LEAP_EnclosureShop:声压和指向性

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Transducer Modeling 08:Acoustic Pressure & Directivity. 对于我们的刚性圆形源在体积速度为Ua的无限挡板上的情况,在从零到无限远的任何距离R处的精确轴上声压(Pa)由以下方程给出:

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使用R=0的距离给出了膜片表面的近场响应。下图显示了使用精确的Uas和近似的Uas~声电流函数的近场压力,这些作为Pan和Pan~。同样,1米处的远场压力显示在曲线Paf和Paf~中。采用Eg=2V的驱动电压。

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这些曲线现在看起来具有高通滤波器形状。与声电流的情况一样,在较高的频率下,精确响应曲线和近似响应曲线之间只有细微的差异。

响应曲线Paf和Paf~显示了声源的远场轴向响应。然而,可以预料的到,在更高的频率下,声源将变得有方向性,并在轴上辐射大部分功率。如果轴向响应几乎是平的,那么我们可以想象,声源辐射的总功率一定在更高的频率时下降。

功率响应是一个常用于描述声源在所有方向上辐射的总功率的术语。指向性是轴向强度与相同功率的点声源产生的强度之比。这提供了将轴向压力与表示功率响应的压力曲线相关联的方法。

由于指向性是功率量之间的比率,因此它与压力比的平方成比例。所以,我们可以通过将平方根应用于方向性函数来找到功率响应压力曲线。指向性也可以基于全空间(4p)或半空间(2p)点声源辐射来定义。由于我们的示例声源安装在无限障板上,因此将使用半空间定义。下面的方程给出了一些有用的指向性关系。

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下面的第一张图显示了功率和声压的指向性函数。下图第二张显示了先前的轴上频率响应Paf(此处为PaAxial),以及示例扬声器的新功率响应PaPwr。正如预期的那样,在535Hz的ka=1频率以上,功率响应显示出快速下降。从扬声器辐射的实际功率在较高频率时保持轴上频率响应衰减很多。

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  • 本文由 发表于 2023年10月1日
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