高頻的案例
高頻壓力傳感器頻響特性可分為三大類型
高頻壓力傳感器在設(shè)計(jì)時，要考慮許多因素，包括傳感器材料、結(jié)構(gòu)形式以及轉(zhuǎn)換機(jī)制。常見的高頻壓力傳感器有壓阻式、電容式和光纖敏感式等。這些傳感器選用的材料和結(jié)構(gòu)布局會顯著影響其頻響特性。例如，采用高彈性材料和精細(xì)工藝，可以減少機(jī)械滯后，提高頻響性能。
一、高頻壓力傳感器的頻響特性
1、定義
高頻壓力傳感器的頻響特性是對高頻壓力信號的響應(yīng)能力，通常用高頻截止頻率來表示。高頻截止頻率是指在規(guī)定的頻率響應(yīng)，幅度誤差范圍內(nèi)可以測量的最高頻率信號，這一指標(biāo)直接決定了在高頻壓力測量中的適用性和精度。
2、影響因素
（1）傳感器的固有頻率
傳感器的固有頻率是決定其高頻響應(yīng)能力的關(guān)鍵因素。固有頻率取決于敏感元件的材料和結(jié)構(gòu)特性，在芯片生產(chǎn)過程中已經(jīng)定型，無法通過后期處理改變。較高的固有頻率意味著能夠響應(yīng)更高頻率的壓力信號。
（2）傳感器的封裝方式
傳感器的封裝方式也是影響頻響特性的重要因素。相同固有頻率的傳感器芯片，采用不同的封裝方式，會直接影響傳感器能夠使用的頻響范圍。合理的封裝設(shè)計(jì)可以減小機(jī)械系統(tǒng)的慣性，提高傳感器的響應(yīng)速度。
（3）采集設(shè)備的頻率響應(yīng)帶寬
傳感器封裝完成后，需要配合后續(xù)的采集設(shè)備實(shí)現(xiàn)動態(tài)壓力的復(fù)現(xiàn)。采集設(shè)備的頻率響應(yīng)帶寬決定了，在單位時間內(nèi)可以采樣的測量結(jié)果的數(shù)量，從而影響了傳感器的快速反應(yīng)能力。
3、高頻截止頻率與靈敏度的關(guān)系
高頻截止頻率高的壓力傳感器，其敏感核心必然具有較高的固有頻率，這通常意味著靈敏度會相對較低。在選擇高頻壓力傳感器進(jìn)行高頻測量時，需要權(quán)衡高頻響應(yīng)和靈敏度之間的關(guān)系，根據(jù)具體應(yīng)用場景做出合理選擇。
二、頻響特性的影響因素
1.信號處理電路：測量系統(tǒng)中的信號處理電路對傳感器的頻響特性有著重要影響。
展開 5G高頻覆銅板基材：PTFE、PPE/PPO、LCP
一、5G對高頻覆銅板的需求
由高頻覆銅板制成的PCB處于行業(yè)金字塔的頂端，介電損耗極低，適用于5G產(chǎn)業(yè)。
5G對PCB需求空間約是4G的約3倍；對高頻覆銅板的需求是4～8倍。高頻高速基材價格仍然顯著高于普通基材，大概在10-40倍不等。未來三年，高頻覆銅板需求將增加15倍。預(yù)計(jì)到2025年，國內(nèi)5G基站天線高頻基材累計(jì)需求338億。全球車載毫米波雷達(dá)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用累計(jì)需求將達(dá)611億。
二、高頻覆銅板的基材
目前常見的高頻高速覆銅板用特種樹脂材料主要有碳?xì)錁渲?PTFE、PPE（也稱PPO）、LCP、馬來酰亞胺樹脂、活性酯、環(huán)氧樹脂等。本文僅列舉部分工程塑料基材。
1. PTFE
圖 PTFE 基材 覆銅板
PTFE俗稱塑料王，具有低損耗、小介電常數(shù)和較好的絕緣性，PTFE薄膜是制造電容器、無線電絕緣襯墊、絕緣電纜、馬達(dá)及變壓器的理想材料，也是航空航天、軍工、5G通訊等工業(yè)電子部件不可缺少的材料；PTFE優(yōu)異的介電性能使其成為5G高頻覆銅板基材的主要材料。
根據(jù)測算，2020-2025年國內(nèi)5G基站用PTFE總市場達(dá)到76億元，按照三大運(yùn)營商的5G基站建設(shè)進(jìn)度，2022年將迎來投放高峰。疊加5G手機(jī)對PTFE的需求量，預(yù)計(jì)2022年5G行業(yè)對PTFE將產(chǎn)生約17億元的新增需求。
2. PPE（PPO）
聚苯醚（PPE）具有比重低、吸水率低、優(yōu)異的耐熱性和耐化學(xué)性、良好的電絕緣性、優(yōu)異的介電性等優(yōu)點(diǎn)。同時還具備對銅箔的粘結(jié)性，非常適合應(yīng)用于高頻高速覆銅板。
