 |
گیرنده توده ای با یک کوپل 0.4 سی سی به راه اندازی تست متصل شده است
معرفی
هنگامی که شبیه سازی ها در توسعه دستگاه های تلفن همراه، لوازم الکترونیکی مصرفی، سمعک ها یا هدست ها دخالت دارند، باید نحوه تعامل مبدل ها با بقیه سیستم را در نظر گرفت. برای برخی از کارها، مانند تجزیه و تحلیل جداسازی ارتعاش نصب الاستیک مبدل، ممکن است لازم باشد یک مدل چندفیزیکی کاملاً دقیق از خود مبدل گنجانده شود. در کاربردهایی که فقط پاسخ الکتروآکوستیک دستگاه مورد توجه است، یک مدل پارامتر یکپارچه مبدل (یک قیاس الکتروآکوستیک همانطور که در Spice پیاده‌سازی می‌شود) می‌تواند با یک مدل چندفیزیکی بقیه سیستم همراه شود.
در این مثال، یک گیرنده آرمیچر متعادل Knowles ED-23146 (بلندگوی مینیاتوری) به یک دستگاه آزمایشی متشکل از یک لوله 50 میلی‌متری (1 میلی‌متر ID) به یک کوپلر اندازه‌گیری 0.4 سی‌سی عمومی متصل شده است. 1 این تنظیم آزمایشی گیرنده سمعک پشت گوش را نشان می دهد که مجرای گوش را با قالب گوش عمیقاً از طریق یک لوله باریک دراز هدایت می کند. داده‌های جمع‌آوری‌شده هنگام استفاده از کوپلر 0.4 سی‌سی، ارزیابی واقعی‌تری از داده‌های صوتی برای دستگاه‌هایی که عمیقاً وارد شده‌اند، در مقایسه با استفاده از کوپلر 711 ارائه می‌دهد (رجوع کنید به 1 مراجعه کنید.). این مدل نحوه اتصال یک گیرنده مدلسازی شده به‌عنوان یک شبکه Spice را به سیستم صوتی لوله و یک جفت‌کننده اندازه‌گیری مدلسازی شده در حوزه اجزای محدود نشان می‌دهد. پاسخ میکروفون اندازه گیری در کوپلر و همچنین امپدانس ورودی الکتریکی به گیرنده با اندازه گیری ها مقایسه می شود. تلفات در لوله باریک بلند در این مدل شامل استفاده از یکی از مدل‌های سیال معادل ویژگی آکوستیک ناحیه باریک در رابط آکوستیک فشار، دامنه فرکانس است.
توجه: این برنامه به ماژول آکوستیک و ماژول AC/DC نیاز دارد.
تعریف مدل
طرحی از تنظیم اندازه گیری تحلیل شده در این مدل در شکل 1 نشان داده شده است . این شامل گیرنده Knowles ED-23146 است که به عنوان یک مدار الکتریکی Spice با استفاده از رابط مدار الکتریکی مدلسازی شده است. طول لوله 50 میلی‌متر و قطر 1 میلی‌متر است و کوپلر 0.4 سی‌سی در اینجا به سادگی با یک استوانه با حجم نزدیک به 0.4 سانتی‌متر مکعب ( و یک نفوذ کوچک در یک انتها نشان‌دهنده محل میکروفون) نشان داده می‌شود. جفت کننده های اندازه گیری واقعی هندسه های پیچیده تری دارند. آکوستیک داخل لوله و کوپلر با استفاده از واسط فشار آکوستیک، دامنه فرکانس مدلسازی می‌شود.
شکل 1: نمایش شماتیک سیستم مدل سازی شده شامل گیرنده، لوله، کوپلر و میکروفون اندازه گیری. دامنه‌های آبی با استفاده از عناصر محدود مدلسازی می‌شوند.
گیرنده واقعی در شکل 2 نشان داده شده است . از نوع آرمیچر متعادل می باشد. Knowles مدل‌های توده‌ای را برای همه مبدل‌های خود ارائه می‌کند که مهندسان را قادر می‌سازد دستگاه‌هایی را که در آن استفاده می‌شوند مدلسازی کنند.
شکل 2: رندر گیرنده آرمیچر متعادل Knowles ED-23146. این دستگاه تقریباً 4 میلی متر عرض، 6 میلی متر عمق و 3 میلی متر ارتفاع دارد. اعتبار تصویر: Knowles، IL، ایالات متحده آمریکا.
