用于直接場聲學測試的驅(qū)動信號分配的制作方法
【專利說明】用于直接場聲學測試的驅(qū)動信號分配
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請是根據(jù)35U.S.C § 119(e)要求享有2011年10月27日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/552，081的權(quán)益的非臨時申請，因此其全部內(nèi)容通過引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明通常涉及物體的振動測試領(lǐng)域，物體諸如可以使用高強度振動測試計算其在工作中的可靠性的衛(wèi)星、儀器或任何其他物體。具體地，本發(fā)明涉及使用直接場聲學系統(tǒng)執(zhí)行振動測試并控制裝置，以允許直接場聲學系統(tǒng)產(chǎn)生符合預定規(guī)范的聲學場。
【背景技術(shù)】
[0004]2011年5月27日提交的名為“直接場聲學測試系統(tǒng)和方法”的同未審結(jié)的第13/117，870號美國申請(下文中簡稱“’870申請”)的說明書通過引用并入本文。如’ 870申請中所述，在直接場聲學測試(DFAT)領(lǐng)域中，通常希望在被測單元(UUT)周圍空間中獲得具有均勻譜含量的聲學場。如’870申請中所證實，通過使用結(jié)合了獨立可控的聲學轉(zhuǎn)換器的多輸入多輸出(MIMO)設置而在控制麥克風位置處獲得良好的譜均勻性。然而，通過額外的非控制或監(jiān)控麥克風對聲學場的監(jiān)控已經(jīng)顯示出當在控制位置處良好地控制了譜變化時，在非控制位置處存在與規(guī)范相比更大的變化和偏差。對于通常在150Hz之上的頻率，已經(jīng)觀測到在非控制位置處對更高聲學強度具有全面漂移，這導致了過度測試UUT的風險。因此，有利的是提供一種增強的DFAT系統(tǒng)，其減小了這些變化并且在控制和非控制位置處的譜聲學幅度響應之間維持更接近的對應性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本文中實施方式包括一種直接場聲學測試系統(tǒng)，其具有至少四組聲學轉(zhuǎn)換器、至少四個分立可控的控制器輸出信號、以及用于調(diào)整并將控制器輸出信號的組合引導至每一組聲學轉(zhuǎn)換器以提供具有更高空間均勻度的聲學場的信號調(diào)整器和組合器。
[0006]本文中實施方式也包括一種直接場聲學測試系統(tǒng)，具有布置在合適位置處以提供用于確定分立可控的控制器輸出信號的至少一個聲學輸入信號的至少一個麥克風、至少四組聲學轉(zhuǎn)換器、以及用于調(diào)整并將控制器輸出信號的組合引導至每一組聲學轉(zhuǎn)換器以提供具有更高空間均勻度的聲學場的信號調(diào)整器和組合器。
[0007]本文中實施方式也包括一種直接場聲學測試系統(tǒng)，至少一個控制麥克風，具有至少一個輸入和至少四個分立可控的控制器輸出的多輸入多輸出(MIMO)振動控制系統(tǒng)，分立驅(qū)動的至少四組聲學轉(zhuǎn)換器，以及用于調(diào)整并且將分立可控的控制器輸出信號引導至分立的至少四組轉(zhuǎn)換器的每一組以提供具有更高空間均勻度的聲學場的信號調(diào)整器和組合器。
[0008]本文中實施方式也包括一種直接場聲學測試系統(tǒng)，具有布置在合適位置以提供用于確定分立可控的控制器輸出信號的至少一個聲學輸入信號的至少一個麥克風、布置為大致圓形設置的至少四組聲學轉(zhuǎn)換器、以及用于調(diào)整并將控制器輸出信號的組合引導至至少四組聲學轉(zhuǎn)換器中的每一組的信號調(diào)整器和組合器，其中分立可控的控制器輸出信號的至少兩個均以如此方式引導至至少兩組聲學轉(zhuǎn)換器，以在測試環(huán)境內(nèi)提供所述至少兩個分立可控的控制器輸出信號的近似平均分布，以提供具有更高空間均勻度的聲學場。
[0009]本文中實施方式也包括一種直接場聲學測試系統(tǒng)，至少一個控制麥克風，具有至少一個輸入和至少四個分立可控的控制器輸出信號的多輸入多輸出(MIMO)振動控制系統(tǒng)，分立驅(qū)動的至少四組聲學轉(zhuǎn)換器，以及用于調(diào)整并將分立可控的控制器輸出信號的組合引導至至少四個分立的轉(zhuǎn)換器組中的每一組以使得分立的至少一組轉(zhuǎn)換器的輸出響應于至少兩個分立可控的控制器輸出信號的改變而變化的信號調(diào)整器和組合器。
[0010]附圖簡述
