用于直接场声学测试的驱动信号分配制造技术

一种直接场声学测试系统，提供了具有更高空间均匀度的声学场。该系统包括控制麦克风、控制器、组合器、以及至少四个声学转换器。控制器可操作地耦合至控制麦克风，以使得控制器从控制麦克风接收至少一个输入信号，并提供至少四个分立可控的控制器输出信号。组合器组合该至少四个分立可控的输出信号，以形成至少四个次级输出信号，每一个均由至少四个分立可控的控制器输出信号的一个或多个的组合构成。至少四个转换器中的每一个均可操作地耦合至至少四个次级输出信号中的至少一个，以使得转换器的输出响应于至少四个分立可控的控制器输出信号中至少两个的改变而变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于直接场声学测试的驱动信号分配相关申请的交叉引用本申请是根据35U.S.C§119(e)要求享有2011年10月27日提交的美国临时专利申请号61/552,081的权益的非临时申请，因此其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术通常涉及物体的振动测试领域，物体诸如可以使用高强度振动测试计算其在工作中的可靠性的卫星、仪器或任何其他物体。具体地，本专利技术涉及使用直接场声学系统执行振动测试并控制装置，以允许直接场声学系统产生符合预定规范的声学场。
技术介绍
2011年5月27日提交的名为“直接场声学测试系统和方法”的同未审结的第13/117,870号美国申请(下文中简称“’870申请”)的说明书通过引用并入本文。如’870申请中所述，在直接场声学测试(DFAT)领域中，通常希望在被测单元(UUT)周围空间中获得具有均匀谱含量的声学场。如’870申请中所证实，通过使用结合了独立可控的声学转换器的多输入多输出(MIMO)设置而在控制麦克风位置处获得良好的谱均匀性。然而，通过额外的非控制或监控麦克风对声学场的监控已经显示出当在控制位置处良好地控制了谱变化时，在非控制位置处存在与规范相比更大的变化和偏差。对于通常在150Hz之上的频率，已经观测到在非控制位置处对更高声学强度具有全面漂移，这导致了过度测试UUT的风险。因此，有利的是提供一种增强的DFAT系统，其减小了这些变化并且在控制和非控制位置处的谱声学幅度响应之间维持更接近的对应性。
技术实现思路
本文中实施方式包括一种直接场声学测试系统，其具有至少四组声学转换器、至少四个分立可控的控制器输出信号、以及用于调整并将控制器输出信号的组合引导至每一组声学转换器以提供具有更高空间均匀度的声学场的信号调整器和组合器。本文中实施方式也包括一种直接场声学测试系统，具有布置在合适位置处以提供用于确定分立可控的控制器输出信号的至少一个声学输入信号的至少一个麦克风、至少四组声学转换器、以及用于调整并将控制器输出信号的组合引导至每一组声学转换器以提供具有更高空间均匀度的声学场的信号调整器和组合器。本文中实施方式也包括一种直接场声学测试系统，至少一个控制麦克风，具有至少一个输入和至少四个分立可控的控制器输出的多输入多输出(MIMO)振动控制系统，分立驱动的至少四组声学转换器，以及用于调整并且将分立可控的控制器输出信号引导至分立的至少四组转换器的每一组以提供具有更高空间均匀度的声学场的信号调整器和组合器。本文中实施方式也包括一种直接场声学测试系统，具有布置在合适位置以提供用于确定分立可控的控制器输出信号的至少一个声学输入信号的至少一个麦克风、布置为大致圆形设置的至少四组声学转换器、以及用于调整并将控制器输出信号的组合引导至至少四组声学转换器中的每一组的信号调整器和组合器，其中分立可控的控制器输出信号的至少两个均以如此方式引导至至少两组声学转换器，以在测试环境内提供所述至少两个分立可控的控制器输出信号的近似平均分布，以提供具有更高空间均匀度的声学场。