در شبکه Spice که برای گیرنده Knowles ED-23146 استفاده می شود، جریان در خروجی مربوط به جریان حجمی (m3 / s) و ولتاژ روی پایانه های خروجی مطابق با فشار (Pa) است که در خروجی اندازه گیری می شود. مبدل رجوع کنید به رفر. 2 و رفر. 3 برای جزئیات بیشتر کوپلینگ بین شبکه الکتریکی یکپارچه و دامنه المان محدود با استفاده از گزینه اتصال مدار داخلی در ویژگی پورت توده ای انجام می شود . به این ترتیب، یک جفت دو طرفه بین دامنه اجزای محدود و شبکه Spice وجود دارد.
در مرزی که میکروفون اندازه‌گیری به طور معمول در کوپلر قرار دارد، یک شرایط امپدانس معمولی برای محاسبه انطباق دیافراگم میکروفون اضافه شده است. در این مدل، میکروفون C سازگار با حجم 6 میلی متر مکعب است . جرم آکوستیک میکروفون L و مقاومت R میکروفون دیافراگم روی مقادیر معمولی تنظیم شده است. امپدانس توسط یک مدل RLC ساده داده می شود
(1) 
.
.این با استفاده از گزینه داخلی RCL موجود در شرایط مرزی امپدانس اجرا می شود.
نتایج و بحث
پاسخ، همانطور که در محل میکروفون اندازه گیری شده است، در شکل 3 نشان داده شده است. نتایج مدل با اندازه‌گیری‌های انجام‌شده بر روی یک سیستم واقعی و با نتایج به‌دست‌آمده بدون تلفات آکوستیک ویسکوز و حرارتی مقایسه می‌شوند. اندازه‌گیری‌ها به خوبی با نتایج مدل کامل مطابقت دارند. در فرکانس‌های بالا (بالاتر از 14 کیلوهرتز)، نتایج به خوبی مطابقت ندارند. در اینجا، طول موج با مقیاس‌های طول سازه‌های موجود در کوپلر (یک چهارم طول موج 0.6 سانتی‌متر است) قابل مقایسه می‌شود که در این نمایش استوانه‌ای ساده گنجانده نشده است، به عنوان مثال، مش محافظ میکروفون. علاوه بر این، البته، مدل پارامترهای یکپارچه گیرنده در این فرکانس‌های بالا دقیق نیست. توجه داشته باشید که منحنی های مدل که در آن هیچ تلفات صوتی اضافه نمی شود، همچنان نشانه هایی از میرایی را نشان می دهد. این به دلیل تلفات موجود در مدل Spice مبدل است.
شکل 3: پاسخ میکروفون مقایسه مدل شامل تلفات حرارتی و چسبناک از طریق ویژگی آکوستیک ناحیه باریک (منحنی آبی)، مدل بدون تلفات آکوستیک (منحنی نقطه‌دار قرمز) و اندازه‌گیری‌ها (منحنی سبز). داده های اندازه گیری ارائه شده توسط Knowles، IL، ایالات متحده.
وابستگی فرکانس امپدانس ورودی الکتریکی (قسمت واقعی و خیالی) مبدل در شکل 4 نشان داده شده است . نتایج با اندازه گیری ها مقایسه شده و تطابق خوبی را نشان می دهد.
شکل 4: امپدانس ورودی الکتریکی (قسمت واقعی و خیالی) به عنوان تابعی از نتایج مدل مقایسه فرکانس (منحنی های آبی و سبز) و اندازه گیری ها (منحنی های قرمز و فیروزه ای). داده های اندازه گیری ارائه شده توسط Knowles، IL، ایالات متحده.
در شکل 5 و شکل 6 ، توزیع سطح فشار و فشار صدا در داخل لوله و سیستم کوپلر در سه فرکانس مختلف (حدود 1200، 3200 و 4600 هرتز) به تصویر کشیده شده است. فرکانس های ارزیابی شده با سه پیک اول در پاسخ مطابقت دارند. آنها به ترتیب با رزونانس های موج یک چهارم، نیم و سه چهارم سیستم لوله-کوپلر مطابقت دارند.
شکل 5: توزیع فشار (قسمت واقعی فشار) در فرکانس های نزدیک به f = 1200، 3200 و 4600 هرتز.
