上的声压分布。为了验证方法的有效性,分别给出了相干噪声源为球形声源和非球形声源的仿真验证,并在全消声室内对双扬声器产生的相干声场的重建进行了实验验证。结果表明:该方法对球形声源和非球形声源干扰下的声场重建都具有较好的效果,球形声源干扰下的重建精度更高。     

利用遗传算法由电阻抗计算四阶带通箱的低频响应

提出了一种基于电阻抗得到四阶带通扬声器系统低频频率响应的方法。该方法无需消声室,首先建立扬声器系统的电阻抗集中参数电路模型并测量得到电阻抗曲线,然后运用遗传算法优化模型中的元件参数值,使得由模型计算得到的阻抗曲线与测得的阻抗曲线相吻合,再根据模型计算得到低频响应曲线。测量结果表明理论曲线与实测曲线相吻合,说明基于电阻抗得到低频响应的方法是可行的和有效的。     

基于声场重建的材料吸声系数测量方法

针对现有方法对材料吸声系数进行现场测量时存在低频测量误差大的问题,本文提出了一种利用扬声器线阵列对材料吸声系数进行现场测量的新方法。该方法使用基于能量比值约束的最小二乘法在待测材料表面进行平面波声场重建并结合双传声器传递函数法对材料的吸声系数进行测量。数值仿真表明在100～1600 Hz频率范围内,新方法在未加约束时能够对材料的吸声系数进行准确测量。在半消声室中利用新方法测量了三聚氰胺泡沫的吸声系数,分析了能量比值约束值对测量结果的影响,并和阻抗管以及其它两种现场测量方法的测量结果进行了对比。结果表明该方法能够对吸声材料在160～1600 Hz频段内的吸声系数进行准确测量,并且相较于现存的现场测量方法,新方法具有更低的测量频率下限。     

平板扬声器用于结构声有源噪声控制实验研究

对NXT技术的分布式平板扬声器和集中参数扬声器的频响和指向性等进行了对比测量，通过对组合平板扬声器的声场研究及有源消声实验，证明了平板扬声器用于有源噪声控制的可行性。综合平板扬声器和集中参数扬声器的物理特点和声场特性，根据基于平面声源有源噪声控制的已有的理论研究结果和本文的实验结果，可以认为，NXT平板扬声器适合作有源噪声控制的次级源，有利于有源噪声控制的工程推广应用。     

混响场中用相关传声器识别声源直达声的近似工程法

本文研究了在混响场中用相关传声器识别主声源直达声的近似工程法，包括理论及实验技术。采用该方法对一个置于混响声污染下的恒定声源进行了直达声测量，并将测量结果与该恒定声源的消声室测量结果进行了比较，结果表明：相关传声器近似工程法在很大程度上能减少混响声对主要源声压测量的干扰，从而能在混响声场中获取一定精度的主声源声压级。     

扬声器定心支片的非线性失真研究

本文在扬声器线性失真产生原因的分析基础上,设计了一种测量扬声器位移的新方法,并以大量的实验数据证明,大扬声器的结构中,定心支片的力学性能对扬声器非线性失真有极大地影响,指出于扬声器定心支片的研究,将有望成为一项新的课题。     

消声室自由声场的CAD及其某些结果的讨论

本文介绍了作者运用文献（３）中消声室自由声场的镜象法计算公式消声室自由声场的ＣＡＤ，根据这个软件计算出来的几点关于消声室自由声场的结果，可能值得建筑师和应用声学工作者们注意。     

振动体及其辐射场的近场声全息实验研究

本文介绍我们自行研制的空气中近场声全息成像实验系统。用这一系统对单个扬声器，双扬声器及振动圆板等声源及其辐射场进行了测量，获得一些有意义的结果．这些结果与理论分析和计算机模拟良好地符合，表明近场声全息可以作为研究振动及其辐射场关系的有效手段．     

环形扬声器阵列的警报系统设计*

针对工厂车间中局部异常需警报及时提醒的情况,设计一款36通道的环形音频警报系统,实现局部警报声播放的效果,并验证所设计系统的可行性。为达到输入输出实时运算的目的,该基于环形扬声器阵列的警报系统以高性能数字信号处理为核心展开,通过多通道模拟数字转换器、数字模拟转换器及功率放大器等硬件电路,利用最小二乘法将警报信号传递到相应区域。在全消声室环境下,该系统通过PC机产生单频信号,实现了音频的指向性,验证了所设计系统的可行性。     

直接辐射式扬声器系统的低频效率计算公式*

效率是扬声器系统的重要性能指标,然而常用的标称效率在低频范围并不适用。本文研究直接辐射式扬声器系统的低频效率,推导了基于TS参数的低频效率计算公式。针对封闭式扬声器系统和倒相式扬声器系统,开展实验验证,结果表明本文提出的计算公式得到的低频效率与实验测量得到的低频效率较为相符。进一步对比分析低频效率和标称效率,结果表明低频效率能够适用于低频,能准确地展示扬声器系统参数对效率的影响。利用本文提出的计算公式,有助于进一步优化提升扬声器系统的低频效率。     

南京大学消声室

南京大学物理系声学实验室的空气声学特殊实验室(包括大消声室、小消声室、混响室和隔声室)总面积为500平方米,建成于1964年。其中大消声室的体积为13.70×10.10×9.00立方米,吸声结构总长1.15米,截止频率70赫。本文只着重总结大消声室在设计、鉴定以及迄今为止使用过程中的经验、缺点和存在问题。     

微型扬声器振动系统阻尼频率特性研究

受材料黏弹性的影响,微型扬声器振动系统的力阻与频率有关。通过理论推导建立了力阻与频率之间的模型,得到了微型扬声器振动系统力阻的计算公式,利用激光测振法测量得到的微型扬声器阻抗曲线和位移曲线可以方便地得到微型扬声器振动系统力阻频率响应,表明了其随频率增加而减小的频率特性。实验表明,采用该频率相关力阻模型计算阻抗曲线、位移曲线和频率响应曲线,与测量值吻合很好,明显好于传统频率非相关力阻模型所得曲线。     

基于条纹投影的振动扬声器形变测量

动态傅里叶变换轮廓术是将结构光投影和傅里叶变换理论相结合的三维面形测量技术,它只需一帧变形条纹就可以恢复物体的三维面形,且速度快、精度高、易于实现,被广泛应用于各领域的动态三维测量。利用动态傅里叶变换轮廓术对扬声器在给定激励源频率下的振动过程进行动态测量,得到扬声器纸盆不同频率振动的三维面形数据。结合扬声器发声的机理,通过对振动扬声器三维面形数据的处理和分析,得到扬声器纸盆局部任意时刻的形变量,分析了产生纸盆自身形变量可能的原因,探究了纸盆振动对扬声器性能的影响,为扬声器的设计和改进提供依据。     

声速测量装置的改进

采用低频数字信号源推动小型扬声器做声源,用静电式驻极体传感器做拾音器,对传统的声速测量装置进行了改进.改进后的装置不仅能测量不同频率的声速,而且又降低了成本.本文详细介绍了电路的组成及测量结果.     

虚拟声技术及其应用(上)

本文综述了虚拟声技术及其应用。在简单回顾了有关虚拟声的心理声学基础后，论述和分析了耳机和扬声器重发虚拟声的基本原理和基本的缺陷，总结了近年所提出的虚拟声的改进方法，最后探讨了虚拟声在科学研究、工程技术和消费电子领域的各种应用。