功率放大器在超聲駐波聲場(chǎng)的聽(tīng)聲器聲壓測(cè)量實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

　　測(cè)試設(shè)備：功率放大器、信號(hào)發(fā)生器、示波器、麥克風(fēng)、放大器、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)、聽(tīng)聲器、冷水機(jī)、超聲換能器。

　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程：該測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)為利用換能器振動(dòng)產(chǎn)生聲場(chǎng)；使用信號(hào)發(fā)生器對(duì)換能器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并使用ATA-4052功率放大器調(diào)節(jié)功率；使用示波器觀測(cè)以調(diào)節(jié)諧振頻率點(diǎn)；由于換能器工作過(guò)程中發(fā)熱將影響其性能，使用冷水機(jī)提供恒溫恒流恒壓的冷卻水，對(duì)工作狀態(tài)的換能器進(jìn)行散熱；因聲場(chǎng)中存在傳感器等干擾物，將對(duì)聲場(chǎng)本身的特性產(chǎn)生一定影響，干擾物所在位置的高頻聲場(chǎng)將發(fā)生變化，測(cè)得聲壓值將不準(zhǔn)確，故使用可避免此情況的1/4英寸預(yù)極化自由場(chǎng)測(cè)量傳聲器的麥克風(fēng)對(duì)聲場(chǎng)感知，對(duì)傳聲器頻響進(jìn)行調(diào)整，補(bǔ)償因涉入聲場(chǎng)在聲場(chǎng)中對(duì)高頻聲壓造成的誤差，以測(cè)得無(wú)畸變的真實(shí)聲壓；使用的放大器為1/4英寸麥克風(fēng)前置放大器，連接麥克風(fēng)和數(shù)據(jù)分析裝置并校準(zhǔn)電荷注入及整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)；數(shù)據(jù)分析裝置為聲學(xué)測(cè)試分析儀，對(duì)提取點(diǎn)處的聲壓采集、記錄，并利用包括FFT頻帶提取在內(nèi)的FFT頻譜分析及CPB分析中的標(biāo)準(zhǔn)濾波器1/3倍頻程分析進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理；在保證聽(tīng)聲器與變幅桿軸線在同一直線上的基礎(chǔ)上，利用移動(dòng)平臺(tái)從遠(yuǎn)到近依次移動(dòng)聽(tīng)聲器，測(cè)試并記錄測(cè)試點(diǎn)聲壓及測(cè)試點(diǎn)與換能器端面距離。變化換能器功率，測(cè)量多組數(shù)據(jù)，而后統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析。

　　圖1-1聽(tīng)聲器聲場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)框圖

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：聽(tīng)聲器橫向放置的波動(dòng)明顯劇烈且聲壓幅值明顯小于縱向放置，則麥克風(fēng)的指向性對(duì)測(cè)量聲場(chǎng)影響較大，選擇縱向放置進(jìn)行測(cè)量。聲壓測(cè)量結(jié)果中存在波動(dòng)，這是由于所測(cè)聲由較小振幅較小功率產(chǎn)生，在較小聲壓聲場(chǎng)中能量存在波動(dòng)現(xiàn)象，但可知波動(dòng)范圍大小與波長(zhǎng)相關(guān)，故波動(dòng)范圍大小為仿真正確與否的判斷依據(jù)之一。

　　圖1-2聽(tīng)聲器指向性實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線

　　功率放大器推薦：ATA-4052C

　　圖：ATA-4052C高壓功率放大器指標(biāo)參數(shù)

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