شکل 6: سطح فشار صوت در فرکانس های نزدیک به f = 1200، 3200 و 4600 هرتز
نکاتی درباره پیاده سازی COMSOL
• | در این مدل، تلفات ویسکوزیته و حرارتی مرتبط با لایه مرزی آکوستیک در لوله باریک با استفاده از ویژگی آکوستیک ناحیه باریک در آکوستیک فشار مدلسازی می‌شود. برای سازه های طولانی با مقطع ثابت، تلفات زمانی که با یک مدل صوتی کامل ترموویسکوز مقایسه می شود، دقیق هستند. هزینه محاسباتی در مقایسه با مدل کامل ترموویسکوز کم است. با این حال، برای ساختارهای هندسی پیچیده باید از رابط های فیزیک آکوستیک ترموویسکوز استفاده شود. همچنین توجه داشته باشید که تلفات مربوط به پرش امپدانس از لوله باریک به کوپلر به درستی با Narrow Region Acoustics مدلسازی نشده است. این اثر در مقایسه با تلفات در لوله بلند کوچک است. |
• | رابط مدار الکتریکی از واحدهای الکتریکی استفاده می کند. تبدیل واحدهای الکتریکی به واحدهای صوتی به صورت خودکار در ویژگی پورت Lumped با واحدهای لازم انجام می شود. به عنوان مثال، ولتاژی که نشان دهنده فشار صوتی در ورودی مبدل است به ولت تبدیل می شود و در نتیجه واحدهای الکتریکی معادل صحیح ولت ایجاد می شود. |
• | در مدل اسپایس توده‌ای گیرنده، اثرات تغییر در عمق پوست جریان‌های گردابی در آرمیچر فولادی توسط یک نیمه خازن، یک جزء ویژه با پذیرش پیچیده متناسب با ریشه دوم i ω، تقریبی شده است . در لیست وارد شده Spice net، مقدار این مؤلفه، در اینجا یک مقاومت، به طور موقت با استفاده از: |
RKarm N0025 N0015 1
سپس مقدار صحیح این مؤلفه به صورت دستی، به عنوان یک فرمول، وارد می شود تا با نماد COMSOL مطابقت داشته باشد:
1/(4.85e-11[1/اهم]*sqrt(i*2*pi*freq[1/Hz]))
این مؤلفه در فهرست‌های شبکه ناولز اسپایس اصلاح‌نشده، به‌عنوان منبع جریان کنترل‌شده با ولتاژ پیشرفته به‌عنوان زیر گنجانده شده است:
GKarm N0025 N0015 laplace {V(N0025,N0015)}={4.85e-11*sqrt(s)}
این نماد توسط عملکرد واردات Spice در COMSOL پشتیبانی نمی شود.
منابع
1. Generic 711 Coupler: یک مدل شبیه ساز کانال مسدود شده در کتابخانه کاربردی ماژول آکوستیک: Acoustics_Module/Electroacoustic_Transducers/generic_711_coupler .
2. J. Jensen، FT Agerkvist و JM Hart، “مدلسازی غیرخطی دامنه زمانی گیرنده های آرمیچر متعادل”، J. Audio Eng. Soc. ، جلد 59، صفحات 91-101، 2011.
3. مدل درایور بلندگوی برآمده در کتابخانه کاربردی ماژول آکوستیک: ماژول_آکوستیک/تبدیل کننده_الکتروآکوستیک/درایور_لومپد_بلندگو .
مسیر کتابخانه برنامه: Acoustics_Module/Electroacoustic_Transducers/lumped_receiver_04cc
دستورالعمل مدلسازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی 
Model Wizard کلیک کنید .
Model Wizard کلیک کنید .مدل جادوگر
1 | در پنجره Model Wizard ، روی  3D کلیک کنید . |
2 | در درخت Select Physics ، AC/DC>Electrical Circuit (cir) را انتخاب کنید . |
3 | روی افزودن کلیک کنید . |
4 | در درخت Select Physics ، Acoustics>Pressure Acoustics>Pressure Acoustics، Frequency Domain (acpr) را انتخاب کنید . |
5 | روی افزودن کلیک کنید . |
6 |  روی مطالعه کلیک کنید . |
7 | در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Frequency Domain را انتخاب کنید . |
8 |  روی Done کلیک کنید . |
ریشه
ابتدا پارامترهای مدل را وارد کنید، یک تابع درونیابی برای داده های اندازه گیری تنظیم کنید، متغیرهای مورد استفاده در مدل را وارد کنید و هندسه را وارد کنید. دستورالعمل های مربوط به هندسه را می توان در ضمیمه انتهای این سند یافت.