本文中实施方式也包括一种直接场声学测试系统，至少一个控制麦克风，具有至少一个输入和至少四个分立可控的控制器输出信号的多输入多输出(MIMO)振动控制系统，分立驱动的至少四组声学转换器，以及用于调整并将分立可控的控制器输出信号的组合引导至至少四个分立的转换器组中的每一组以使得分立的至少一组转换器的输出响应于至少两个分立可控的控制器输出信号的改变而变化的信号调整器和组合器。附图简述仅通过示例的方式，现在将参照其中对应附图标记表示对应部件的示意性附图而描述本专利技术的实施方式。图1示出了根据’870申请用于直接场声学测试的声学转换器组的布局。图2是根据’870申请的直接场声学测试系统的简化框图。图3是用于图2的振动-声学控制器的简化控制示意图。图4是示出了对于控制麦克风的声压的测得谱变化与用于图1、2和3的系统的所有控制麦克风的平均值之间关系的示意图，该系统采用了MIMO控制，具有十二个控制麦克风和驱动十二个声源的十二个分立输出。图5是示出了对于监控器麦克风的声压的测得谱变化与用于图1、2和3的系统的所有控制麦克风的平均值之间关系的示意图，该系统采用了MIMO控制，具有十二个控制麦克风以及驱动十二个声源的十二个分立输出。图6是示出了将分立可控的控制器输出信号分配至用于图1、2和3的系统的转换器组的示意图，该系统采用了MIMO控制，具有十二个控制麦克风和驱动十二个声源的十二个分立输出。图7是根据本专利技术实施方式的直接场声学测试系统的简化框图。图8是示出了根据本文实施方式将分立可控的控制器输出信号分配至转换器组的示意图，该实施方式采用了MIMO控制，具有十二个控制麦克风和驱动十二个声源的十二个分立输出。图9示出了根据本文实施方式的声学转换器组的布局以及用于直接场声学测试的控制器输出分配，该实施方式采用了MIMO控制，具有十二个控制麦克风以及驱动十二个声源的十二个分立输出。图10是示出了对于控制麦克风的声压的测得谱变化与用于本文实施方式的所有控制麦克风的平均值之间关系的示意图，该实施方式采用了MIMO控制，具有十二个控制麦克风和驱动十二个声源的十二个分立输出。图11是示出了对于监控器麦克风的声压的测得谱变化与用于本文实施方式的所有控制麦克风的平均值之间关系的示意图，该实施方式采用了MIMO控制，具有十二个控制麦克风和驱动十二个声源的十二个分立输出。具体实施方式现在参照附图描述本文中实施方式，其中类似的附图标记/数字表示相同的或者功能相似的元件。尽管讨论了具体配置结构和设置，应该理解的是这仅为了示意说明目的。本领域技术人员将认识到可以不脱离本专利技术的精神和范围使用其他配置结构和设置。参照图1，示出了根据2011年5月27日提交的同未审结的第13/117,870号美国申请(“’870申请”)的DFAT系统的实施方式。包括了转换器阵列，其由覆盖了多个频率范围、以如图所示大体为圆形设置而围绕被测单元(UUT)3排布的电力学声源或转换器T1-T12构成。在本实施方式中示出的转换器阵列由八转换器的十二个组T1-T12构成，其中九个组T1-T9是大体上覆盖了100Hz之上频率范围的三路电力学扬声器系统，而三个组T10－T12是大体上覆盖了从20Hz至200Hz的频率范围的电力学超低音(subwoofer)扬声器。控制麦克风C1－C12布置在围绕UUT3的各个位置处，以用于向控制系统(如下所述)提供关于声学场信息的目的。也可以提供监控麦克风M9－M16，用于在工作期间监控感兴趣具体地点处的声学场，但是对于本文中该实施方式或任何其他实施方式的操作而言并非是必需的。监控麦克风可以位于声学测试空间中任何位置处，并且无需对应于控制麦克风的位置。参照图2，示出了根据’870申请的图1的DFAT系统的简化框图。每一个控制麦克风C1－Cn产生代表了在每一个麦克风处的声学场的电信号。在输入信号调节器20中根据振动－声学控制器12的输入需求而调节每一个电信号。通过示例并且并非限定的方式，调节器20可以包括抗混叠滤波器或其他滤波器，参照适当标准的麦克风校准数据的应用，以及对信号的缩放以表现合适的单位。