藍(lán)星新一代聚苯醚，在保持電化學(xué)性能的基礎(chǔ)下進(jìn)行可控的分子量設(shè)計(jì)，大大改善了傳統(tǒng)聚苯醚加工性能差的缺點(diǎn)。
圖 藍(lán)星PPE
3. LCP
作為一種液晶高分子化合物，LCP擁有高強(qiáng)度、高耐熱性、極小的線膨脹系數(shù)、優(yōu)良的阻燃性、優(yōu)良的介電性質(zhì)等。
展開 錐盆揚(yáng)聲器高頻截止頻率
錐盆揚(yáng)聲器高頻截止頻率
之前在聲學(xué)樓論壇里看到有人在討論《揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)與制作(俞錦元)》 P.16上提到的
個人認(rèn)為，對于揚(yáng)聲器開發(fā)工程師來說，這些公式有個定性的大致了解即可。
簡單舉幾個例子:同樣的紙錐，
帶/不帶短路環(huán)，揚(yáng)聲器高頻截止頻率是否變化？
振動質(zhì)量重/輕（修改音圈線徑等），揚(yáng)聲器高頻截止頻率是否變化？
更換不同厚度不同材料的骨架，揚(yáng)聲器高頻截止頻率是否變化？
紙盆中心膠打硬膠/軟膠，揚(yáng)聲器高頻截止頻率是否變化？
了解公式的來源和應(yīng)用場景更重要。
相當(dāng)于在音圈和紙錐底部之間虛擬出一個彈簧。
從力學(xué)上來說,高于某個頻率時，音圈的力不能傳遞到紙錐上。此頻率即為高頻上限。
從等效電路來說，相當(dāng)于旁路電容，可以類比為低通，由此可以得到高頻截止頻率。
本來高頻處用等效電路來表示，精確度就不是很夠。加上高頻的影響因素很多，振動質(zhì)量，紙錐分割振動，電感等等。
所以定性參考，了解其背后的思想即可。
微型音箱的3D仿真思路
1.磁-力-聲三場耦合。計(jì)算量比較大，設(shè)置時需要注意的事項(xiàng)很多，從而容易求解失敗。一般工程應(yīng)用不推薦。
2.力-聲耦合。先擬合阻抗曲線，再加載和頻率相關(guān)的電壓到音圈上，分步耦合。為簡化模型同時保證求解誤差，可以嘗試將振膜等抽殼進(jìn)行計(jì)算。
3.單聲場計(jì)算。磁和力學(xué)部分全部用集中參數(shù)表示，然后耦合到聲場中。注意振膜內(nèi)外的聲壓差即可。對微型音箱比較適用。微型揚(yáng)聲器一般來說在有效頻帶范圍內(nèi)可以不用分割振動的影響。
從計(jì)算規(guī)模以及網(wǎng)格劃分等角度來說，微型音箱比常規(guī)音箱更簡單。a.計(jì)算區(qū)域更小；b.結(jié)構(gòu)模態(tài)可以不用太在意；c.不同區(qū)域尺寸跨度較小。當(dāng)然某些細(xì)小結(jié)構(gòu)最好考慮空氣的熱粘滯效應(yīng)，采用熱聲學(xué)來進(jìn)行仿真。
展開 中高頻噪聲仿真的新科技—自主研發(fā)能量有限元軟件ProNas綜述
如何有效解決中高頻噪聲問題目前仍是學(xué)術(shù)界和工程應(yīng)用領(lǐng)域的難題之一。在當(dāng)前解決中高頻噪聲的幾種主要理論方法中，ProNas能量有限元方法作為一種全新的可行有效的中高頻噪聲控制理論，具有較強(qiáng)的理論和應(yīng)用價值。
ProNas能量有限元方法克服了統(tǒng)計(jì)能量分析和能量有限元方法的不足之處，可用于求解強(qiáng)耦合、大阻尼等非保守系統(tǒng)，在降低工程應(yīng)用人員的操作難度，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期等方面都表現(xiàn)了極大的優(yōu)勢；并且，其核心算法，保證了仿真的精度與求解效率。在中高頻噪聲控制領(lǐng)域，ProNas能量有限元方法很值得期待。
基于ProNas能量有限元方法，安世亞太聯(lián)合國際最先進(jìn)的中高頻專家資源共同開發(fā)了擁有國內(nèi)自主軟件著作權(quán)的中高頻噪聲仿真分析軟件ProNas，助力解決中高頻噪聲控制難題。作為振動噪聲工程界新一代前沿技術(shù)的代表，ProNas成功的破解了傳統(tǒng)中高頻方法面臨的困境。
ProNas能量有限元方法產(chǎn)生的背景
當(dāng)前，解決中高頻噪聲有幾種主要理論方法：統(tǒng)計(jì)能量分析方法、能量有限元方法及ProNas能量有限元方法。
