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聲場模擬實驗介紹

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聲場模擬實驗是一種通過模擬不同環(huán)境下的聲場特征來模擬真實世界中聲音傳輸情況的實驗方法。通過模擬不同環(huán)境下的聲場特征，如空間分布、強度、頻率等，來模擬真實世界中的聲音傳輸情況，從而對聲學(xué)相關(guān)問題進(jìn)行研究。

在聲場模擬實驗中，任意波形發(fā)生器(AWG)可用于產(chǎn)生高精度的模擬聲信號驅(qū)動揚聲器進(jìn)行聲場模擬。

聲場模擬實驗在汽車、飛機、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)計和測試設(shè)備的性能。以下是部分領(lǐng)域利用模塊化AWG 板卡，進(jìn)行聲場模擬的實驗舉例說明：

01

汽車：聲場模擬實驗用于研究

車門密封性能對車內(nèi)空氣噪音的影響

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該實驗中，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聲源信號并通過揚聲器驅(qū)動，在不同位置測量車內(nèi)的聲場指標(biāo)，如聲壓級、頻域響應(yīng)、時域響應(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。

通過該實驗，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。

汽車車內(nèi)噪聲

02

飛機：研究飛機發(fā)動機噪聲

傳播路徑和降噪策略

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在這個實驗中，首先需要利用任意波形發(fā)生器PCIe板卡和揚聲器產(chǎn)生適當(dāng)?shù)穆曉葱盘枺M飛機發(fā)動機的噪聲，并測量機艙內(nèi)外不同位置的聲場參數(shù)，如聲壓級、頻譜分布、時域響應(yīng)等。通過對比數(shù)據(jù)分析，確定飛機發(fā)動機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。

該實驗可以幫助工程師了解飛機發(fā)動機噪聲的傳播特點，找出噪聲主要來源和傳播路徑，評估降噪策略效果，從而為優(yōu)化飛機設(shè)計和提高乘客體驗提供有價值的參考。

除了飛機發(fā)動機噪聲，聲場模擬實驗在飛機領(lǐng)域中還可用于研究飛機低速飛行噪聲、氣流噪聲等問題，以及優(yōu)化飛機座艙環(huán)境等方面的研究。

飛機發(fā)動機噪聲

03

物理實驗：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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該實驗中，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，并與信號發(fā)生器、功率放大器等組成完整的聲場系統(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，并通過測量聲波傳輸過程中的聲壓級和頻譜分布等參數(shù)，驗證模擬結(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。該實驗可以幫助工程師加深對聲學(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)，聲場模擬實驗在物理實驗領(lǐng)域中還可用于研究聲學(xué)測量、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系列板卡提供了強大的波形生成功能，能夠產(chǎn)生多個不同頻率和幅度的正弦波信號，并通過混合這些信號產(chǎn)生復(fù)合信號來實現(xiàn)聲場模擬實驗。

AWG M4i.66xx 系列板卡

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

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，可以滿足不同實驗的需求，適用于多種應(yīng)用場景。

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驗需求。

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，可以確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而更好地滿足各種聲場模擬測試和實驗需要。

虹科M4i.66xx系列板卡支持各種軟件平臺，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/……)。