模拟至数字变换器21将已调节的电信号转换成数字格式，并且通过应用快速傅立叶变换(FFT)而将已本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接场声学测试系统，包括：控制麦克风；控制器，可操作地耦合至所述控制麦克风，以使得所述控制器接收来自所述控制麦克风的至少一个输入信号并提供至少四个分立可控的控制器输出信号；组合器，配置为组合所述至少四个分立可控的控制器输出信号，以形成至少四个次级输出信号，所述至少四个次级输出信号中的每一个均由所述至少四个分立可控的控制器输出信号中的一个或多个的组合构成；以及至少四个声学转换器或者转换器组，每一个均可操作地耦合至所述至少四个次级输出信号中的至少一个，以使得至少一个转换器或转换器组的输出响应于所述至少四个分立可控的控制器输出信号中的至少两个的改变而变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.27 US 61/552,0811.一种直接场声学测试系统，包括：控制麦克风；控制器，可操作地耦合至所述控制麦克风，以使得所述控制器接收来自所述控制麦克风的至少一个输入信号并提供至少四个分立可控的控制器输出信号；组合器，配置为组合所述至少四个分立可控的控制器输出信号，以形成至少四个次级输出信号，所述至少四个次级输出信号中的至少一个均由所述至少四个分立可控的控制器输出信号中的至少两个的组合构成；以及至少四个声学转换器或者转换器组，每一个均可操作地耦合至所述至少四个次级输出信号中的至少一个，以使得所述至少四个声学转换器或者转换器组中的至少一个转换器或转换器组的输出响应于所述至少四个分立可控的控制器输出信号中的至少两个的改变而变化。2.根据权利要求1所述的直接场声学测试系统，其中，所述至少四个声学转换器或转换器组大体上设置为向当以平面观测时的被测单元的所有侧边提供直接场声学激励，以使得可操作地耦合至所述至少四个次级输出信号中的每一个的所述声学转换器或转换器组围绕所述待测装置基本均匀地分布。3.根据权利要求1所述的直接场声学测试系统，其中，所述组合器是矩阵开关、混合器、或数字信号处理器单元。4.根据权利要求1所述的直接场声学测试系统，其中，所述控制麦克风包括至少四个控制麦克风。5.根据权利要求1所述的直接场声学测试系统，其中，所述组合器通过对所述至少四个分立可控的输出信号进行衰减、放大、滤波、延迟、加、减、关联或任何其他操控而组合所述至少四个分立可控的输出信号。6.根据权利要求1所述的直接场声学测试系统，进一步包括调节器，所述调节器被配置为根据所述至少四个声学转换器或转换器组的输入需求而调节所述至少次级输出信号，以使得在调节之后所述至少四个声学转换器或转换器组中的每一个均耦合至所述至少四个次级输出信号中的至少一个。7.根据权利要求6所述的直接场声学测试系统，其中，所述调节器提供对所述至少四个次级输出信号的额外的过滤、增益、衰减或功率放大。8.一种直接场声学测试系统，包括：控制麦克风；控制器，可操作地耦合至所述控制麦克风，以使得所述控制器接收来自所述控制麦克风的至少一个输入信号，并提供至少四个分立可控的控制器输出信号；组合器，配置为组合所述至少四个分立可控的控制器输出信号，以形成至少四个次级输出信号，所述至少四个次级输出信号中的每一个均由所述至少四个分立可控的控制器输出信号中的至少两个的组合构成；以及至少四个声学转换器或转换器组，每一个均可操作地耦合至所述至少四个次级输出信号中的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·拉金，A·艾萨克斯，M·苏利文，
申请(专利权)人：MSI蒂法特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US