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第 38 卷 第 3 期 李子庆等： 平板扬声器立体声重放的振动对比度控制方法 311

60 器播放高频信号，该激振器放置于辐射区的中心位
0 1 2 3
置处。此外图 3 也给出了不进行局域化控制，利用
同一个输入信号同时驱动 8 个激振器激励平板产生
ࣱکүᑟඋ/dB 20 振动的结果。
40

30

20 VCC TWC ES ళ଍҄
0
ࣱکүᑟඋ/dB
10 2 10 3 10
ᮠဋ/Hz
(a) ᣣ࠱ӝ֗᭤ᣣ࠱ӝᄊࣱکүᑟඋϙ 0

-10
10
0 1 2 3 10 2 ᮠဋ/Hz 10 3
঴үᑟ/(dBSJSW -1 ) -10 20 (a) ᣣ࠱ӝ֗᭤ᣣ࠱ӝᄊࣱکүᑟඋϙ ళ଍҄
0

-20
TWC
VCC
ES
-30
঴үᑟ/(dBSJSW -1 ) 0
-40 10
10 2 10 3
ᮠဋ/Hz -10
(b) ࣱ౜঴үᑟᬤᮠဋᄊԫӑ
-20
图 2 λ 取不同值时，平均动能比值以及平板总动能
随频率的变化 -30
10 2 10 3
Fig. 2 The average kinetic energy contrasts and
ᮠဋ/Hz
the total kinetic energies of the flat panel plotted

(b) ࣱ౜঴үᑟᬤᮠဋᄊԫӑ

as a function of frequency with different value ofλ
图 3 平均动能比值以及平板总动能随频率的变化
阵列到测量点的导纳函数，然后利用最小二乘法获 Fig. 3 The average kinetic energy contrasts and
得实现目标振型的最优空间滤波器，最后输入信号 the total kinetic energies of the flat panel
通过该滤波器滤波后馈给激振器阵列激励平板按 如图 3(a)，三种方法在各自的有效带宽范围内
照目标振型振动。结合本文 VCC方法，对不同的局 均可以实现较好的局域化控制效果，频率较高时由
域化控制方法进行比较，其结果如图 3 所示。其中 于激振器数量限制使 VCC 和 TWC 的局域化效果
VCC 和 TWC 在 100 Hz∼4000 Hz 利用按照表 1 分 有所下降。在100 Hz∼4000 Hz范围内，VCC的平均
布的激振器阵列进行辐射区局域化振动控制，且正 动能比值均不低于TWC。采用8个激振器时，ES理
则化参数 λ = 0.0025；ES 利用前 8 阶模态实现局域 论上在 350 Hz 以下均有较好的局域化效果，其仿真
化控制，由于第8阶模态的固有频率约为350 Hz，所 结果和理论相符合。ES 在 400 Hz 以上频段不进行
以该方法的有效频带范围为 20 Hz∼350 Hz。针对 局域化控制，由于阻尼比 η 较小，即使在较高频段用
ES 方法，仿真中利用低通和高通滤波器将输入信 于播放高频信号的激振器产生的振动也分布于整
号分为低频和高频两部分，其中低通和高通滤波器 个平板，所以 ES 在较高频段没有局域化效果。图 3
均为 6 阶 Butterworth 滤波器，3 dB 截止频率分别 中黑色虚线为不进行局域化控制的结果，此时平板
为400 Hz 和800 Hz。低频部分，为保证模态的独立 没有局域化效果，辐射区和非辐射区的平均动能比
可控，需要对激振器的位置进行优化。本文利用文 值约为 0 dB。此外在一些频率处，平均动能比值出
献 [8]中的优化结果布置激振器阵列的位置，对低频 现“谷点”，例如120 Hz、450 Hz、1050 Hz等，这是因
部分进行局域化控制。高频部分，基于平板仅在激 为平板在这些频率处模态的线性叠加使非辐射区
振器附近产生振动的假设 [8] ，采用额外的一个激振 出现较大振动。例如 120 Hz 时平板的振动形式主