統(tǒng)計(jì)能量分析是一種用于較寬頻率范圍內(nèi)的隨機(jī)噪聲的統(tǒng)計(jì)方法。但統(tǒng)計(jì)能量分析的應(yīng)用有大量前提假設(shè)，且統(tǒng)計(jì)能量分析不能保證子系統(tǒng)的空間變量信息的完整性，子系統(tǒng)的劃分需要一定的經(jīng)驗(yàn)，不易進(jìn)行實(shí)際結(jié)構(gòu)形態(tài)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。在這樣的背景下，能量有限元方法產(chǎn)生了。
能量有限元方法以波動理論為基礎(chǔ)，將結(jié)構(gòu)離散，在單元之間建立能量密度的關(guān)系方程，求解得到結(jié)構(gòu)上所有點(diǎn)的能量密度響應(yīng)信息。能量有限元方法在結(jié)構(gòu)突變處引入大量重復(fù)節(jié)點(diǎn)及能量密度，計(jì)算效率上得不到平衡。而且，目前的能量有限元方法在結(jié)構(gòu)振動及聲輻射問題上的應(yīng)用還局限在簡單的問題上。
ProNas能量有限元方法應(yīng)需而生。
展開 
高頻振動試驗(yàn)技術(shù)
高頻振動試驗(yàn)技術(shù)
一種嶄新的基于壓電作動器的振動試驗(yàn)技術(shù)，突破傳統(tǒng)分析方法的極限，高頻振動試驗(yàn)技術(shù)的引領(lǐng)者---德國m+p公司
德國m+p公司創(chuàng)新開發(fā)了一種對大尺寸（>100 mm)、大質(zhì)量（>100 g）試驗(yàn)樣品進(jìn)行高頻機(jī)械激勵（>2~40 kHz）的新型試驗(yàn)臺架m+p PZT，新方法的目標(biāo)是使用壓電致動器激勵試驗(yàn)對象或安裝了試驗(yàn)對象的工裝。這種新技術(shù)在頻率上限和振動幅值上取得了極大的提升，減少了橫向振動，試驗(yàn)成本也低于傳統(tǒng)方法（功耗、噪音、場地等）。除了振動傳感器高頻校準(zhǔn)，高頻（例如>5 kHz）環(huán)境模擬振動試驗(yàn)在未來也會變得更為重要！
此臺架有幾種典型的應(yīng)用。包括研究MEMS陀螺儀和相關(guān)組件（例如ECUs）抵抗高頻振動的能力。當(dāng)前MEMS陀螺儀常用作汽車駕駛穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）中的控制傳感器，但未來陀螺儀也將用于自動駕駛技術(shù)。在這些關(guān)鍵性的安全設(shè)備中，必須避免由于高頻振動導(dǎo)致的傳感器失效。
此臺架的一種應(yīng)用是研究車輛部件高頻聲學(xué)特征。當(dāng)前，低噪聲新能源汽車正穩(wěn)步獲得市場份額。以前被內(nèi)燃機(jī)的轟鳴聲所掩蔽而不為人耳發(fā)覺的高頻噪聲現(xiàn)在清晰可辨。必須檢查、降低或改善這些噪聲。
另一種應(yīng)用是汽車零部件例如繼電器和傳感器的可靠性試驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)室里可以重現(xiàn)現(xiàn)場測量的振動時間歷程數(shù)據(jù)。為了使試驗(yàn)更真實(shí)，試驗(yàn)也可以結(jié)合氣候條件（溫度和濕度），頻率高達(dá)2~3 kHz。
目前最常見的振動試驗(yàn)方法是使用電磁激振器。電動激振器通常在<5~10 kHz頻率范圍內(nèi)激勵試驗(yàn)樣品（尺寸和質(zhì)量如前所述）。
展開 ProNas能量有限元方法在船舶中高頻振動噪聲分析預(yù)測的應(yīng)用
按激勵源頻率及具體工業(yè)產(chǎn)品，可將振動和噪聲的問題劃分為低頻、中頻及高頻。低頻結(jié)構(gòu)的響應(yīng)具有確定性，工程中常用的數(shù)值方法有：有限元法（FEM）、邊界元法（BEM）；理論上，上述兩種方法可計(jì)算任意結(jié)構(gòu)、任意頻率下的振動場。實(shí)際中，隨著頻率上限閾值增大，為了能準(zhǔn)確反映結(jié)構(gòu)的振動特性，通常需要劃分單元的網(wǎng)格長度要遠(yuǎn)低于結(jié)構(gòu)中彎曲波的波長；這樣隨著頻率的增加，結(jié)構(gòu)彎曲波波長變小，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格需要進(jìn)一步細(xì)化，對計(jì)算資源要求變高；且中高頻范圍的結(jié)構(gòu)模態(tài)密集，重疊交錯，響應(yīng)表現(xiàn)出不確定性，具有了統(tǒng)計(jì)的概念。因此，有限元和邊界元就不再適合解決中高頻問題。