تعاریف جهانی
پارامترهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید . |
3 |  روی Load from File کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل lumped_receiver_04cc_parameters.txt دوبار کلیک کنید . |
درون یابی 1 (int1)
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Functions کلیک کنید و Global>Interpolation را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای درون یابی ، قسمت Definition را پیدا کنید . |
3 | از فهرست منبع داده ، فایل را انتخاب کنید . |
4 |  روی Browse کلیک کنید . |
5 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل lumped_receiver_04cc_measured_data.txt دوبار کلیک کنید . |
6 | در قسمت متنی Number of arguments ، 1 را تایپ کنید . |
7 | زیربخش توابع را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام تابع | موقعیت در پرونده |
بخصوص | 1 |
پیماگ | 2 |
موفق شد | 3 |
زیماگ | 4 |
8 | بخش Interpolation و Extrapolation را پیدا کنید . از لیست Interpolation ، Piecewise cubic را انتخاب کنید . |
9 | قسمت Units را پیدا کنید . در جدول Function تنظیمات زیر را وارد کنید: |
تابع | واحد |
بخصوص | اوه |
پیماگ | اوه |
موفق شد | اوه |
زیماگ | اوه |
10 | در جدول Argument تنظیمات زیر را وارد کنید: |
بحث و جدل | واحد |
ستون 1 | هرتز |
11 | قسمت Definition را پیدا کنید .  روی Import کلیک کنید . |
هندسه 1
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی Insert Sequence کلیک کنید و Insert Sequence را انتخاب کنید . |
2 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل lumped_receiver_04cc_geom_sequence.mph دوبار کلیک کنید . |
تعاریف
ادغام 1 (در اول)
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Nonlocal Couplings کلیک کرده و Integration را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ادغام ، عبارت intop_mic را در قسمت متن نام اپراتور تایپ کنید . |
3 | بخش انتخاب منبع را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | فقط مرز 7 را انتخاب کنید. |
مواد را اضافه کنید
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material باز شود . |
2 | به پنجره Add Material بروید . |
3 | در درخت، Built-in>Air را انتخاب کنید . |
4 | کلیک راست کرده و Add to Component 1 (comp1) را انتخاب کنید . |
5 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material بسته شود . |
اکنون مدل مدار را تنظیم کنید. این شامل منبع ولتاژ محرک، مدار فرعی گیرنده (وارد شده) و گره اتصال به حوزه آکوستیک است.
مدار الکتریکی (دایره)
تعریف مدار فرعی ED23146 (ED23146)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Electrical Circuit (cir) کلیک راست کرده و Import SPICE Netlist را انتخاب کنید . |
2 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل lumped_receiver_04cc_ED23146.cir دوبار کلیک کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای Subcircuit Definition ، بخش Node Connections را پیدا کنید . |
4 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام گره ها |
P1 |
N1 |
P2 |
N2 |
مؤلفه RKARM نیاز به توجه ویژه با ویرایش دستی دارد زیرا یک تابع غیرمعمول فرکانس است. فهرست خالص Spice وارداتی توسط Knowles، IL، ایالات متحده آمریکا ارائه شده است.
مقاومت RKARM (RKARM)
1 | در پنجره Model Builder ، گره Subcircuit Definition ED23146 (ED23146) را گسترش دهید ، سپس روی Resistor RKARM (RKARM) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مقاومت ، قسمت Device Parameters را پیدا کنید . |
3 | در فیلد نوشتاری R ، 1/(4.85e-11[1/ohm]*sqrt(i*2*pi*freq[1/Hz])) را تایپ کنید . |
منبع ولتاژ 1 (V1)
1 | در نوار ابزار مدار الکتریکی ، روی منبع  ولتاژ کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات منبع ولتاژ ، بخش اتصالات گره را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
برچسب | نام گره ها |
پ | p1 |
n | 0 |
4 | قسمت Device Parameters را پیدا کنید . در قسمت متن v src ، V0 را تایپ کنید . |
مدار فرعی 1 (X1)
1 | در نوار ابزار Electrical Circuit ، روی  Subcircuit Instance کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمونه مدار فرعی ، بخش اتصالات گره را پیدا کنید . |
3 | از لیست پیوند نام مدار فرعی ، Subcircuit Definition ED23146 (ED23146) را انتخاب کنید . |
4 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام گره های محلی | نام گره ها |
P1 | p1 |
N1 | 0 |
P2 | p2 |
N2 | 0 |
خارجی I در مقابل U 1 (IvsU1)
1 | در نوار ابزار Electrical Circuit ،  External I در مقابل U را کلیک کنید . |
منبع خارجی را که با ویژگی Lumped Port جفت می شود، تنظیم کنید . پس از راه اندازی پورت باید به این ویژگی برگردید.
