功率放大器在超声驻波声场的听声器声压测量实验中的应用

实验名称：超声驻波声场的听声器声压测量实验

实验目的：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。

测试设备：功率放大器、信号发生器、示波器、麦克风、放大器、数据采集卡、计算机、听声器、冷水机、超声换能器。

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ATA-4052功率放大器调节功率；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FFT频谱分析及CPB分析中的标准滤波器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。

图1-1听声器声场测量系统框图

实验结果：听声器横向放置的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。声压测量结果中存在波动，这是由于所测声由较小振幅较小功率产生，在较小声压声场中能量存在波动现象，但可知波动范围大小与波长相关，故波动范围大小为仿真正确与否的判断依据之一。

图1-2听声器指向性实验结果曲线

功率放大器推荐：ATA-4052C

图：ATA-4052C高压功率放大器指标参数

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