实验名称：基于幂级数形式的参量阵扬声器正交补偿研究

　　研究方向：

　　本文提出了一种基于正交调幅的失真补偿方法，将补偿成分与原音频信号分别调制到相互正交的载波上。补偿成分采用幂级数形式，通过调整幂级数的系数改进失真补偿效果。此外，本文建立了一维Volterra滤波器模型对参量阵扬声器系统的失真特性进行建模，利用建立的模型离线调整补偿成分的补偿系数，以达成在较低的计算复杂度下有效补偿系统失真的效果。

　　实验内容：

　　Berktay远场解是目前绝大多数参量阵扬声器信号处理算法的基础，可以在一定程度上表征参量阵扬声器的失真。但是，由于它在推导过程中的近似和假设，仅适用于求解远场中的二次波轴上声压，不能准确计算出非远场以及二阶以上的失真情况。为更准确地表示参量阵扬声器系统的失真，可利用ODVF滤波器作为非线性模型对其进行系统辨识。ODVF滤波器是Volterra滤波器模型的简化。沐永生博士等人已经证明ODVF模型可以有效模拟参量阵扬声器系统的失真。与Volterra滤波器模型相比，ODVF模型在参数识别耗时与计算复杂度上均有较大优势。因此，分析Berktay远场解和基于ODVF的模型，并将模型输出与实验结果进行对比，验证模型的可行性。

　　测试系统：

　　考虑实际应用，实验在普通房间进行，房间尺寸为8m×7m×3.5m，实验场景如下所示。首先通过NI公司的PXI-5412任意波形发生器产生测试信号并进行调制，调制信号由ATA-4052高速放大器放大后送至超声换能器阵列。ATA-4052高压功率放大器工作频带为0～500kHz。超声换能器的中心频率为45kHz，由128个压电换能器组成，分布如下所示。超声换能器阵列发射的超声波在空气中自解调产生可听声，可听声由放置在参量阵扬声器轴线方向上的GRAS-40PH传声器采集，传声器距换能器表面1.5m。传声器采集到的信号经B&K公司NEXUS-2692调理放大器放大，最后由PXI5015示波器采集并存储。由于1.5m处超声波会带来伪噪声，在传声器前放置声学滤波器。

　　结论

　　1、对补偿算法的失真补偿效果进行实验验证，输入信号选择f1=1500Hz和f2=2200Hz，分别采用幂级数补偿算法和MAM1法对输入信号进行调制，调制系数为0.7，载波频率为45kHz，其余设置与1.3节所述相同。幂级数补偿算法的补偿系数通过1.2节中所述基于ODVF的模型离线获得，得到三阶以内的自解调情况如下所示。

　　2、改进幅度调制（ModifiedAmplitudeModulation，MAM）法是一类基于Berktay远场解的正交调幅预处理技术，调制过程如下所示。

　　ATA-4052功率放大器参数指标：

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　　本文实验案例参考自知网论文《基于幂级数形式的参量阵扬声器正交补偿研究》