2 | در پنجره تنظیمات برای External I در مقابل U ، بخش Node Connections را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
برچسب | نام گره ها |
پ | p2 |
n | 0 |
مدار الکتریکی اکنون راه اندازی شده است. فیزیک آکوستیک فشار را ادامه دهید و تنظیم کنید.
آکوستیک فشار، دامنه فرکانس (ACPR)
آکوستیک فشار 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Pressure Acoustics، Frequency Domain (acpr) روی Pressure Acoustics 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای آکوستیک فشار ، بخش ورودی مدل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن T ، T0 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متنی p A ، p0 را تایپ کنید . |
آکوستیک منطقه باریک 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Narrow Region Acoustics را انتخاب کنید . |
2 | فقط دامنه 2 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای آکوستیک منطقه باریک ، بخش ورودی مدل را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متن T ، T0 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متنی p A ، p0 را تایپ کنید . |
6 | قسمت خصوصیات کانال را پیدا کنید . از لیست نوع کانال ، کانال دایره ای را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت متن a ، a را تایپ کنید . |
آکوستیک منطقه باریک 2
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Narrow Region Acoustics را انتخاب کنید . |
2 | فقط دامنه 1 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای آکوستیک منطقه باریک ، بخش ورودی مدل را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متن T ، T0 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متنی p A ، p0 را تایپ کنید . |
6 | قسمت خصوصیات کانال را پیدا کنید . از لیست نوع کانال ، کانال دایره ای را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت متن a_cpl را تایپ کنید . |
امپدانس 1
1 | در نوار ابزار فیزیک ، روی  Boundaries کلیک کنید و امپدانس را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرز 7 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات امپدانس ، بخش امپدانس را پیدا کنید . |
4 | از لیست مدل امپدانس ، RCL را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن R ac ، Rmic را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن C ac ، Cmic را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن L ac ، Lmic را تایپ کنید . |
پورت انجماد 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Lumped Port را انتخاب کنید . |
Port Lumped دارای عملکرد داخلی است که مرز پورت را با فیزیک مدار الکتریکی جفت می کند.
2 | فقط مرز 10 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای پورت توده ای ، قسمت ویژگی های پورت توده ای را پیدا کنید . |
4 | از لیست نوع اتصال ، مدار را انتخاب کنید . |
اکنون کوپلینگ بین پورت و مدار را نهایی کنید.
مدار الکتریکی (دایره)
خارجی I در مقابل U 1 (IvsU1)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)> Electrical Circuit (cir) روی External I در مقابل U 1 (IvsU1) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای External I در مقابل U ، بخش External Device را پیدا کنید . |
3 | از لیست V ، ولتاژ از پورت یکپارچه (acpr/lport1) را انتخاب کنید . |
حالا هندسه را مش کنید و سپس مدل را حل کنید.
مش 1
مثلثی رایگان 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Boundary کلیک کنید و Free Triangular را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرزهای 3 و 11 را انتخاب کنید. |
اندازه
1 | در پنجره Model Builder ، روی Size کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید . |
3 | روی دکمه Custom کلیک کنید . |
4 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . در قسمت متن حداکثر اندازه عنصر ، 3*a را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن حداقل اندازه عنصر ، 0.1[mm] را تایپ کنید . |
سایز 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Free Triangular 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 |  روی Clear Selection کلیک کنید . |
4 | فقط مرز 11 را انتخاب کنید. |
5 | بخش اندازه عنصر را پیدا کنید . روی دکمه Custom کلیک کنید . |
6 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . |
7 | کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، a را تایپ کنید . |
8 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
جارو 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Swept کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Swept ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | فقط دامنه 2 را انتخاب کنید. |
توزیع 1
1 | روی Swept 1 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش توزیع را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متنی Number of Elements عدد 15 را تایپ کنید . |
4 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
چهار وجهی رایگان 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Free Tetrahedral کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Free Tetrahedral ، روی  Build All کلیک کنید . |
مدل را حل کنید. ابتدا مدل کامل شامل مدل از دست دادن آکوستیک معادل را حل کنید. ثانیاً مدل را بدون ضرر حل کنید. این کار را با غیرفعال کردن ویژگی های دامنه آکوستیک منطقه باریک در مطالعه دوم انجام دهید.
