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聲場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)介紹

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聲場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)是一種通過模擬不同環(huán)境下的聲場(chǎng)特征來模擬真實(shí)世界中聲音傳輸情況的實(shí)驗(yàn)方法。通過模擬不同環(huán)境下的聲場(chǎng)特征，如空間分布、強(qiáng)度、頻率等，來模擬真實(shí)世界中的聲音傳輸情況，從而對(duì)聲學(xué)相關(guān)問題進(jìn)行研究。

在聲場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)中，任意波形發(fā)生器(AWG)可用于產(chǎn)生高精度的模擬聲信號(hào)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器進(jìn)行聲場(chǎng)模擬。

聲場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)在汽車、飛機(jī)、建筑等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，可以幫助工程師優(yōu)化設(shè)計(jì)和測(cè)試設(shè)備的性能。以下是部分領(lǐng)域利用模塊化AWG 板卡，進(jìn)行聲場(chǎng)模擬的實(shí)驗(yàn)舉例說明：

01

汽車：聲場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)用于研究

車門密封性能對(duì)車內(nèi)空氣噪音的影響

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該實(shí)驗(yàn)中，首先需要準(zhǔn)備一輛具有典型車門結(jié)構(gòu)的汽車，并制定相應(yīng)的測(cè)試方案和參數(shù)。然后，利用任意波形發(fā)生器PCIe板卡，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)哪M聲源信號(hào)并通過揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)，在不同位置測(cè)量車內(nèi)的聲場(chǎng)指標(biāo)，如聲壓級(jí)、頻域響應(yīng)、時(shí)域響應(yīng)等。進(jìn)一步分析這些指標(biāo)的變化規(guī)律和成因，確定車門密封性能與車內(nèi)噪音之間的關(guān)系。

通過該實(shí)驗(yàn)，工程師可以獲取車門不同密封狀態(tài)下的聲學(xué)性能數(shù)據(jù)，找出引起噪聲的主要原因，進(jìn)而考慮如何改善車門密封性能，從而降低車內(nèi)噪音水平，提高駕乘體驗(yàn)。

汽車車內(nèi)噪聲

02

飛機(jī)：研究飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲

傳播路徑和降噪策略

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在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，首先需要利用任意波形發(fā)生器PCIe板卡和揚(yáng)聲器產(chǎn)生適當(dāng)?shù)穆曉葱盘?hào)，模擬飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲，并測(cè)量機(jī)艙內(nèi)外不同位置的聲場(chǎng)參數(shù)，如聲壓級(jí)、頻譜分布、時(shí)域響應(yīng)等。通過對(duì)比數(shù)據(jù)分析，確定飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲傳播的主要路徑和影響因素，并進(jìn)一步研究降噪策略的有效性。

該實(shí)驗(yàn)可以幫助工程師了解飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的傳播特點(diǎn)，找出噪聲主要來源和傳播路徑，評(píng)估降噪策略效果，從而為優(yōu)化飛機(jī)設(shè)計(jì)和提高乘客體驗(yàn)提供有價(jià)值的參考。

除了飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲，聲場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)在飛機(jī)領(lǐng)域中還可用于研究飛機(jī)低速飛行噪聲、氣流噪聲等問題，以及優(yōu)化飛機(jī)座艙環(huán)境等方面的研究。

飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲

03

物理實(shí)驗(yàn)：研究聲波在不同介質(zhì)中的

傳播特性以及聲束聚焦技術(shù)

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該實(shí)驗(yàn)中，首先需要選擇一種合適的聲源，如壓電換能器、聲管波導(dǎo)等，并與信號(hào)發(fā)生器、功率放大器等組成完整的聲場(chǎng)系統(tǒng)。然后，利用有限元軟件或其他聲學(xué)模擬工具，根據(jù)聲源特性以及介質(zhì)的物理參數(shù)，模擬聲波在不同介質(zhì)（如水、空氣、固體等）中的傳播和反射特性，并通過測(cè)量聲波傳輸過程中的聲壓級(jí)和頻譜分布等參數(shù)，驗(yàn)證模擬結(jié)果的正確性。

在此基礎(chǔ)上，通過改變介質(zhì)的材料、結(jié)構(gòu)和聲學(xué)參數(shù)等參數(shù)，研究聲波傳播的影響因素，進(jìn)而探究聲場(chǎng)聚焦技術(shù)的原理和應(yīng)用，如超聲波聚焦、激光聚焦等。該實(shí)驗(yàn)可以幫助工程師加深對(duì)聲學(xué)傳播和聚焦原理的理解，為科學(xué)研究和開發(fā)創(chuàng)新提供重要參考。

除了聲波傳播和聚焦技術(shù)，聲場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)在物理實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域中還可用于研究聲學(xué)測(cè)量、噪聲控制、材料聲學(xué)性能等問題，為理論研究和工程應(yīng)用提供有力支撐。

虹科AWG板卡應(yīng)用

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虹科 M4i.66xx PCIe系列板卡提供了強(qiáng)大的波形生成功能，能夠產(chǎn)生多個(gè)不同頻率和幅度的正弦波信號(hào)，并通過混合這些信號(hào)產(chǎn)生復(fù)合信號(hào)來實(shí)現(xiàn)聲場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)。

AWG M4i.66xx 系列板卡

與其他信號(hào)發(fā)生器相比，虹科M4i.66xx系列板卡具有以下優(yōu)勢(shì)：

l高靈活性：虹科M4i.66xx系列板卡輸出帶寬至400 MHz，可以靈活地產(chǎn)生各種類型、頻率、幅度的電信號(hào)，可以滿足不同實(shí)驗(yàn)的需求，適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景。

l高速度數(shù)據(jù)傳輸：虹科M4i.66xx系列板卡提供2.8 GB/s高速數(shù)據(jù)傳輸，可以靈活控制數(shù)據(jù)輸出速度，可以滿足高要求的實(shí)驗(yàn)需求。

l高精度輸出：虹科M4i.66xx系列板卡通過 16 bit高精度的數(shù)字信號(hào)處理和高達(dá)1.25 GS/s采樣率，可以輸出高保真度的復(fù)合信號(hào)，可以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而更好地滿足各種聲場(chǎng)模擬測(cè)試和實(shí)驗(yàn)需要。

虹科M4i.66xx系列板卡支持各種軟件平臺(tái)，用戶可以匹配選擇自己想要的操作系統(tǒng)（Windows/Linux）和編程軟件(C/C++/Visual Basic/.NET/LabView/MATLAB/……)。