Page 215 - 《应用声学》2025年第1期

第 44 卷 第 1 期 温怀疆等： 相控阵列扬声器实验系统设计与研究 211

2.2.5 移相电路对频谱信号的偏差仿真 图 10 是移相最大偏差分布曲线，1/4 倍频程的移相
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尽管对信号进行了 1/4 倍频程分频，仍不能保 偏差在 0 ∼ 2π 范围内最大为 5.2 ，该曲线非常接近
于正弦曲线，且仿真显示曲线振幅随倍频程数值的
证在整个 1/4 倍频程内移相角度完全一致。因此采
用 Multisim 对图 9 的电路进行输入与输出信号相 减小也变小。其他频段的仿真结果类似。因此未来
进行数字移相时，可加入修正值进行补偿。
位差的仿真，由于该软件没有测量动态相位差仪
器，这里采用交流功率表，通过测量功率因数及功
3 线阵列系统性能测试
率值的正负来计算出输入与输出信号的相位差。例

如对200∼238 Hz 1/4倍频程内的信号进行测量，计 3.1 电学性能测试
√
算得出其等比中心的频率为 200 × 238 = 218 Hz， 3.1.1 分频性能测试
调节移相电路使 218 Hz 的移相 30 ，此时功率因 按图 6 所示的电原理方框图，用三块 ADAU
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素为 0.866，功率为正，不改变电路其他参数，将 1467对200 Hz∼12.8 kHz的信号进行1/4倍频程24
频率改为 200 Hz 和 238 Hz，得到仿真结果：功 路数字分频，为避免分频点处信号之间的互相影响，
率因数为 0.843 和 0.885，由 cos −1 0.843 = 32.5 ， 分频点各自向带内方向收缩约 0.5%∼0.8% 的频率
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cos −1 0.885 = 27.7 ，得两者与 30 的相位偏差分别 数值。用等幅的扫频信号 200 Hz∼12.8 kHz 输入进
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为2.5 和2.3 。将200∼400 Hz的信号1/4倍频程分 行测试，结果如图11所示，从图中可以看出，输出电
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频，分别移相 0 、30 、60 和 90 等，分别进行仿真， 平差小于1 dB，完全可以满足实际应用的需求。
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6
4.6 4.7
5.2
4 3.0
2.6
Ϡࣀᝈए/(°) 0 0 0 40 80 120 160 0.1 200 240 280 320 360 -0.1
2
-2
-2.5
-4 -2.6
-5.0
-4.6 -4.5
-6
ረᄱᝈए/(°)
图 10 1/4 倍频程移相最大偏差分布曲线
Fig. 10 Distribution map of maximum deviation of 1/4 octave

3.6
ᣥѣႃࣱࣀ/dBV 3.1
2.6
2.1
1.6
200 800 3200 12800
ᮠဋ/Hz

图 11 经 1/4 倍频程分频处理后 2 倍频程带宽电平分布情况
Fig. 11 Level distribution of 2-octave bandwidth after 1/4-octave frequency division processing

3.1.2 移相性能测试 别改为 800 Hz (该 1/4 倍频程起始频点) 和 951 Hz

进行移相电路性能测试时，先用信号发生器产 (该1/4倍频程终止频点)，测量实际移相结果如表 2
生一个参考频点的信号，如 873 Hz，调试使其移相 所示，从中可以看出，整体相移偏差与图 10 的仿真
为 30 、60 、· · · 、180 ，然后将信号发生器的输出分 接近，个别值略大一点。测量其他频段情况也类似。
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