實(shi)驗名稱：基(ji)于冪級數形式的參量(liang)陣揚聲器(qi)正交補償(chang)研究(jiu)

　　研究方向：

　　本文提出(chu)了一種基于(yu)正交調幅(fu)的(de)失(shi)真補償(chang)方法，將補償(chang)成分與原音頻信(xin)號(hao)分別調制到(dao)相互正交的(de)載波上。補償(chang)成分采(cai)用冪(mi)級(ji)數(shu)(shu)形式，通過調整冪(mi)級(ji)數(shu)(shu)的(de)系數(shu)(shu)改進失(shi)真補償(chang)效果。此(ci)外(wai)，本文建立了一維Volterra濾波器模型對參量陣揚聲器系統的失真特性進行建模，利用建立的模型離線調整補償成分的補償系數，以達成在較低的計算復雜度下有效補償系統失真的效果。

　　實驗內容：

　　Berktay遠(yuan)場解是目前絕(jue)大多數(shu)參(can)量(liang)陣(zhen)(zhen)揚(yang)聲器(qi)(qi)信號處(chu)理算(suan)(suan)法(fa)的(de)(de)基礎(chu)，可以(yi)在(zai)一(yi)定程(cheng)度(du)上(shang)表征參(can)量(liang)陣(zhen)(zhen)揚(yang)聲器(qi)(qi)的(de)(de)失(shi)(shi)真(zhen)。但是，由于它在(zai)推導過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)(de)近似和假設(she)，僅適用于求(qiu)解遠(yuan)場中(zhong)的(de)(de)二(er)次波(bo)軸上(shang)聲壓(ya)，不能準(zhun)確(que)計(ji)算(suan)(suan)出非遠(yuan)場以(yi)及(ji)二(er)階以(yi)上(shang)的(de)(de)失(shi)(shi)真(zhen)情況。為(wei)更(geng)準(zhun)確(que)地表示(shi)參(can)量(liang)陣(zhen)(zhen)揚(yang)聲器(qi)(qi)系統的(de)(de)失(shi)(shi)真(zhen)，可利(li)用ODVF濾(lv)(lv)波(bo)器(qi)(qi)作為(wei)非線性模型(xing)(xing)(xing)對其(qi)進(jin)行(xing)系統辨識。ODVF濾(lv)(lv)波(bo)器(qi)(qi)是Volterra濾(lv)(lv)波(bo)器(qi)(qi)模型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)簡化。沐永(yong)生博(bo)士等(deng)人(ren)已經證明ODVF模型(xing)(xing)(xing)可以(yi)有效(xiao)模擬(ni)參(can)量(liang)陣(zhen)(zhen)揚(yang)聲器(qi)(qi)系統的(de)(de)失(shi)(shi)真(zhen)。與(yu)(yu)Volterra濾(lv)(lv)波(bo)器(qi)(qi)模型(xing)(xing)(xing)相比，ODVF模型(xing)(xing)(xing)在(zai)參(can)數(shu)識別(bie)耗時與(yu)(yu)計(ji)算(suan)(suan)復雜度(du)上(shang)均(jun)有較大優(you)勢(shi)。因此，分析Berktay遠(yuan)場解和基于ODVF的(de)(de)模型(xing)(xing)(xing)，并將(jiang)模型(xing)(xing)(xing)輸出與(yu)(yu)實驗(yan)結果進(jin)行(xing)對比，驗(yan)證模型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)可行(xing)性。

　　測試系統：

　　考慮實際應用，實驗在普通房間(jian)進行，房間(jian)尺寸為8m×7m×3.5m，實驗場景如下所示。首先通過NI公司的PXI-5412任意波形發生器產生測試信號并進行調制，調制信號由ATA-4052高速放大器放大后送至超聲換能器陣列。ATA-4052高(gao)壓(ya)功率放大器工作頻帶為0～500kHz。超聲換能器的中心頻率為45kHz，由128個壓電換能器組成，分布如下所示。超聲換能器陣列發射的超聲波在空氣中自解調產生可聽聲，可聽聲由放置在參量陣揚聲器軸線方向上的GRAS-40PH傳聲器采集，傳聲器距換能器表面1.5m。傳聲器采集到的信號經B&K公司NEXUS-2692調理放大器放大，最后由PXI5015示波器采集并存儲。由于1.5m處超聲波會帶來偽噪聲，在傳聲器前放置聲學濾波器。

　　結論

　　1、對補(bu)償(chang)(chang)(chang)算(suan)法(fa)的失(shi)真補(bu)償(chang)(chang)(chang)效果進(jin)行(xing)實驗(yan)驗(yan)證，輸(shu)入信(xin)(xin)號選(xuan)擇f1=1500Hz和(he)f2=2200Hz，分別采用冪級數(shu)補(bu)償(chang)(chang)(chang)算(suan)法(fa)和(he)MAM1法(fa)對輸(shu)入信(xin)(xin)號進(jin)行(xing)調(diao)制(zhi)，調(diao)制(zhi)系數(shu)為(wei)0.7，載波(bo)頻率為(wei)45kHz，其(qi)余設置與1.3節所述相(xiang)同(tong)。冪級數(shu)補(bu)償(chang)(chang)(chang)算(suan)法(fa)的補(bu)償(chang)(chang)(chang)系數(shu)通過1.2節中所述基于ODVF的模型離線獲(huo)得，得到三階以內(nei)的自解調(diao)情況如下所示。

　　2、改進幅(fu)度調(diao)(diao)制（ModifiedAmplitudeModulation，MAM）法是一(yi)類基于Berktay遠場解(jie)的正(zheng)交(jiao)調(diao)(diao)幅(fu)預(yu)處(chu)理技(ji)術，調(diao)(diao)制過程如下(xia)所示。

　　ATA-4052功率放大器參數指標：

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　　本文實驗案例參考自知網論文《基于冪級數形式的參量陣(zhen)揚聲器正交補償(chang)研究》