近年來，統(tǒng)計(jì)能量分析（SEA）用于解決中高頻問題，且模態(tài)越密集，其計(jì)算精度就越高。但統(tǒng)計(jì)能量分析不能保證子系統(tǒng)的空間變量信息的完整性[2]，難以精確預(yù)示子系統(tǒng)內(nèi)能量密度分布[3]且子系統(tǒng)的劃分需要一定的經(jīng)驗(yàn)，不易進(jìn)行實(shí)際結(jié)構(gòu)形態(tài)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[4]，模態(tài)密度及耦合因子的準(zhǔn)確與否直接影響結(jié)果的準(zhǔn)確度[5-6]。所以為了更好的控制中高頻噪聲，就需要有更好的理論方法。
能量有限元法[7](EFEA)是一種預(yù)測中高頻動響應(yīng)的新方法，它是以波動理論為基礎(chǔ)，將結(jié)構(gòu)離散化，在單元之間建立能量密度關(guān)系式，從而求解得到所有節(jié)點(diǎn)的能量密度；在實(shí)際計(jì)算中，節(jié)點(diǎn)個數(shù)較多，計(jì)算效率較低難度很大。ProNas能量有限元是在統(tǒng)計(jì)能量分析及能量有限元理論的基礎(chǔ)上，以有限單元為研究對象，利用有限體積法及差分法推導(dǎo)出得類似于SEA的理論方程，聯(lián)立求得每個有限單元的能量密度。本文著重介紹了ProNas能量有限元理論原理且應(yīng)用ProNas商業(yè)軟件對大型實(shí)際船舶的中高頻噪聲進(jìn)行了仿真計(jì)算，求解得出船舶各艙室聲壓級。
2.
展開 完美“聲優(yōu)” | ProNas在大型船舶中高頻噪聲預(yù)測的應(yīng)用
這樣隨著頻率的增加，結(jié)構(gòu)彎曲波波長變小，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格需要進(jìn)一步細(xì)化，對計(jì)算資源要求較高，且結(jié)構(gòu)模態(tài)密集，重疊交錯，響應(yīng)表現(xiàn)出不確定性，具有了統(tǒng)計(jì)的概念，因此，有限元和邊界元就不再適合解決中高頻問題。
統(tǒng)計(jì)能量分析（SEA）用于解決中高頻問題，且模態(tài)越密集，其計(jì)算精度就越高。但統(tǒng)計(jì)能量分析不能保證子系統(tǒng)的空間變量信息的完整性[2]，難以精確預(yù)示子系統(tǒng)內(nèi)能量密度分布[3]且子系統(tǒng)的劃分需要一定的經(jīng)驗(yàn)，不易進(jìn)行實(shí)際結(jié)構(gòu)形態(tài)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[4]，模態(tài)密度及耦合因子的準(zhǔn)確與否直接影響結(jié)果的準(zhǔn)確度[5-6]。所以為了更好的控制中高頻噪聲，就需要有更好的理論方法。
能量有限元法[7](EFEA)是一種預(yù)測中高頻動響應(yīng)的新方法，它是以波動理論為基礎(chǔ)，將結(jié)構(gòu)離散化，在單元之間建立能量密度關(guān)系式，從而求解得到所有節(jié)點(diǎn)的能量密度。能量有限元法以有限單元為對象，保證了模型的完整性，但是在結(jié)構(gòu)突變處引入了大量重復(fù)節(jié)點(diǎn)，求解效率得不到平衡，能量有限元理論目前可以解決一些簡單的有限元噪聲問題，對于復(fù)雜問題的應(yīng)用依然比較困難。
ProNas能量有限元是在統(tǒng)計(jì)能量分析及能量有限元理論的基礎(chǔ)上，以有限單元為研究對象，混合了SEA及EFEA理論，利用有限體積法及差分法推導(dǎo)出得類似于SEA的理論方程，聯(lián)立求得每個有限單元的能量密度。ProNas能量有限元法避免了在結(jié)構(gòu)突變處引入重復(fù)節(jié)點(diǎn)，保證了求解精度和計(jì)算效率，是一種具有較高研究價值及應(yīng)用價值的中高頻噪聲控制方法。
