一種“柔性測試”技術(shù)的噪聲源定位分析系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用-設(shè)計應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯一種“柔性測試”技術(shù)的噪聲源定位分析系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用-設(shè)計應(yīng)用1.引言：

柔性測試”是什么？是產(chǎn)品？是系統(tǒng)？還是一整套解決方案？這似乎是所有人都想了解清楚的一個問題。當人們越來越關(guān)注于具有某一特定形態(tài)的具體實物的時候，卻往往忽略了隱藏在實物背后的“技術(shù)”。左總做了個很形象的比喻：比如買一個電視，大家只會關(guān)心這個電視的性能如何，卻很少有人會關(guān)注生產(chǎn)電視的細節(jié)技術(shù)，但恰恰是這些技術(shù)、工藝決定了產(chǎn)品在層次上的差別。做測試測量系統(tǒng)也是如此，每個廠家在做不同的集成項目時采用的手段也是不相同的。泛華便是將這種手段作為自己的研究目標，研究如何實現(xiàn)一個更、更可靠、更靈活、更便于擴展的系統(tǒng)。所以從這個角度來講，“柔性測試”實際上是一種技術(shù)。更為準確地定義“柔性測試”，應(yīng)該說是以測試測量系統(tǒng)的功能及性能為關(guān)注對象，對滿足測試測量系統(tǒng)需求的方法及手段進行研究及開發(fā)的技術(shù)。柔性測試技術(shù)的優(yōu)勢在于它更趨近于測試測量的終解決方案。其結(jié)果不是一個簡單的產(chǎn)品，也不是簡單的系統(tǒng)集成，而是、成熟的應(yīng)用系統(tǒng)。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

SSLS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示：

基于“柔性測試”技術(shù)設(shè)計的SSLS由麥克風陣裝置、傳輸線纜和主機組成：

麥克風陣裝置擁有獨特的設(shè)計（標準陣列）：共有8根橫梁，每根橫梁上放置8支內(nèi)置麥克風。每根橫梁通過SMB接口使每支麥克風與主體支架相聯(lián)，在主體支架中心安置的攝像頭，用于拍攝實景。整個裝置的特點是：靈活、小巧、輕便、易于安裝——當其中一支麥克風出現(xiàn)問題，只需更換相應(yīng)橫梁，無需作其他改變。

傳輸線纜用于將陣列裝置轉(zhuǎn)換的電信號同步傳輸至系統(tǒng)主機，它具有長度一致、通道之間隔離與屏蔽等特點。

主機是SSLS的，硬件部分包括PXI機箱、控制器以及多通道動態(tài)信號采集卡。8塊動態(tài)信號采集卡實現(xiàn)聲音信號的同步采集，尤其帶有抗混疊濾波功能，具有精度高、動態(tài)范圍大等特點，專為動態(tài)信號采集而設(shè)計。PXI機箱背板總線為信號采集提供可靠保證：跨板卡的兩個通道同步采集1kHz信號，相位差保證在0.1度內(nèi)；控制器為實時測試和控制應(yīng)用程序提供了高性能平臺。SSLS采用LabVIEW環(huán)境開發(fā)的系統(tǒng)軟件，該軟件能夠控制系統(tǒng)硬件進行多通道聲音信號的同步采集與分析；采用波束形成技術(shù)計算聲場分布，然后將聲場分布圖疊加在實景圖片上，直觀地反映出噪聲源的位置。

3.柔性技術(shù)的完美體現(xiàn)

作為“柔性測試”技術(shù)的創(chuàng)始者和堅定的實踐者，我們將“柔性測試”技術(shù)滲透到SSLS設(shè)計的每一個環(huán)節(jié)，具體表現(xiàn)在：

定位算法的選擇：考慮到聲場狀況、噪聲設(shè)備的多樣性等問題，系統(tǒng)采用了波束形成算法。這樣陣列裝置就不僅能夠采用規(guī)則陣列，同時也能夠采用許多不規(guī)則的陣列，如螺旋陣，隨機陣等，使得定位的應(yīng)用面更加廣泛，能夠應(yīng)對多種不同狀況；

軟硬件平臺的選擇：利用虛擬儀器技術(shù)，選擇PXI硬件平臺。因為PXI總線具有很大的數(shù)據(jù)吞吐能力，能夠滿足多通道動態(tài)數(shù)據(jù)的同步采集需求，同時方便以后增加或刪除通道，使得系統(tǒng)具有很好的擴展性和靈活性；

軟件技術(shù)：考慮到使用時可以方便快速的更換各種陣列裝置，系統(tǒng)軟件設(shè)計時，采用模塊化設(shè)計思路，當采用不同陣型的陣列裝置時，操作者只需導(dǎo)入相應(yīng)陣型配置文件即可；

系統(tǒng)設(shè)計時還結(jié)合了其它設(shè)計技術(shù)，比如陣列裝置的設(shè)計，采用了模塊化接口技術(shù)，使得陣列裝置的擴展、組裝與拆卸都方便快捷。

4.系統(tǒng)功能

SSLS可以使得聲音“可視化”，能夠幫助聲學(xué)工程師“看出”被測噪聲對象的聲場分布、找出各主要聲源點的位置，是從復(fù)雜的聲音信號中提取有用信息的利器，其具備的功能有：

聲源定位：顯示分析平面內(nèi)各處的聲場相對能量之大小，根據(jù)該能量分布圖可找出各個主要聲源的位置；

識別不同聲源：顯示指定頻帶上的聲場分布情況，從而在嘈雜的聲音環(huán)境中識別出不同頻帶上的主要聲源；

聲源信號分離與分析：從復(fù)雜的聲音信號中分離出指定位置的聲源信號，然后對該聲源信號進行聲音回放與頻譜分析，用戶也可以對分離出來的信號進行自定義分析；

頻譜分析：根據(jù)用戶設(shè)置，可對特定時間段的聲信號進行頻譜分析；

聯(lián)合時頻分析：以時間、頻率為坐標軸，顯示聲音信號能量譜信息。

5.系統(tǒng)特點：

SSLS充分融合了“柔性測試”技術(shù)和聲音處理技術(shù)，具有如下特點：

多聲源定位：在允許的分辨率范圍內(nèi)，系統(tǒng)能夠同時對多個聲源進行定位。

方便的陣列放置：系統(tǒng)區(qū)別于一般的近場聲全息方法，還避免了近場聲全息方法對陣列位置的局限性。

靈活的陣形配置：系統(tǒng)的陣形能夠根據(jù)不同的聲場情況進行靈活配置，從而獲得理想的分析效果，因此系統(tǒng)能夠應(yīng)用于多種不同的聲場狀況。

直觀的顯示方式：系統(tǒng)在被測對象圖片上顯示聲場能量分布，通過觀察圖片就可以直觀的看出被測對象上聲源所在的位置。

6.小結(jié)：

對于廣大的業(yè)界用戶，“柔性測試”技術(shù)就像是一個剛剛孕育出的新生命，人們對于這個新生命的到來有太多的好奇和期待。但是對于泛華來說，這項技術(shù)并非是全新的，但卻是歷經(jīng)多年的經(jīng)