基于数字式MEMS传感器的声阵列成像系统设计*

常规驻极体传声器阵列成像系统存在数据采集系统复杂、体积大的问题,因而阵列传感器数量一般不超过60个,成像质量较差。为此,本文以数字式MEMS声传感器基础设计了260个传感器的声阵列,数据采集系统由FPGA控制,并嵌入到前端阵列中,后端是在另一个FPGA控制下的1个DSP芯片和2个PC104模块组成的集成系统,其中高速DSP芯片完成阵列信号处理以实现声成像功能。该系统能够实现对普通车间环境下机械设备噪声、气体泄漏噪声的现场成像测试,形成动态声像图。测试表明,该系统抗干扰能力强、声像分辨率高、成像速度快,实用效果良好。     

北京冬奥会开闭幕式8K公共信号声音制作探析

笔者对北京冬奥会开闭幕式8K公共信号音频制作中的各类信号进行了详细分析,包含理论依据和实际应用,并总结了从中获得的经验。     

一种全光纤啁啾脉冲放大系统设计

提出了一种全光纤啁啾脉冲放大系统,在理论分析的基础上,利用分步傅里叶法,通过求解非线性薛定谔方程,对由组合A(1m的DCF+2m的EDF+3.08m的SMF)与组合B(1m的DCF+2m的LMA-EDF+0.61m的SMF)分别构成的两个全光纤啁啾脉冲放大系统进行分段数值模拟,结果发现,将重复频率为100MHz、峰值功率为33.3 W、脉宽为300fs的种子脉冲经过组合A构成的放大系统后,变为重复频率为100 MHz、峰值功率为18 062.43 W、脉宽约为56fs的脉冲;而经过组合B构成的放大系统后,种子脉冲则变为重复频率为100 MHz、峰值功率为31 022.24 W、脉宽约为50fs的脉冲。     

反铁磁链中Dzyaloshinskii–Moriya机制驱动矢量自旋手征束缚态的研究

Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用驱动的矢量自旋手征态,能和声子发生耦合,具备非常丰富的物理现象.本论文以一维反铁磁链中自旋手征-声子耦合模型为基础,研究不同声子环境下,耦合强度对自旋手征动力学演化过程的影响规律.结果表明,对自旋S=1/2的系统,在不同的声子浴(sub-Ohmic(0 1))中,均会在非相干到相干自旋涨落过程中产生无能隙一级相变,其来源是自旋手征束缚态的形成.相变发生的临界自旋-声子耦合强度正比于自旋涨落大小,反比于系统德拜频率.当自旋-声子耦合强度超过其临界值时,自旋手征束缚态的产生将极大地抑制非相干自旋涨落.     

岩石破坏声发射前兆研究现状及评价指标体系构建

在外界荷载作用下,岩石内部微裂纹不断萌生、扩展直至相互贯通,使得岩石出现变形破坏,进而引发工程事故。对此,阐述基于声发射技术开展的岩石破坏前兆方向的研究进程。先论述学者基于声发射时域参数开展的岩石破坏前兆信息的研究进程,进而论述学者通过声发射b值、分形维数、熵值及损伤变量等统计参数开展的岩石破坏前兆信息的研究进程。在此基础上,提出全新的岩石破坏声发射多统计参数评价指标体系的构建步骤,为岩石工程灾变预警体系的建立提供参考。     

基于物联网技术的声表面波无线标签接收方法

针对传统声表面波无线标签接收方法标签接收率较低问题,提出基于物联网技术的声表面波无线标签接收方法设计。采用动态帧时隙算法对声表面波无线标签的数量进行估算,识别出接收范围内的声表面波无线标签,根据脉冲时延对无线标签进行定位,并利用物联网技术搭建无线标签接收端通信网关,实现对声表面波无线标签的接收。实验证明,所提方法的无线标签接收率高于传统方法,可以实现对声表面波无线标签的全面接收。     

计算流管声场的三维有限元数值模型

发展了一种三维有限元数值模型和计算方法来对矩形流管声场进行整体的计算.与以往的二维方法相比,此种数值方法不仅全面反映了矩形流管内声波的传播情况,而且提高了网格精度,从而大大扩展了对铺设有声衬的流管的计算领域.结果表明,该数值模型是有效和准确的,与其它方法和文献的计算结果吻合得非常好.同时,在大大增加计算量的同时,也对程序代码进行了优化工作,提高了计算效率.     

城市高架道路声屏障顶部形式优化设计与实验

声屏障是防治城市高架道路噪声的重要手段,在实践中存在设计形式单一、低频降噪不足等问题。声屏障顶部设计改良已被证明是一种提高屏障整体插入损失值的有效手段。聚焦声屏障顶部设计前沿研究进展,在最优衍射边界Y型顶部的基础上合理布置腔室,利用腔室的干涉相消效应扩大屏障的低频降噪量,设计出Y-3l,Y-3x及树型结构三款屏障顶部衍生型,并将设计结果应用1∶10缩尺模型进行实验验证。结果表明,树型结构的总体降噪提升最为显著,Y-3x型在中频降噪更具优势,而在其余频带不如树型结构,而Y-3l型降噪频谱较为均衡。三种Y型顶部衍生型相较于基础Y型、T型、吸声圆柱型均有宽频降噪提升,在工程上具有一定的参考意义。     

基于FeGa薄膜的声表面波电流传感器设计

采用磁致伸缩薄膜FeGa作为敏感材料,优化设计了一种新型高灵敏声表面波(SAW)电流传感器。以中心频率150 MHz的延迟线型SAW器件作为传感元,利用射频(RF)磁控溅射法在其表面SAW传播路径上沉积FeGa磁性薄膜,由此构建SAW电流传感器件。将研制的传感器件接入由放大器及混频器组成的振荡电路中,通过与未镀膜参考器件进行差分,其输出信号用作传感信号。在电磁场作用下,FeGa薄膜产生的磁致伸缩效应引起SAW传播速度的改变,最终以相应的差分振荡频率偏移来评估施加的电流值。为进一步提升传感器性能,通过控制不同的溅射功率及退火热处理等制备工艺来确定优化的制备条件。实验结果表明,当FeGa薄膜厚度为500 nm,溅射功率为100 W,退火热处理温度为300℃时,所研制的电流传感器线性度及重复性良好,灵敏度较高(24.67 kHz/A)。     

3.4GHz频率的S波段SAW滤波器

该文研制了一款频率3.4 GHz的S波段声表面波(SAW)滤波器。该滤波器采用一种由新型谐振器构成的阻抗元结构,能提升抗热释电静电损伤能力,用时可在一定程度上提升器件的功率承受能力。同时研制了尺寸为2.0 mm×1.6 mm的芯片级封装(CSP)基板。采用倒装焊工艺实现了芯片与CSP基板的电连接,降低了电磁寄生影响。结果表明,研制的SAW滤波器频率为3.408 GHz,插损为2.23 dB,8 GHz远端阻带大于30 dB,且实测的功率承受能力达到30 dBm。