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聲音也能看得見
以前常聽說修車幾十年的老師傅,只要靠近車子旁邊聽聽,就能知道哪邊出了問題;那種功力不花個幾十年恐怕真練不出來。不過,如果車子沒壞,只是覺得其中某個聲音感覺不好,老師傅大概也很難分辨這些特別的噪音是從哪裡發出來的吧!?日常生活中很多東西都會發出聲響,有些聲音令人感覺愉悅,有些則使人煩躁;隨著時代進步,開發產品除了具備各式先進功能,只要廣告台詞再強調一項「超靜音」設計,吸引目光的效果鐵定增加許多。因此,如何創造好聲音、消除惱人噪音等,已成為一種顯學,不斷的擴展應用到各式各樣的產品技術當中。
聲音設計對產品是否銷售成功的影響力正與日俱增,而在創造好音質之前,必得先抑制不想要的噪音。聲音的問題除了靠耳朵聽、或用麥克風量測外,現在用眼睛也能看得見,而且透過訊號錄製、分析篩選、回放等功能,可以一再重複的邊聽邊看,大大提高了掌握產品聲音特性的能力,這種技術泛稱為聲音成像技術(Acoustic Holography)。以簡單的概念來說,聲音成像技術是用許多麥克風組成一個平面狀的麥克風陣列,將陣列靠近需診斷噪音問題的物體旁邊,然後開始量測,再將所有麥克風量測到的資料經過分析,畫成以不同色彩呈現聲音強弱的分佈圖形,接著將分佈圖套上被測物體的幾何圖形,就能看出聲音是由哪裡產生了。
圖1、輪胎轉動一圈過程, 每45度計算一次之平均噪音分佈(tire noise_animation) |
現今世界上已經發展出多種應用聲音成像術的量測設備,實在是推陳出新、進步神速;如下圖為車輛中心所使用B&K STSF(Spatial Transform of Sound Field) 系統,具備10x10共100通道的麥克風陣列,已成功應用於汽機車引擎開發、輪胎、抽油煙機、光碟機、鼓風機等產品的噪音問題研究。除了呈現總體聲音(Overall)的強弱分佈,透過頻譜分析的功能可以只針對特定頻率來進行研究,甚至以陣列量測面為基準,再向外推演出聲音於三度空間的傳播方式,因而大大提高了噪音問題的診斷效率。
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圖2、以 STSF 系統量測輪胎轉動時向外輻射的噪音分佈(tire_STSF1) |
當然,了解聲音從哪邊出來只是第一步,要怎麼改善、調校使其變得更理想,還需要許多技術與經驗的搭配。本中心專業團隊致力於協助業界進行產品的振動噪音診斷與改善,若您有興趣進一步了解,歡迎與我們聯繫:
楊健量 工程師,聯絡電話:04-7811222分機2429 e-mail:gary_yong@artc.org.tw
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