Способ определения интенсивности звука отдельного источника и устройство для его осуществления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиин

Социалист иче скин

Республик (iii940321 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 29.1 2.80 (2! ) 3225593/1 8-10 (51) М. Кл.

Н 04 Й 29/00 с присоединением заявки № (23) Приоритет

3Ъоударстеенний «амнтет

СССР но делом нэобретеннй н отнрытнй

Опубликовано 30,06.82. Бюллетень №24 (53) УДК 534.642 (088.8) Дата опубликования описания 30.06.82 (72) Авторы изобретения

Н. Н. Писаревский, В. Н. Жариков, В.М. Русанов и P. К. Вахитов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ЗВУКА

ОТДЕЛЬНОГО ИСТОЧНИКА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к технике акустических измерений и может быть использовано, например, для локализации источников звука в авиационной акустике, определения характеристик электроакустнческих преобразователей при наличии отраженного поля.

Известны способы измерения интенсивности звука отдельного источника, основанные на использованиии направленных микрофонных систем, в частности трубчатых направленных микрофонов 1 j компенсированных многоэлементных антенных решеток f2) .

Однако трубчатые микрофоны не обеспет5 чивают достаточной степени направленнос -ти, компенсированные многоэлементные системы громоздки и требуют для реализации большого количества аппаратуры.

Наиболее близким к Щ едлагаемому "0 20 технической сущности являетс способ, основанный на измерении функций взаимной корреляции в двух точках поля вдоль направления на источник звука посредст2 вом двух микрофонов с компенсацией времени пробега звуковой волны между микрофонами 3 f.

Однако диаграмма направленности имеет многолепестковый характер, поэтому способ обладает вневысокой точностью измерений на дискретных частотах, кроме того, с учувеличением расстояния между микрофонами сказывается спадание звукового давления прямого звука обратно пропорционально расстоянию до источника, что также снижает точность измерений.

Цель изобретения - повышение точности определения интенсивности звука отдельного источника.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения интенсивности звука отдельного источника, основанном на измерении функции взатвмной корреляции сигналов с двух приеь ннков звукового давления, расположенных на прямой, направленной на исследуемый источник; с компенсацией времени Ф

3 . 9403 пробега звуковой волной расстояния х между приемниками, причем Ч = где с - скорость звука в среде, указанные измерения проводят при непрерывном перемещении одного из приемников звукового давления с пос70НННоА скоростью вдоль направления на источник и компенсации изменения амплитуды звуковой вогны с расстоянием, а величину интенсивности звука источника определяют как epee- Ip нее значение функции взаимной корреляции за время перемещения приемника.

Дпя осуществления указанного способа применяется устройотво, содержащее два приемнйцса звукового давления, селективные усилители, IIHIIIIIO задержки, коррелятор с дополнительно введенными в него координатным устройством " "источником постоянного напряжения, являющимся линейной функцией координаты, делителем ц напряжения„регулятором усиления, запоминающим транспонирующим устройством < с циклическим воспроизведением, интегрирующим вольтметром, причем выход неподвижного приемника звукового давления Zs соединен с входом первого селективного усилителя, выход усилителя соединен с входом линии задержки, выход линии.задержки соединен с первым входом коррелятора, выход перемещаемого приемника звукового давления соединен с в)содом второго селективного усилителя, выход второго усилителя соединен с входом регуля тора усиле;шя, выход регулятора усиления соединен с вторым входом корреля35 тора, выход коррелятора соединен с входом транспонирующего устройства, выход транспоотирующего устройства соединен о вхо IOI I интегрирующего вольтметра, координатное устройствэ механически связано с nepelvIeiilpeMIIM приемником звукового давления, а выход источника постоянного напряжения координатного устройства соединен с управляющим входом ",ранспонируюшего устройства и с

45 входом делителя напряжения, выход делителя напряжения соединен с управляющим входом регулируемой линии задержки.

На чертеже показана функциональная схема устройства для осуществления cnosp с оба.

Согласно этой схеме à — исследуемый источник звука; eL — коэффициент преобразова ния напряжения, управляющего компенсирующей линией задержки, равх ) р 7 ный (> — чувствительность упра в

С Ьс ,пякллего вхсца »«IIIII задержки, E. — макси мальное напряжение на управляк>щем

21 4

BxoIIP- линии задержки,. При определении л. ° интенсивности звука отдельного источника предлагаемым спссобом согласно функциональной схеме микрофонные сигналы, пропорциональные звуковым давлениям, подвергактся узкополосной частотной фильтрации. При этом отфильтрованный сигнал с неподвижного микрофона

=п„Асо Ю (А — амплитуда звуковой волны, Lu - угловая частота), сдвинутый на время С, подается на первый вход коррелятора. Отфильтрованный сигнал с подвиж(% ного мнкрофонн ЕО COS W{t+ COSS) к ({ А — амплитуда звуковой волны, применяемой подвижным микрофоном: 8 — угол между направлением прихода звуковой волны и линией измерений) через регулятор усиления с коэффициентом усиления n = 4/4

Ъ подается на второй вход коррелятора (п1,11, — постоянные величины, зависящие от чувствительности микрофонов и коэффициентов передачи каналов). На выходе коррелятора получаем функцию взаимной корреляции

8 (Х) =п„п соь (Ку ({-coo g)), ! где К вЂ” волновое число.

