[发明专利]一种用于自由声场传声筒幅值灵敏度与相位检测的精确测量方法

权利要求书

1.一种用于自由声场传声筒幅值灵敏度与相位检测的精确测量方法，其特征在于该方法中需要设置信号源，声学驱动通道I，声学驱动通道II，多支路高速电子选择开关I，多支路高速电子选择开关II，多支路高速电子选择开关III，互易声学换能器I，互易声学换能器II，待测传声筒，信号同步通道，数据测试及计算通道，信号源的输出与高速电子选择开关I相连，信号源还与信号同步通道相连，多支路高速电子选择开关I的输出分别与声学驱动通道I、声学驱动通道II相连，多支路高速电子选择开关I还与信号同步通道相连，声学驱动通道I的输出与多支路高速电子选择开关II相连，声学驱动通道II的输出也与多支路高速电子选择开关II相连，多支路高速电子选择开关II输出分别与互易声学换能器I、互易声学换能器II相连，多支路高速电子选择开关II的输出还有声学驱动通道II相连，同时多支路高速电子选择开关II还与信号同步通道相连，多支路高速电子选择开关II的输出还与数据测试及计算通道相连，待测传声器的输出与多支路高速电子选择开关III相连，互易声学换能器II的输出也与多支路高速电子选择开关III相连，多支路高速电子选择开关III的输出与数据测试及计算通道相连，另外多支路高速电子选择开关III还与信号同步通道相连，数据测试及计算通道还与信号同步通道相连，该测试方法包括以下步骤：

A、测量计算数据测试及计算通道、声学驱动通道I、II的频率响应函数；

B、测量计算互易声学换能器I，互易声学换能II的频率响函数以及待测传声筒的频率响应函数，得出待测传声筒的幅值灵敏度及相位。

2.如权利要求1所述的一种用于自由声场传声筒幅值灵敏度与相位检测的精确测量方法其特征在于所述测量计算数据测试及计算通道、声学驱动通道I、II的频率响应函数的详细方法为：

(a)、在信号同步通道给出的同步脉冲同步下，信号源给出一个初相位为0的正弦波信号s_r＝A_re^-jw，其中A_r为信号s_r的幅值，w为信号s_r频率，该信号经多支路高速电子选择开关I连接到声学驱动通道I，再经过多支路高速电子选择开关II直接加到数据测试及计算通道上，信号变为：

其中B_q1(jw)为声学驱动通道I的频率响应函数，A_q1为B_q1(jw)的幅值，θ_q1为B_q1(jw)的相位延迟角，B_j(jw)为数据测试及计算通道的频率响应函数，A_j为B_j(jw)的幅值，θ_j为B_j(jw)的相位延迟角，即：

A₀₁＝A_rA_q1A_j (2)；

θ₀₁＝θ_q1+θ_j (3)；

该信号经过数据测试及计算通道后，在信号同步通道的同步脉冲同步下，被高速采样T个整数周期数据，T一般取为2-4之间的整数，采样数据经数据测试及计算通道中快速傅立叶FFT进行计算、并用能量重心法进行校正，得出频率为w的信号的幅值A₀₁及相位θ₀₁；(b)、在信号同步通道给出的同步脉冲同步下，信号源给出一个初相位为0的正弦波信号s_r＝A_re^-jw，其中A_r为信号s_r的幅值，w为信号s_r的频率，该信号经过多支路高速电子选择开关I，加到声学驱动通道II，再经过多支路高速电子选择开关II直接加到数据测试及计算通道上，信号变为：

其中B_q2(jw)为声学驱动通道II的频率响应函数，A_q2为B_q2(jw)的幅值，θ_q2为B_q2(jw)的相位延迟角，B_j(jw)为数据测试及计算通道的频率响应函数，A_j为B_j(jw)的幅值，θ_j为的相位延迟角，即：

A₀₂＝A_rA_q2A_j (5)；

θ₀₂＝θ_q2+θ_j (6)；

该信号经过数据测试及计算通道后，在信号同步通道的同步脉冲同步下，被高速采样T个整数周期数据，T一般取为2-4之间的整数，采样数据经数据测试及计算通道中快速傅立叶FFT进行计算、并用能量重心法进行校正，得出频率为w的信号幅值A₀₂及相位θ₀₂；(c)、在信号同步通道给出的同步脉冲同步下，信号源给出一个初相位为0的正弦波信号s_r＝A_re^-jw，其中A_r为信号s_r的幅值，w为信号s_r的频率，该信号经过多支路高速电子选择开关I加到声学驱动通道I，再经过多支路高速电子选择开关II加到声学驱动通道II，再经过多支路高速电子选择开关II加到数据测试及计算通道，信号变为：

其中B_q1(jw)为声学驱动通道I的频率响应函数，A_q1为B_q1(jw)的幅值，θ_q1为B_q1(jw)的相位延迟角，B_q2(jw)为声学驱动通道II的频率响应函数，A_q2为B_q2(jw)的幅值，θ_q2为B_q2(jw)的相位延迟角，B_j(jw)为数据测试及计算通道的频率响应函数，A_j为B_j(jw)的幅值，θ_j为B_j(jw)的相位延迟角，即：

A₀₃＝A_rA_q1A_q2A_j (8)；

θ₀₃＝θ_q1+θ_q2+θ_j (9)；

该信号经过数据测试及计算通道后，在信号同步通道的同步脉冲同步下，被高速采样T个整数周期数据，T一般取为2-4之间的整数，采样数据经数据测试及计算通道中快速傅立叶FFT进行计算、并用能量重心法进行校正，得出频率为w的信号幅值A₀₃及相位θ₀₃；

联合式(2)(5)(8)通过A₀₁，A₀₂，A₀₃可以求出A_q1，A_q2，A_j；

A_q1＝A₀₃/A₀₂ (10)；

A_q2＝A₀₃/A₀₁ (11)；

A_j＝(A₀₁A₀₂)/(A_rA₀₃) (12)；

联合式(3)(6)(9)通过θ₀₁，θ₀₂，θ₀₂可以求出θ_q1，θ_q2，θ_j；

θ_q1＝θ₀₃-θ₀₂ (13)；

θ_q2＝θ₀₃-θ₀₁ (14)；

θ_j＝θ₀₁+θ₀₂-θ₀₃ (15)。