實(shí)驗(yàn)名稱：基于冪級(jí)數(shù)形式的參量陣揚(yáng)聲器正交補(bǔ)償研究

　　研究方向：

　　本文提出了一種基于正交調(diào)幅的失真補(bǔ)償方法，將補(bǔ)償成分與原音頻信號(hào)分別調(diào)制到相互正交的載波上。補(bǔ)償成分采用冪級(jí)數(shù)形式，通過(guò)調(diào)整冪級(jí)數(shù)的系數(shù)改進(jìn)失真補(bǔ)償效果。此外，本文建立了一維Volterra濾波器模型對(duì)參量陣揚(yáng)聲器系統(tǒng)的失真特性進(jìn)行建模，利用建立的模型離線調(diào)整補(bǔ)償成分的補(bǔ)償系數(shù)，以達(dá)成在較低的計(jì)算復(fù)雜度下有效補(bǔ)償系統(tǒng)失真的效果。

　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

　　Berktay遠(yuǎn)場(chǎng)解是目前絕大多數(shù)參量陣揚(yáng)聲器信號(hào)處理算法的基礎(chǔ)，可以在一定程度上表征參量陣揚(yáng)聲器的失真。但是，由于它在推導(dǎo)過(guò)程中的近似和假設(shè)，僅適用于求解遠(yuǎn)場(chǎng)中的二次波軸上聲壓，不能準(zhǔn)確計(jì)算出非遠(yuǎn)場(chǎng)以及二階以上的失真情況。為更準(zhǔn)確地表示參量陣揚(yáng)聲器系統(tǒng)的失真，可利用ODVF濾波器作為非線性模型對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)。ODVF濾波器是Volterra濾波器模型的簡(jiǎn)化。沐永生博士等人已經(jīng)證明ODVF模型可以有效模擬參量陣揚(yáng)聲器系統(tǒng)的失真。與Volterra濾波器模型相比，ODVF模型在參數(shù)識(shí)別耗時(shí)與計(jì)算復(fù)雜度上均有較大優(yōu)勢(shì)。因此，分析Berktay遠(yuǎn)場(chǎng)解和基于ODVF的模型，并將模型輸出與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證模型的可行性。

　　測(cè)試系統(tǒng)：

　　考慮實(shí)際應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)在普通房間進(jìn)行，房間尺寸為8m×7m×3.5m，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景如下所示。首先通過(guò)NI公司的PXI-5412任意波形發(fā)生器產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)并進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制信號(hào)由ATA-4052高速放大器放大后送至超聲換能器陣列。ATA-4052高壓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(gè)壓電換能器組成，分布如下所示。超聲換能器陣列發(fā)射的超聲波在空氣中自解調(diào)產(chǎn)生可聽(tīng)聲，可聽(tīng)聲由放置在參量陣揚(yáng)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(hào)經(jīng)B&K公司NEXUS-2692調(diào)理放大器放大，最后由PXI5015示波器采集并存儲(chǔ)。由于1.5m處超聲波會(huì)帶來(lái)偽噪聲，在傳聲器前放置聲學(xué)濾波器。

　　結(jié)論

　　1、對(duì)補(bǔ)償算法的失真補(bǔ)償效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，輸入信號(hào)選擇f1=1500Hz和f2=2200Hz，分別采用冪級(jí)數(shù)補(bǔ)償算法和MAM1法對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制系數(shù)為0.7，載波頻率為45kHz，其余設(shè)置與1.3節(jié)所述相同。冪級(jí)數(shù)補(bǔ)償算法的補(bǔ)償系數(shù)通過(guò)1.2節(jié)中所述基于ODVF的模型離線獲得，得到三階以內(nèi)的自解調(diào)情況如下所示。

　　2、改進(jìn)幅度調(diào)制（ModifiedAmplitudeModulation，MAM）法是一類基于Berktay遠(yuǎn)場(chǎng)解的正交調(diào)幅預(yù)處理技術(shù)，調(diào)制過(guò)程如下所示。

　　ATA-4052功率放大器參數(shù)指標(biāo)：

　　本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰電子整理發(fā)布，西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號(hào)源、前置微小信號(hào)放大器、高精度電壓源、高精度電流源、功率放大器模塊等電子測(cè)量?jī)x器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。公司致力于功率放大器、計(jì)量校準(zhǔn)產(chǎn)品等產(chǎn)品為核心的相關(guān)行業(yè)測(cè)試解決方案的研究，為用戶提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的測(cè)試方案，Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。如想了解更多實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)持續(xù)關(guān)注安泰電子官網(wǎng)m.gairou.cn或撥打029-88865020。

　　

　　本文實(shí)驗(yàn)案例參考自知網(wǎng)論文《基于冪級(jí)數(shù)形式的參量陣揚(yáng)聲器正交補(bǔ)償研究》

 

原文鏈接：http://m.gairou.cn/news/1108.html