[0011]僅通過示例的方式，現(xiàn)在將參照其中對應附圖標記表示對應部件的示意性附圖而描述本發(fā)明的實施方式。
[0012]圖1示出了根據(jù)’ 870申請用于直接場聲學測試的聲學轉(zhuǎn)換器組的布局。
[0013]圖2是根據(jù)’ 870申請的直接場聲學測試系統(tǒng)的簡化框圖。
[0014]圖3是用于圖2的振動-聲學控制器的簡化控制示意圖。
[0015]圖4是示出了對于控制麥克風的聲壓的測得譜變化與用于圖1、2和3的系統(tǒng)的所有控制麥克風的平均值之間關(guān)系的示意圖，該系統(tǒng)采用了 MMO控制，具有十二個控制麥克風和驅(qū)動十二個聲源的十二個分立輸出。
[0016]圖5是示出了對于監(jiān)控器麥克風的聲壓的測得譜變化與用于圖1、2和3的系統(tǒng)的所有控制麥克風的平均值之間關(guān)系的示意圖，該系統(tǒng)采用了 MMO控制，具有十二個控制麥克風以及驅(qū)動十二個聲源的十二個分立輸出。
[0017]圖6是示出了將分立可控的控制器輸出信號分配至用于圖1、2和3的系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換器組的示意圖，該系統(tǒng)采用了 MMO控制，具有十二個控制麥克風和驅(qū)動十二個聲源的十二個分立輸出。
[0018]圖7是根據(jù)本發(fā)明實施方式的直接場聲學測試系統(tǒng)的簡化框圖。
[0019]圖8是示出了根據(jù)本文實施方式將分立可控的控制器輸出信號分配至轉(zhuǎn)換器組的示意圖，該實施方式采用了 MIMO控制，具有十二個控制麥克風和驅(qū)動十二個聲源的十二個分立輸出。
[0020]圖9示出了根據(jù)本文實施方式的聲學轉(zhuǎn)換器組的布局以及用于直接場聲學測試的控制器輸出分配，該實施方式采用了 MMO控制，具有十二個控制麥克風以及驅(qū)動十二個聲源的十二個分立輸出。
[0021]圖10是示出了對于控制麥克風的聲壓的測得譜變化與用于本文實施方式的所有控制麥克風的平均值之間關(guān)系的示意圖，該實施方式采用了 MMO控制，具有十二個控制麥克風和驅(qū)動十二個聲源的十二個分立輸出。
[0022]圖11是示出了對于監(jiān)控器麥克風的聲壓的測得譜變化與用于本文實施方式的所有控制麥克風的平均值之間關(guān)系的示意圖，該實施方式采用了 MMO控制，具有十二個控制麥克風和驅(qū)動十二個聲源的十二個分立輸出。
【具體實施方式】
[0023]現(xiàn)在參照附圖描述本文中實施方式，其中類似的附圖標記/數(shù)字表示相同的或者功能相似的元件。盡管討論了具體配置結(jié)構(gòu)和設置，應該理解的是這僅為了示意說明目的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到可以不脫離本發(fā)明的精神和范圍使用其他配置結(jié)構(gòu)和設置。
[0024]參照圖1，示出了根據(jù)2011年5月27日提交的同未審結(jié)的第13/117,870號美國申請(“’ 870申請”)的DFAT系統(tǒng)的實施方式。包括了轉(zhuǎn)換器陣列，其由覆蓋了多個頻率范圍、以如圖所示大體為圓形設置而圍繞被測單元(UUT) 3排布的電力學聲源或轉(zhuǎn)換器T1-T12構(gòu)成。在本實施方式中示出的轉(zhuǎn)換器陣列由八轉(zhuǎn)換器的十二個組T1-T12構(gòu)成，其中九個組T1-T9是大體上覆蓋了 10Hz之上頻率范圍的三路電力學揚聲器系統(tǒng)，而三個組TlO - T12是大體上覆蓋了從20Hz至200Hz的頻率范圍的電力學超低音(subwoofer)揚聲器?？刂汽溈孙LCl - C12布置在圍繞UUT3的各個位置處，以用于向控制系統(tǒng)(如下所述)提供關(guān)于聲學場信息的目的。也可以提供監(jiān)控麥克風M9 — M16，用于在工作期間監(jiān)控感興趣具體地點處的聲學場，但是對于本文中該實施方式或任何其他實施方式的操作而言并非是必需的。監(jiān)控麥克風可以位于聲學測試空間中任何位置處，并且無需對應于控制麥克風的位置。
[0025]參照圖2，示出了根據(jù)’870申請的圖1的DFAT系統(tǒng)的簡化框圖。每一個控制麥克風Cl 一 Cn產(chǎn)生代表了在每一個麥克風處的聲學場的電信號。在輸入信號調(diào)節(jié)器20中根據(jù)振動一聲學控制器12的輸入需求而調(diào)節(jié)每一個電信號。通過示例并且并非限定的方式，調(diào)節(jié)器20可以包括抗混疊濾波器或其他濾波器，參照適當標準的麥克風校準數(shù)據(jù)的應用，