[發(fā)明專利]高聲強(qiáng)脈沖聲發(fā)生系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010172918.6
• 申請(qǐng)日: 2010-05-17
• 公開（公告）號(hào): CN101834584A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史曉峰;邱小軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): H03K3/02
• 分類號(hào): H03K3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高聲強(qiáng)脈沖聲發(fā)生系統(tǒng)，具體而言，涉及一種用于產(chǎn)生高聲強(qiáng)脈沖聲的裝置，除了脈沖聲外還可以產(chǎn)生單頻噪聲、白噪聲和粉紅噪聲。

二、背景技術(shù)

脈沖噪聲廣泛存在于軍事作業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)中，如槍炮聲、爆炸聲、紡織廠的機(jī)梭聲、機(jī)械制造業(yè)的鍛、鉚、沖等，脈沖噪聲時(shí)間間隔短，聲強(qiáng)高，會(huì)對(duì)人的聽覺造成嚴(yán)重的影響。為了研究脈沖噪聲特性以及高強(qiáng)脈沖噪聲對(duì)生物聽覺所造成的影響需要相應(yīng)的噪聲源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

現(xiàn)有專利中關(guān)于脈沖聲的產(chǎn)生方法主要有：壓縮氣體、撞擊、電火花發(fā)生器、手槍、鞭炮、炸藥等。脈沖噪聲的參數(shù)主要有：脈沖形狀、寬度、脈沖強(qiáng)度和重復(fù)頻率。上述產(chǎn)生脈沖噪聲的方法都很難對(duì)脈沖噪聲的參數(shù)進(jìn)行量化控制，而且重復(fù)性差。本發(fā)明使用揚(yáng)聲器系統(tǒng)作為脈沖聲源，應(yīng)用信號(hào)處理對(duì)饋給揚(yáng)聲器的信號(hào)進(jìn)行預(yù)先補(bǔ)償，抵消揚(yáng)聲器頻響和箱體內(nèi)混響對(duì)脈沖聲波形的影響，可以產(chǎn)生所需波形的脈沖聲，對(duì)脈沖聲的參數(shù)容易控制，重復(fù)性好；本發(fā)明除了可以產(chǎn)生脈沖聲外還可以產(chǎn)生其他類型的噪聲，包括單頻噪聲、白噪聲和粉紅噪聲，方便進(jìn)行除脈沖聲以外的其他噪聲測(cè)量。

三、發(fā)明內(nèi)容

1、發(fā)明目的：采用動(dòng)圈式揚(yáng)聲器系統(tǒng)來產(chǎn)生高聲強(qiáng)脈沖聲和其他類型的噪聲，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制，可以方便控制脈沖噪聲的各個(gè)參數(shù)。該裝置包括揚(yáng)聲器和功率放大器，用于產(chǎn)生高聲強(qiáng)的脈沖聲和其他類型的噪聲；一個(gè)可移動(dòng)隔聲箱，用于放置揚(yáng)聲器和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并對(duì)外部操作人員進(jìn)行聽力保護(hù)；傳聲器、數(shù)據(jù)采集裝置和計(jì)算機(jī)，用于產(chǎn)生和監(jiān)測(cè)噪聲，并對(duì)饋給揚(yáng)聲器的電信號(hào)進(jìn)行頻率補(bǔ)償。

2、技術(shù)方案：

對(duì)于動(dòng)圈式揚(yáng)聲器，產(chǎn)生白噪聲、粉紅噪聲和純音都是相對(duì)容易的，但由于揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)一般不是平直的，當(dāng)給揚(yáng)聲器輸入一個(gè)理想的脈沖信號(hào)時(shí)，揚(yáng)聲器所發(fā)生的信號(hào)會(huì)產(chǎn)生畸變。此外，由于揚(yáng)聲器放置在隔聲箱內(nèi)，箱體內(nèi)的混響也會(huì)影響脈沖的波形。為了得到理想形狀的脈沖信號(hào)以及消除混響的影響，在電信號(hào)饋給揚(yáng)聲器之前用信號(hào)處理中的方法進(jìn)行補(bǔ)償，包括以下步驟：

(1)測(cè)量揚(yáng)聲器系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

揚(yáng)聲器的頻響是不平直的，為了獲得理想的脈沖聲源，需要測(cè)得揚(yáng)聲器系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。測(cè)量時(shí)的輸入信號(hào)選用白噪聲進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)過多次平均即可以得到揚(yáng)聲器系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。

對(duì)于揚(yáng)聲器系統(tǒng)，輸入功率放大器的電信號(hào)為x(t)，傳聲器測(cè)得的揚(yáng)聲器輸出的聲信號(hào)為y(t)，分別對(duì)x(t)和y(t)進(jìn)行傅立葉變換就可得到輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的頻譜X(f)和Y(f)，二者的比值Y(f)/X(f)就是系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。通常由于信號(hào)中常包含有噪聲，對(duì)于揚(yáng)聲器系統(tǒng)而言，輸入的電信號(hào)一般噪聲較小，而傳聲器測(cè)量到的輸出信號(hào)則會(huì)包含環(huán)境的背景噪聲等，這樣計(jì)算得到的傳遞函數(shù)就會(huì)和實(shí)際系統(tǒng)有差別。為了抑制輸出信號(hào)中噪聲對(duì)傳遞函數(shù)的影響，可以通過計(jì)算x(t)和y(t)的自譜和互譜來得到系統(tǒng)的傳遞函數(shù)：

C(f)=GXY(f)GXX(f)---(1)]]>

(2)計(jì)算逆?zhèn)鬟f函數(shù)

系統(tǒng)的傳遞函數(shù)取倒數(shù)即為系統(tǒng)的逆?zhèn)鬟f函數(shù)，但由于系統(tǒng)傳遞函數(shù)存在一些接近零的極小值，這樣取倒之后便會(huì)出現(xiàn)一些極大值，為了消除這些奇異點(diǎn)的影響，逆?zhèn)鬟f函數(shù)的計(jì)算為：