مطالعه 1 – منطقه باریک
1 | در پنجره Model Builder ، روی Study 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، Study 1 – Narrow Region را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | بخش تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . تیک Generate defaults defaults را پاک کنید . |
مرحله 1: دامنه فرکانس
1 | در پنجره Model Builder ، در مطالعه 1 – منطقه باریک ، روی مرحله 1: دامنه فرکانس کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دامنه فرکانس ، بخش تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن فرکانس ، 10^{range(2,2.2/199,4.2)} را تایپ کنید . |
4 | در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
اضافه کردن مطالعه
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study باز شود . |
2 | به پنجره Add Study بروید . |
3 | زیربخش مطالعات را پیدا کنید . در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Frequency Domain را انتخاب کنید . |
4 | روی Add Study در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
5 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study بسته شود . |
مطالعه 2 – آکوستیک بدون تلفات
1 | در پنجره Model Builder ، روی Study 2 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، Study 2 – Lossless Acoustics را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | بخش تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . تیک Generate defaults defaults را پاک کنید . |
مرحله 1: دامنه فرکانس
1 | در پنجره Model Builder ، در مطالعه 2 – Lossless Acoustics روی مرحله 1: دامنه فرکانس کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دامنه فرکانس ، بخش تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن فرکانس ، 10^{range(2,2.2/199,4.2)} را تایپ کنید . |
4 | قسمت Physics and Variables Selection را پیدا کنید . تیک Modify model configuration for study step را انتخاب کنید . |
5 | در درخت، Component 1 (comp1)>Pressure Acoustics، Frequency Domain (acpr)>Narrow Region Acoustics 1 را انتخاب کنید . |
6 |  روی Disable کلیک کنید . |
7 | در درخت، Component 1 (comp1)>Pressure Acoustics، Frequency Domain (acpr)>Narrow Region Acoustics 2 را انتخاب کنید . |
8 |  روی Disable کلیک کنید . |
9 | در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
پاسخ میکروفون
1 | در پنجره Model Builder ، گره Results را گسترش دهید . |
2 | روی Results کلیک راست کرده و 1D Plot Group را انتخاب کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، Microphone Response را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
4 | برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . از لیست نوع عنوان ، دستی را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن عنوان ، Coupler Response (لوله 50mm/1mmØ روی کوپلر 0.4cc) را تایپ کنید . |
6 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
7 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، Level (dB rel. 1V) را تایپ کنید . |
8 | قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، پایین سمت چپ را انتخاب کنید . |
جهانی 1
1 | روی Microphone Response کلیک راست کرده و Global را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش y-Axis Data را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
20*log10(abs(intop_mic(p)/intop_mic(1))/V0) | مدل کامل | |
20*log10(abs(preal(freq)+i*pimag(freq))) | اندازه گیری ها را می داند |
جهانی 2
1 | در پنجره Model Builder ، روی Microphone Response کلیک راست کرده و Global را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش داده را پیدا کنید . |
3 | از لیست Dataset ، مطالعه 2 – Lossless Acoustics/Solution 2 (sol2) را انتخاب کنید . |
4 | قسمت y-Axis Data را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
20*log10(abs(intop_mic(p)/intop_mic(1))/V0) | مدل بدون تلفات صوتی |
5 | در نوار ابزار Microphone Response ، روی  Plot کلیک کنید . |
6 | برای گسترش بخش Coloring and Style کلیک کنید . زیربخش Line style را پیدا کنید . از لیست خط ، نقطه نقطه را انتخاب کنید . |
7 |  روی دکمه x-Axis Log Scale در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
پاسخ میکروفون مدل سازی شده و اندازه گیری شده در شکل 3 نشان داده شده است .