展開 Siemens PLM Software高頻振動聲學(xué)仿真解決方案專項(xiàng)培訓(xùn)邀請函
Siemens PLM Software高頻振動聲學(xué)仿真解決方案專項(xiàng)培訓(xùn)邀請函
2014年10月20-21日 武漢
對于振動聲學(xué)仿真，目前可以采用多種技術(shù)方案來滿足不同的需求。這其中最重要的技術(shù)就是有限元、邊界元和聲線法技術(shù)，這些都已經(jīng)集成到了LMS Virtual.Lab中。然而這些"經(jīng)典"技術(shù)還不能解決所有類型的振動聲學(xué)問題。特別地，有限元或邊界元方法不容易解決高頻、特別是大尺寸產(chǎn)品（如飛機(jī)、船舶、列車等）的高頻問題，因其巨大的模型規(guī)模會嚴(yán)重降低計(jì)算速度，因此更適合使用統(tǒng)計(jì)能量分析（SEA）技術(shù)。
為了幫助國內(nèi)廣大用戶了解最新的統(tǒng)計(jì)能量聲學(xué)仿真技術(shù)進(jìn)展，Siemens PLM Software特邀請比利時聲學(xué)仿真專家Koen De Langhe博士來華，在武漢舉行為期二天的高頻振動聲學(xué)仿真解決方案專項(xiàng)培訓(xùn)。
展開 ProNas能量有限元方法在船舶中高頻振動噪聲分析預(yù)測的應(yīng)用
摘要： 能量有限元方法是一種以能量密度為基本變量的數(shù)值計(jì)算方法，既能克服有限元（FEA）方法在中、高頻分析時彎曲波在結(jié)構(gòu)中傳播，要求小尺寸網(wǎng)格引起計(jì)算效率低以及結(jié)構(gòu)模態(tài)密集導(dǎo)致的頻率上限的問題；又能改善統(tǒng)計(jì)能量法（SEA）丟失子系統(tǒng)空間特征信息的問題。本文以能量有限元理論為基礎(chǔ)，建立船舶能量有限元計(jì)算模型，采用國產(chǎn)自主商用軟件ProNas，對復(fù)雜激勵下船舶各艙室產(chǎn)生的中高頻結(jié)構(gòu)噪聲及空氣噪聲進(jìn)行仿真計(jì)算，得到船舶各艙室聲壓級，并利用ProNas后處理功能顯示激勵源及傳遞路徑處的能量分布云圖。據(jù)此，對不滿足噪聲目標(biāo)的艙室進(jìn)行聲學(xué)優(yōu)化，最終解決了大型實(shí)際船舶工程的中高頻振動噪聲預(yù)測與控制問題。
關(guān)鍵詞： 能量有限元；船舶；中高頻振動噪聲；ProNas軟件；聲學(xué)優(yōu)化
1. 引言
結(jié)構(gòu)中高頻噪聲的控制一直以來都是各工業(yè)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)問題，相比其它工業(yè)產(chǎn)品，船舶結(jié)構(gòu)復(fù)雜、艙內(nèi)環(huán)境更加獨(dú)特[1]：船舶結(jié)構(gòu)形式縱橫交錯，艙室眾多，噪聲誘因復(fù)雜，聲源品種繁多密集，噪聲強(qiáng)度較大；船舶結(jié)構(gòu)中的振動噪聲問題基本都在中高頻范圍；結(jié)構(gòu)噪聲與空氣噪聲可以相互轉(zhuǎn)化。以上這些特點(diǎn)，使得船舶噪聲控制起來十分困難。并且，國際海事組織（IMO）出于對船艇人員舒適性和健康的考慮，2014年簽訂生效的《船上噪聲等級規(guī)則》，對船上振動和噪聲指定了更嚴(yán)格的限制，與原有規(guī)則相比，要求居住區(qū)部分艙室聲壓級降低5dB(A)，這就要求船舶工程設(shè)計(jì)人員需要采取更加有效的控制手段來降低船舶噪聲。
目前，噪聲預(yù)測的理論體系相對完善，并已將理論應(yīng)用于大量實(shí)際工程中。按激勵源頻率及具體工業(yè)產(chǎn)品，可將振動和噪聲的問題劃分為低頻、中頻及高頻。
展開 自主研發(fā)噪聲仿真軟件ProNas如何解決中高頻噪聲難題
導(dǎo)讀：如何有效解決中高頻噪聲問題目前仍是學(xué)術(shù)界和工程應(yīng)用領(lǐng)域的難題之一。在當(dāng)前解決中高頻噪聲的幾種主要理論方法中，ProNas能量有限元方法作為一種全新的可行有效的中高頻噪聲控制理論，具有較強(qiáng)的理論和應(yīng)用價值。
