使用NI LabVIEW和PXI進行噪聲源特征識別

　　第二種方案是采用近場線性陣列，我們使用它來研究風扇噪聲源附近噪聲的音調和穩定性。線性陣列包括23個四分之一英寸的GRAS麥克風，如圖5.所示間隔半英寸安裝布置。然后在機箱面上方手動步進陣列，步進間隔為四分之一英寸或半英寸，從而繪制出二維聲壓場。由于風扇正上方的麥克風因空氣流動產生了附加噪聲，因此二維壓力場繪圖時只采用氣流外部的麥克風。圖5.中還可以看見四個小圓形揚聲器，它們用于對聲場進行主動控制。主動控制啟用時，線性陣列可用于測定近聲場中產生的變化。

圖5. 用于近場風扇噪聲特征識別的線性陣列

      這些實驗方案帶來了一個新的問題—麥克風的標定。高精度測量要求頻繁的校準，對于高通道數應用而言這十分耗時。為了簡化這一過程，我們為PXI系統開發了一套“靈活”的麥克風標定方法。在標定過程中，只需一個研究人員首先啟動控制室內筆記本上的程序，然后帶著標定器進入隔音室。軟件同步從所有活躍通道快速采集數據并利用LabVIEW中的頻率/幅值檢測VI搜索數據獲得有效的標定信號(250或1000Hz)。這個過程在程序循環內不斷進行直至檢測到一個麥克風通道的有效標定信號。一旦確定通道，研究人員可以使用NI信號和振動工具包內的SVL標定麥克風VI標定該通道。

　　消聲室的一個LED確保研究人員獲知標定狀態(見圖2. 中的紅白線纜)。LED由PXI-4461模塊的模擬輸出以LabVIEW中生成的12V方波直接驅動。方波脈沖的頻率和持續時間告知研究人員標定是否順利運行。這一標定過程十分有效，現在一個研究員可以用5分鐘左右的時間標定完23個麥克風。而楊百翰大學的其他數據采集平臺上標定同樣數目的麥克風通常需要兩個人且花費時間更長。LabVIEW程序使得頻繁標定變得更加簡單方便。

　　開發應用程序

　　聲學研究小組使用PXI系統只花費了幾個月時間就將風扇噪聲特征識別系統開發完畢。然而，這些測量并不需要PXI-466x模塊的任何一項重要性能。本系統是用于火箭和噴氣式飛機的噪聲測量，這些應用具有更高的性能要求。

　　火箭和噴氣式飛機噪聲的高幅值特征識別是現階段的研究難點。這些噪聲源的近場存在激波，激波上升時間快、含有重要的高頻成分，因而需要采用高帶寬的測量系統。此外，聲音信號幅值隨著頻率和發動機工況不斷變動，這要求測量系統擁有一個較大的動態范圍。

　　利用PXI-446x模塊，基于PXI和筆記本電腦的系統提供了高度靈活的測量。另外，實時導出大量數據的能力使得陣列測量成為可能，因而在發動機運行測試時能最大程度地發揮測量系統的潛能。

圖6. F-16噴氣式飛機噪聲測量