امپدانس ورودی الکتریکی
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 1D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، امپدانس ورودی الکتریکی را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت عنوان را پیدا کنید . از لیست نوع عنوان ، Label را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
5 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Z_in (اهم) را تایپ کنید . |
6 | برای جمع کردن بخش Legend کلیک کنید . برای گسترش بخش Legend کلیک کنید . از لیست موقعیت ، سمت چپ بالا را انتخاب کنید . |
جهانی 1
1 | روی Electric Input Impedance کلیک راست کرده و Global را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش y-Axis Data را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
real(-cir.V1_v/cir.V1_i) | اوه | real(Zin): نتایج مدل |
imag(-cir.V1_v/cir.V1_i) | اوه | imag(Zin): نتایج مدل |
Zreal (فرکانس) | real(Zin): اندازه گیری ها را می داند | |
زیماگ (فرکانس) | imag(Zin): اندازه گیری ها را می داند |
4 | در نوار ابزار Electric Input Impedance ، روی  Plot کلیک کنید . |
5 |  روی دکمه x-Axis Log Scale در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
نمودار امپدانس ورودی الکتریکی در شکل 4 نشان داده شده است .
6 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Predefined Plot کلیک کنید . |
طرح از پیش تعریف شده را اضافه کنید
1 | به پنجره Add Predefined Plot بروید . |
2 | در درخت، مطالعه 1 – منطقه باریک /راه حل 1 (sol1)> آکوستیک فشار، دامنه فرکانس > فشار صوتی (acpr) را انتخاب کنید . |
3 | روی Add Plot در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
4 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Predefined Plot کلیک کنید . |
فرکانس ارزیابی را تغییر دهید و فشار را در فرکانس های مورد نظر رسم کنید. فشار در شکل 5 در سه پیک رزونانس اول نشان داده شده است.
5 |  روی Add Predefined Plot کلیک کنید . |
6 | به پنجره Add Predefined Plot بروید . |
7 | در درخت، مطالعه 1 – منطقه باریک /راه حل 1 (sol1)> آکوستیک فشار، دامنه فرکانس > سطح فشار صدا (acpr) را انتخاب کنید . |
8 | روی Add Plot در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
9 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Predefined Plot کلیک کنید . |
فرکانس ارزیابی را تغییر دهید و سطح فشار صدا را در فرکانس های مورد نظر رسم کنید. سطح فشار صوت در شکل 6 در سه قله رزونانس اول نشان داده شده است.
ضمیمه: دستورالعمل های توالی هندسه
اضافه کردن کامپوننت
در نوار ابزار Home ، روی Add Component کلیک کنید و 3D را انتخاب کنید .
Add Component کلیک کنید و 3D را انتخاب کنید .هندسه 1
سیلندر 1 (cyl1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Cylinder کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات سیلندر ، قسمت Selections of Resulting Entities را پیدا کنید . |
3 | تیک گزینه Resulting objects selection را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Size and Shape را پیدا کنید . در قسمت نوشتاری Radius ، 0.5[mm] را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن ارتفاع ، 49[mm] را تایپ کنید . |
سیلندر 2 (cyl2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Cylinder کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات سیلندر ، قسمت Selections of Resulting Entities را پیدا کنید . |
3 | تیک گزینه Resulting objects selection را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Size and Shape را پیدا کنید . در قسمت نوشتاری Radius ، 4.72[mm] را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن ارتفاع ، 5.7[mm] را تایپ کنید . |
6 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن z ، 49[mm] را تایپ کنید . |
سیلندر 3 (cyl3)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Cylinder کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات سیلندر ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت نوشتاری Radius ، 3.175[mm] را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، 0.5[mm] را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن z ، 54.2[mm] را تایپ کنید . |
تفاوت 1 (dif1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Difference را انتخاب کنید . |
2 | فقط شی cyl2 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، بخش تفاوت را پیدا کنید . |
4 | زیربخش اشیاء را برای تفریق پیدا کنید . برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن انتخاب کلیک کنید . |
5 | فقط شی cyl3 را انتخاب کنید. |
فرم اتحادیه (فین)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Form Union (fin) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات Form Union/Assembly ، روی  Build Selected کلیک کنید . |
شتاب معمولی
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، شتاب عادی را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Entities to Select را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | در باله شی ، فقط مرز 10 را انتخاب کنید. |
امپدانس
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، امپدانس را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Entities to Select را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | در باله شی ، فقط مرز 7 را انتخاب کنید. |
5 | در نوار ابزار Geometry ، روی  ساختن همه کلیک کنید . |
1
این مدل بر اساس داده های ارائه شده توسط Knowles، IL، ایالات متحده ایجاد شده است.