安世亞太基于ProNas能量有限元方法，聯(lián)合國際最先進(jìn)的中高頻專家資源共同開發(fā)了擁有國內(nèi)自主軟件著作權(quán)的中高頻噪聲仿真分析軟件ProNas，助力解決中高頻噪聲控制難題。本期結(jié)合案例介紹ProNas軟件的功能和優(yōu)勢，以及ProNas是如何幫助用戶解決中高頻噪聲問題的。
概述
ProNas軟件是能量有限元分析（EFEA）和統(tǒng)計(jì)能量分析（SEA）領(lǐng)域的代表性解決方案。ProNas混合EFEA-SEA技術(shù)和基于能量有限容積算法的工程開發(fā)與應(yīng)用，代表著振動噪聲工程界新一代的前沿技術(shù)。
在物理樣機(jī)制造之前，利用ProNas軟件對設(shè)計(jì)的虛擬樣機(jī)進(jìn)行振動噪聲預(yù)測，以達(dá)到降低產(chǎn)品成本、縮短開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量，并降低產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)的目的。同時，在物理樣機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)的過程中，可應(yīng)用該軟件進(jìn)行大量的靈敏度分析和整個系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)激勵或聲場激勵下廣譜的隨機(jī)噪聲振動評估。
ProNas軟件建模靈活、計(jì)算效率高，具有寬泛的阻尼和耦合強(qiáng)度適用范圍和簡單易學(xué)的用戶操作界面，非常適用于結(jié)構(gòu)聲學(xué)問題的可行性研究、靈敏度分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)等。
展開 Siemens PLM Software高頻振動聲學(xué)仿真解決方案專項(xiàng)培訓(xùn)邀 請 函
Siemens PLM Software高頻振動聲學(xué)仿真解決方案專項(xiàng)培訓(xùn)邀 請 函
2014年10月20-21日 武漢
對于振動聲學(xué)仿真，目前可以采用多種技術(shù)方案來滿足不同的需求。這其中最重要的技術(shù)就是有限元、邊界元和聲線法技術(shù)，這些都已經(jīng)集成到了LMS Virtual.Lab中。然而這些"經(jīng)典"技術(shù)還不能解決所有類型的振動聲學(xué)問題。特別地，有限元或邊界元方法不容易解決高頻、特別是大尺寸產(chǎn)品（如飛機(jī)、船舶、列車等）的高頻問題，因其巨大的模型規(guī)模會嚴(yán)重降低計(jì)算速度，因此更適合使用統(tǒng)計(jì)能量分析（SEA）技術(shù)。
為了幫助國內(nèi)廣大用戶了解最新的統(tǒng)計(jì)能量聲學(xué)仿真技術(shù)進(jìn)展，Siemens PLM Software特邀請比利時聲學(xué)仿真專家Koen De Langhe博士來華，在武漢舉行為期二天的高頻振動聲學(xué)仿真解決方案專項(xiàng)培訓(xùn)。
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汽車懸置高頻動剛度測試試驗(yàn)臺架--汽車聲學(xué)特性優(yōu)化
顯然，夾具的諧振質(zhì)量和位于激振器和力傳感器之間的懸置比例質(zhì)量可以引入自激振動，從而影響測量結(jié)果的精密度，特別是在高頻范圍內(nèi)剛度耦合的情況下。液壓彈性懸置測試臺理論上可以在高達(dá)約1000Hz的頻率范圍內(nèi)使用，但在此高頻下實(shí)現(xiàn)的位移振幅僅為約0.05mm，由于在測試臺架中要避免共振非常困難，所以在較高的工作頻率下的懸置動剛度測試不能采用液壓激勵方式。
頻率高達(dá)2000Hz的發(fā)動機(jī)懸置高頻動剛度測試臺
