[发明专利]一种具有反馈控制系统的稳态耦合腔声源

说明书

本发明公开了一种具有反馈控制系统的稳态耦合腔声源，包括耦合腔体、与耦合腔体同轴延伸的且部分穿设于耦合腔体一侧的扬声器、与耦合腔体同轴延伸的且部分穿设于耦合腔体另一侧的传声器、用于为扬声器提供模拟信号的信号源、用于根据传声器接收到的声信号对信号源的模拟信号进行修正的反馈控制系统，扬声器与传声器在耦合腔体中间隔分布，反馈控制系统用于使耦合腔体中的声场特征值与期望信号的声场特征值一致。本发明一种具有反馈控制系统的稳态耦合腔声源，根据耦合腔体中的声场情况，使用一套反馈控制系统控制扬声器输出，可实现稳态标准声源输出；耦合腔体中的声场特性不受扬声器加工工艺和现场温湿度等干扰因素影响。

技术领域

本发明涉及一种具有反馈控制系统的稳态耦合腔声源。

背景技术

耦合腔是一种广泛应用于声传感器校准的标准声学元件，需满足GB/T 15173-1994、IEC60942:2003等标准的要求。耦合腔主要用于提供标准声源测试传声器的频率响应，其测试频带带宽、低失真度和声场稳定性是评价耦合腔性能的关键指标。

耦合腔在使用过程中，耦合腔内的声场来源于扬声器组件的辐射声波。扬声器组件使用活塞声源时，声波频率单一，无法实现宽频校准。扬声器组件采用电声器件时，受到加工工艺的限制，同一批次的电声器件也很难做到声波辐射特性完全一致，在某些频率范围甚至会出现声场不稳定的情况。同时电声器件的声辐射特性容易受到温度、湿度等影响，使得耦合腔内的声场产生变化，从而影响耦合腔的标准声源输出和传声器校准。

中国专利ZL201210044613.6公开了一种宽频带低失真等幅值等相位校准驻波管耦合腔。该耦合腔采用变截面的设计，在耦合腔内可起到稳定大振幅声波、降低波形失真度的效果；同时，该驻波管耦合腔可实现高动态范围、宽频率范围、低失真度的传声器灵敏度幅值和相位的校准，动态范围可达到94-160dB，失真度小于1％。但变截面耦合腔结构中小口径驻波管部分的尺寸较小，限制了被校准传声器的口径，仅能校准如1/4英寸直径的小型传声器。同时使用该耦合腔进行校正时，必须同时伴随使用高精度的母级传声器作为校准传声器与被校准传声器进行比对实现校准。高精度的母级传声器价格较高，一般用户难以承受，当被校准传声器较多时，需长期使用，不利于保持母级传声器精度，使用不便。

中国专利ZL201720227299.3公开了一种有源耦合腔结构，在藕合腔内的设置若干个动铁耳机，该耦合腔具有方便测量传声器频率响应，测试频率范围广的特点。但动铁耳机属于电声元器件，其性能容易受到加工工艺、测试现场温湿度变化等条件的影响，不利于实现对传声器的精确校准。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有反馈控制系统的稳态耦合腔声源，根据耦合腔体中的声场情况，使用一套反馈控制系统控制扬声器输出，可实现稳态标准声源输出；耦合腔体中的声场特性不受扬声器加工工艺和现场温湿度等干扰因素影响。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种具有反馈控制系统的稳态耦合腔声源，包括耦合腔体、与所述耦合腔体同轴延伸的且部分穿设于所述耦合腔体一侧的扬声器、与所述耦合腔体同轴延伸的且部分穿设于所述耦合腔体另一侧的传声器、用于为所述扬声器提供模拟信号的信号源、用于根据所述传声器接收到的声信号对所述信号源的模拟信号进行修正的反馈控制系统，所述扬声器与所述传声器在所述耦合腔体中间隔分布，所述反馈控制系统用于使所述耦合腔体中的声场特征值与期望信号的声场特征值一致。

优选地，在所述反馈控制系统中：定义误差信号e(n)为扬声器实际输出信号与期望信号的差值，定义参考信号x(n)为传声器接收到的扬声器实际输出信号，定义期望信号为期望得到的稳态声信号d(n)；定义系统目标函数为J(n)＝E[e²(n)]，E为声功率；

在所述反馈控制系统中增加一个抵消路径S(z)的估计函数则可以得到初级信号的估计值其中为的z反变换，*为卷积运算，y为所述反馈控制系统的输出信号；