欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:53249701
大小:30.00 KB
页数:3页
时间:2020-04-02
《频率响应测量的方法.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、频率响应测量的方法频率响应测量的方法很多,一般同使用的测试信号有关。可分为:i.点测法:完全按定义设计的测量方法,逐个频率输入振幅恒定的正弦信号,逐个点测量相应频率扬声器输出声压级,在频率响应坐标纸上绘出相应的点,把这些不连续的点的平滑连线即为频率响应曲线。测量耗时、测量有限的非连续频率点,过渡点是推测的。ii.扫频自动记录法:使用机械传动的方法改变振荡电路中的电容,使信号的频率连续改变,输出电压恒定,这叫扫频信号,记录仪上记录纸的频率刻度与信号源同步,记录扬声器的输出声压级随频率的变化,即为频率响应曲
2、线,这方法叫扫频自动记录法。后来,机械扫频信号改成电压控制频率的压控振荡器,改进了机械传动的麻烦。这是60~80年代丹麦B&K公司为代表的测量技术。扫频自动测量原理大约已有40年的历史,其测量原理没有变化,改变的只是使用的技术,譬如扫频信号的产生方法,测量传声器测得的数据的采集、处理、运算和输出数据和曲线都可以由计算机完成。其中需要特别一提的是:对扫频信号的理解和生成技术,连续扫频信号过去理解为点频信号随时间变化,但点频信号是一个连续周期信号,从示波器看到的是一个按周期重复的正弦波形,而扫频信号没有一个
3、频率是经历时间周期的,随扫频时间变化的是它的瞬时频率。瞬时频率数学上是相位对时间的微分。可以这样理解:譬如f=100Hz正弦信号的周期是T=0.01秒,其走过的相位φ=2π弧度(360°),而f=200Hz时,T=0.005秒,其走过的相位仍然是φ=2π弧度,这样,一个微小时间内的相位变化(等效于相位对时间的微分)同周期成反比,相当于稳态频率。同稳态信号不同的是它引入扫频速率(S:Hz/s)的概念,瞬时频率fi=St+f0;t为扫频时间;f0为扫频初始频率。t和f0确定扫频频率范围。稳态单频信号的公式是
4、u(t)=Acos(2πft);f为稳态单频信号的频率。而扫频信号的公式是u(t)=ACos(πSt2),B&K公司的2012音频分析仪的TSR(时选响应)技术中使用的测试信号,就是采用该数学模型生成的信号。iii.阶步步进的猝发声测量。猝发声是若干个周期的正弦信号脉冲,或称正弦波列。它由连续周期信号加一时间控制电路组成,当测量声压级的时间窗正好在猝发声的稳定部分时,它更接近点频测量。由一个个不同频率的猝发声组成一个阶步步进的猝发声,用对应的跟踪滤波器跟踪每一个猝发声,类似点频测量得到扬声器的频率响应。
5、美国ATI公司的扬声器测量系统LMS使用的正是这种信号源,它最多可以在一个十进制频率范围内设置200个猝发声频率点,即频率阶步的间隔是1/60倍频程。iv.多频音(Muiti-toneBurst也叫多频猝发声)它是数字生成的M个纯音信号的叠加的一个短时间间隔的信号,该时间间隔对M个频率来说正好都是整周期的,并且这由低到高M个频率之间没有谐波关系,即2个频率相除(大数除小数)的商不会是整数。例如:14.5,31.9,37.7,49.3,55.1……Hz;可以排列成一个数列,选择适当的频率间隔,组成M个频率
6、的多频音。其M个频率的同步FFT即为基频即幅频响应,由其谐波可以实现其谐波失真测量。该技术使用在AP公司的“系统1”和“系统2”的仪器上。v.脉冲数字测量技术上面所有的方法都离不开正弦信号,只是频率的连续变化、频率的阶步变化和有限频率成分的合成信号,脉冲信号和MLS信号需要进行时域(时间波形)和频域(频率响应和频率分析)之间的变换,从中可以得到更多信息,它作用于被测系统后的输出响应,经过变换和运算可以得到被测系统的许多信息,这需要对测试信号有充分了解,涉及信号与系统的基本理论,又要借助数字信号处理技术进
7、行变换运算。单脉冲信号的性质,从时域(时间波形)上看,是一个非常简单的方波(矩形波),没有周期重复,当对它进行FFT(快速付里叶变换)转换到频域时,它是一个具有均匀频谱的宽带信号,脉冲越窄均匀频谱的带宽越宽,例如一个10微秒(10×10-6秒)的单脉冲信号,其频宽大于20kHz,即如果均匀频谱部分幅频响应为0dB,相位为0°,则到10kHz:幅频响应为-0.4dB,相位为-18°;到20kHz,幅频响应为-1.8dB,相位为-36°在我们的测量精度范围内是足够了。当被测系统(如一只扬声器)的输入端输入一
8、个单脉冲信号,则被测系统的输出为该单脉冲信号的响应,在时域是一个脉冲形成和衰减过程的信号,由于单脉冲信号在频域具有宽带的均匀频谱,则其响应在频域就是频率响应,也就是对单脉冲响应的时域波形进行FFT变换就达到系统的频率响应。由于FFT的运算是复数运算,复数的模随频率的变化就是系统的幅频响应,而相位随频率的变化就是相位频率响应,所以用这个方法可以同时得到幅频和相频响应。但扬声器的测量由于扬声器和测量传声器之间有一个空间距离,于是引入“线性相移”
此文档下载收益归作者所有