高頻噪音是影響車內(nèi)乘客聲學(xué)舒適度的重要因素，發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)是這種噪音的主要激勵源。 具有渦輪增壓器，可變閥控制器，驅(qū)動鏈和平衡軸的高性能發(fā)動機(jī)及新能源汽車的發(fā)展使得研究高頻振動傳遞到車身的問題上變得越來越重要。通常，聲學(xué)工程師只是在推出新車型之前才面對這些問題，但是現(xiàn)在需要在新車型開發(fā)早期發(fā)現(xiàn)問題時就提出節(jié)約時間和費(fèi)用的解決方案。
德國沃爾夫斯堡大眾汽車公司（Volkswagen AG）委托德國m+p國際公司開發(fā)出了一種高頻試驗(yàn)臺，用于檢測發(fā)動機(jī)懸置的振動傳遞特性，頻率高達(dá)2000Hz， 而液壓激振器無法在此頻率下工作，因此采用電動激振器。在圖6中，左圖是試驗(yàn)臺的基本配置，激振器通過隔振器懸掛在焊接的機(jī)架中，機(jī)架的側(cè)板支撐一個500kg質(zhì)量的慣性質(zhì)量。試驗(yàn)件使用特殊的夾具固定在激振器的銜鐵上，上端夾具與預(yù)載質(zhì)量塊之間為高剛度的三軸向力傳感器，慣性質(zhì)量由空氣彈簧輕柔地支撐。因此，在頻率高于25Hz的測試中，由被試件、空氣彈簧和慣性質(zhì)量組成的系統(tǒng)已經(jīng)處于其低頻臨界范圍外。
在超臨界范圍外，輕輕地安裝在垂直方向的慣性質(zhì)量承載著試樣的動態(tài)反作用力，不會在測試框架中引入任何振動，因此機(jī)架的本征頻率不會被激發(fā)，這是進(jìn)行高頻動剛度測試的重要先決條件。
展開 汽車傳動軸高頻嘯音NVH問題研究與解決
在傳動系統(tǒng)中，高頻噪音多由金屬機(jī)械結(jié)構(gòu)導(dǎo)致，金屬齒輪嚙合或軸承旋轉(zhuǎn)噪音。而究其原因，齒輪嚙合類噪音多為跨棒距設(shè)計(jì)不合理，或表面粗糙度不 良，或裝配應(yīng)力提前磨損，或潤滑失效所導(dǎo)致。
2.2 傳動軸高頻嘯音問題初步分析
通過使用相關(guān)設(shè)備進(jìn)行記錄及軟件分析得出，在低溫及固定檔位下，該噪音可隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化持續(xù)發(fā)生，頻率在780-900hz。由于從變速箱輸出端至傳動軸至差速器輸入端，均為撓性連接，即傳動系統(tǒng)噪音階次均為36 階，無法區(qū)分出噪音來源于變速箱或傳動軸或差速器，基于測量結(jié)果該噪音階次與36 階不符，且主觀評價該噪音來源于車中后部地板下傳至車內(nèi)，由此判斷，傳動軸中間支架處高度疑似噪音發(fā)生源。且該傳動軸高頻嘯音受溫度影響，低溫狀態(tài)下可復(fù)現(xiàn)，完全熱車后噪音消失，高溫狀態(tài)下噪音消失。為驗(yàn)證分析結(jié)果，重復(fù)多次進(jìn)行交叉試驗(yàn)，排除裝配導(dǎo)致噪音的可能性，最終確認(rèn)噪音隨產(chǎn)生噪音的傳動軸轉(zhuǎn)移。見圖2FFT vs time 結(jié)果所示頻率在780-900hz 之間。噪音源高度疑似位置見圖3。
圖2
圖3
2.3 臺架試驗(yàn)深入分析傳動軸高頻噪音來源
2.3.1 測試目的及方法
測試低溫及常溫狀態(tài)下傳動軸高頻噪音發(fā)生條件及產(chǎn)生的區(qū)間范圍。被測試傳動軸在低溫保存（-24 攝氏度，14 小時）后裝配至試驗(yàn)臺，從傳動軸靜止開始記錄，最高到達(dá)2200rpm，記錄傳動軸中間軸承噪音及振動。待傳動軸溫度與室溫一致時重復(fù)試驗(yàn)并記錄。主要使用加速度傳感器測量中間軸承支架振動，近距離麥克風(fēng)用于直接記錄軸承噪音，遠(yuǎn)距離麥克風(fēng)用于模擬主觀評價噪音。
展開 高頻PCB電路設(shè)計(jì)常見的66個問題
隨著電子技術(shù)快速發(fā)展，以及無線通信技術(shù)在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，高頻、高速、高密度已逐步成為現(xiàn)代電子產(chǎn)品的顯著發(fā)展趨勢之一。
信號傳輸高頻化和高速數(shù)字化，迫使PCB走向微小孔與埋/盲孔化、導(dǎo)線精細(xì)化、介質(zhì)層均勻薄型化，高頻高速高密度多層PCB設(shè)計(jì)技術(shù)已成為一個重要的研究領(lǐng)域。