Суммирование В(х) для х=О - l? (0 — ьЖксккальное расстояние между микрофонами) дает искомую величину интенсивности звука исследуемого источи ика Р .4 = j н ) о и

О или, поскольку 3 = U Т (V — скорость перемещения микрофона; Т вЂ” время перемещения)

g -" )ы, )dc

Характеристика направленнности с:истемы при этом определяется выражением

Я1 (ш Т (4-coG 8)) и

С(, 0.)Т (ч-008 e)

По сравнению с известным при измерениях предлагаемым способом боковые диаграммы направленности имеют меньшую амплитуду, величину которой можно регулировать расстоянием P перемещения подвижного микрофона.

Устройство для реализации предлагаемого способа содержит микрофоны 1 и 2 давления, сепективные усилители 3 и 4, координатное устройство 5, делитель 6 напряжения, компенсирующую линию 7 задержки, регулятор 8 усиления. коррепя940321

5 тор 9, транспонируюшее запоминающее устройство 10 с циклическим воспроизведением, интегрируюший вольтметр 11 постбянного напряжения. Неподвижный микрофон 1 через селективный усилитель 4, s компенсирующую линию 7 задержки соединен с первым входом коррелятора 9, подвижный микрофон 2 через селекти вный усилитель 3, регулятор 8 усиления соединен со вторым входом коррелятора 9, 0 координатное устройство 5 механически связано с перемещаемым: микрофоном 2 и электрически связано через делитель 6 напряжения с управляюшим входом линии 8 задержки, а также непосредственно свя- 15 зано электрически с транспонируюшим за- поминающим устройством 10, а интегрируюший вольтметр 11 постоянного напряжения через запоминаюшее транспонируюшее устройство 10 соединен с выходом коррелятора 9.

Работа устройств= полностью описывается операциями способа.

Таким образом, положительный эффект предлагаемого способа заключается в получении нового измерительного процесса при определении интенсивности звука источника при наличии отраженного поля.

Предлагаемый способ и устройство позволяет измерять интенсивность звука на дискретных частотах, а также уменьшить амплитуду боковых лепестков, что повышает точность определения интенсивности звука источника и расширяет функциональные возможности измерений. ss

Формула изобретения

1. Способ определения интенсивности 4о звука отдельного источника, основанный на измерении функции взаимной корреляции сигналов с двух приемников звукового давления, расположенных на прямой, направленной на исследуемый источник, 45 с компенсацией времени пробега звуковой волной расстояния между приемниками, о т л и ч а ю ш и и с я тем,что,с целью повышения точности, измерения ггроаодятся при непрерывном перемещении SO одного из приемников звукового давления с постоянной скоростью вдоль направления на источник и компенсации изменения амплитуды звуковой волны с расстоянием, а величину интенсивности звука источника определяют как среднее значение функции взаимной корреляции за время перемещения приемника.

2. Устройство для определения интенсивности звука отдельного источника, содержащее два приемника звукового давления, селективные усилители, линию задержки, коррелятор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены координатное устройство с источником постоянного напряжения, делитель напряжения, регулятор усиления. запоминающее транопортируюшее устройство, интегрируюший вольтметр, при этом выход неподвижного приемника звукового давления соединен с входом первого селективного усилителя, выход усилителя соединен с входом линии задержки, выход линии задержки соединен с первым входом коррелятора, выход перемешаемого приемника звукового давления соединен с входом второго селективного усилителя, выход второго усилителя соединен с входом регулятора усиления, выход которого соединен с вторым входом коррелятора, выход коррелятора соединен с входом транспонирующего устройства, выход которого соединен с входом интегрирующего вольтметра, координатное устройство механически связано с перемешаемым приемником звукового давления, а выход источника постоянного напряжения координатного устройства соединен с управляющим входом транспонируюшего устройства и с входом делителя напряжения, выход делителя напряжения соединен с управляюшим входом регулируемой линии задержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сапожников А. А. Электроакустика, М., "Связь", 1978, с. 90-92.

9.8ойе тс л Р.т., МаЬРе S.Ñ. 441р Ес Иona Д d t г4 f ог aconstiC Stuof cl

74-540, 1974, р 1-8.

Ь. 8 аае P. К. >nsarîrånûíon

%rends Еог noise educ41on магас

aB seen Ьз a mech n caQ enqineer. "у. Ao6io E.nglneepinq Вое,".

1966, 14е > 4е 302-306:

Составитель Ю. Данилов

Редактор М. Якович Техред С.Мигунова Корректор " 0гар

Заказ 4689/79 Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4