”咱们挑选了紧凑且直流供电的NI硬件，它能为阵列中的麦克风供给电源。”
-SamirN..Gerges,FederalUniversityofSantaCatarina(UFSC)
TheChallenge:
开发一款便携且价格合理的声学波束构成形，完成经过噪声丈量和其他运用中的噪声源辨认。
TheSolution:
运用32个麦克风组成的螺旋阵列、NILabVIEW软件、NI声响和振荡丈量套件，以及32通道的NICompactDAQ体系，调配8个NI92344通道动态信号收集（DSA）模块来获取噪声源的可视化图画，然后辨认行进车辆所发生的信号。
声学图画辨认50公里时速、1,904.3Hz下的轮胎和排气噪声
巴西圣卡塔琳娜州联邦大学（UFSC）的噪声和振荡实验室从事多种项目研讨，并参加轿车职业的研制，使产品能够契合噪音和振荡规范。除了支撑本地职业的开展之外，我校还大力推进本科生/研讨生教育和研讨的学术开展。
经过噪声测验经过规范化，可将车辆运转进程中最大的顺便噪音水平量化。在许多国家，有关政府机构对声响测验都有约束规则，一般为ISO362——丈量路途车辆加快所发生的噪声。这些规则旨在记载车辆在城市交通中正常行进所发生的首要噪声源水平，一般时速约束为50或70公里/小时。车辆经过噪声测验能够验证，一辆契合规范的轿车，其发生的交通噪音不得超过所规则的限值。
轿车上的许多部件都会发生噪声，包含电机、排气装置、变速器以及轮胎。规范的经过噪声测验无法辨认会构成测验失利的源噪声，因而咱们需求一项能够可视化出现声场的技能，以分辩不同的声源。在该测验中，咱们选用了波束成形,能够看到哪些声源会明显增大全体噪音，并对车辆经过噪声发生影响。
波束成形
咱们搭建了波束成形器，或称为“声学相机”，其结构是一个32个麦克风组成的螺旋阵列，麦克风间的最大直径间隔为1米，可用来捕捉噪声源的视觉成像，咱们还组建了一个1.1*1米的金属网格。阵列的定位与单个麦克风在规范测验中的方位相同，距通道中心线的间隔为7.5米，其间心距地上间隔为1.3m，然后保证经过测验中所有的丈量条件相同。
我校学生运用低成本的驻极体盒麦克风搭建了阵列麦克风。传统的定向阵列硬件由市场上的%&&&&&%麦克风和前置放大器组成，但关于实验室的运用来说过于贵重。创立完好的阵列麦克风能够节省开支，并为学生供给有价值的项目。美国航空航天局兰利研讨中心研讨发现，所运用的驻极体盒发生的麦克风频率呼应，适用于定向列阵，其音频频谱的起伏和相位呼应改变最小，高频改变适中。咱们正是根据以上研讨完成了该规划。
数据收集
咱们选用NIUSB-9162高速C系列USB外盒，调配8个NI9234DSA模块进行数据收集。咱们挑选了紧凑且直流供电的NI硬件，它能为阵列中的麦克风供给电源。模块的无混叠带宽高达20kHz。此外，通道的相位匹配关于声学波束构成来说适当重要，且体系规则恣意两个通道间的相位不匹配度不能超过一度。
因为体系是直流供电，所以运用电池操作很便利。在笔记本电脑上运转LabVIEW软件和声响与振荡丈量套件，可轻松地将电压值转换为噪声丈量中运用的工程单位。此外，声响和振荡丈量套件契合IEC61260（电声、倍频程和分数倍频程带通滤波器）和IEC61672（电声和声级计）声级丈量、加权滤波器、倍频程剖析的国际规范，其丈量成果准确、重复性佳。
剖析
数据收集完成后，咱们选用了传统的推迟相加波束成形算法对其进行剖析。咱们对声响信号进行了总结，并描绘了从声源到不同麦克风的不同传达途径。声源以高速经过声学相机（与数据收集体系的采样速度比较，现代轿车的速度依旧缓慢），可使光束会集并追寻经过麦克风阵列的声源。咱们有必要校对反多普勒进程的多普勒效应，其间包含起伏和频率校对，然后获取连接的信号总和。
为了校准声学丈量数据和正在测验的车辆相片、叠加噪声起伏，咱们启动了蜂鸣器（主件约为2.2千赫下的90分贝）和以50公里每小时匀速运转的车辆，让其像惯例经过测验相同经过阵列。
咱们选用这种办法代替了安稳丈量，正是因为它收集速度快、质量高。它一起还出现了经过丈量中的同类录音。蜂鸣器的方位可答应相片和数据准确对齐。
因为车辆的轮胎和车身周围的湍流运动等在移动进程中会发生噪音，咱们将该技能运用到车辆上，对这些噪声进行了准确的评价和辨认。介于此，咱们能够很好地以削减风洞外的车辆经过噪声。