作者根據(jù)多年在硬件設(shè)計(jì)工作中的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了一些高頻電路的設(shè)計(jì)技巧及注意事項(xiàng)，供大家參考。
1、如何選擇PCB板材？
選擇PCB板材必須在滿足設(shè)計(jì)需求和可量產(chǎn)性及成本中間取得平衡點(diǎn)。設(shè)計(jì)需求包含電氣和機(jī)構(gòu)這兩部分。通常在設(shè)計(jì)非常高速的PCB板子（大于GHz 的頻率）時這材質(zhì)問題會比較重要。
例如，現(xiàn)在常用的FR-4材質(zhì)，在幾個GHz的頻率時的介質(zhì)損耗（dielectric loss）會對信號衰減有很大的影響，可能就不合用。就電氣而言，要注意介電常數(shù)（dielectric constant）和介質(zhì)損在所設(shè)計(jì)的頻率是否合用。
2、如何避免高頻干擾？
避免高頻干擾的基本思路是盡量降低高頻信號電磁場的干擾，也就是所謂的串?dāng)_（Crosstalk）。可用拉大高速信號和模擬信號之間的距離，或加ground guard/shunt traces在模擬信號旁邊。還要注意數(shù)字地對模擬地的噪聲干擾。
3、在高速設(shè)計(jì)中，如何解決信號的完整性問題？
信號完整性基本上是阻抗匹配的問題。而影響阻抗匹配的因素有信號源的架構(gòu)和輸出阻抗（output impedance），走線的特性阻抗，負(fù)載端的特性，走線的拓樸（topology）架構(gòu)等。解決的方式是靠端接（termination）與調(diào)整走線的拓樸。
4、差分布線方式是如何實(shí)現(xiàn)的？
展開 伏圖高頻電磁場分析功能介紹及波導(dǎo)微波器件仿真APP開發(fā)
一、背景介紹
高頻電磁場仿真在電子工程領(lǐng)域有著至關(guān)重要的作用，廣泛應(yīng)用于無線和有線通信、計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星、雷達(dá)、半導(dǎo)體和微波集成電路、航空航天等多個領(lǐng)域，從芯片封裝、毫米波電路、射頻電路設(shè)計(jì)驗(yàn)證，到混合集成電路、PCB板、無源板級器件、RFIC/MMIC設(shè)計(jì)，再到天線設(shè)計(jì)，以及微波腔體、衰減器、微波轉(zhuǎn)接頭、波導(dǎo)濾波器等各類微波元器件的設(shè)計(jì)，都離不開高頻電磁場仿真工具。
二、伏圖高頻電磁場分析功能介紹
云道智造通用多物理場仿真PaaS平臺伏圖（Simdroid）具備完備的高頻電磁場分析功能，支持多物理場耦合仿真，為仿真工作者提供前處理、求解分析和后處理工具。
功能特點(diǎn)
1.靈活的四面體網(wǎng)格剖分
提供靈活的四面體網(wǎng)格剖分功能，包括單體剖分和整體剖分兩種模式，支持對局部區(qū)域進(jìn)行加密剖分。
2.自適應(yīng)網(wǎng)格加密
提供高效的自適應(yīng)加密功能，進(jìn)而獲得精確的計(jì)算結(jié)果。
3.ECAD導(dǎo)入功能
提供EDA風(fēng)格的前處理環(huán)境，具備ECAD文件導(dǎo)入功能。
4.本征模分析
提供精確的本征模分析功能，支持查看諧振頻率、品質(zhì)因素等結(jié)果。
5.輻射/散射分析
具有完備的散射/輻射分析功能，支持常見的端口設(shè)置和邊界設(shè)置。
6.三維輻射方向圖顯示
提供三維輻射方向圖顯示功能，直觀查看天線等輻射體的輻射性能。
7.多物理場耦合功能
提供多物理場耦合功能，能精確分析電磁-熱耦合問題。
三、波導(dǎo)微波器件仿真APP
作為仿真PaaS平臺，伏圖內(nèi)置的APP開發(fā)器支持用戶以無代碼化的方式便捷封裝參數(shù)化仿真模型及仿真流程，將仿真知識、專家經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為可復(fù)用的仿真APP。封裝好的仿真APP可通過工業(yè)仿真APP商店Simapps，實(shí)現(xiàn)云端部署與在線應(yīng)用，為用戶提供在線仿真工具。
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