Способ измерения интенсивности звука локального источника на дискретной частоте

 

(72) Авторы изобретения

Н. H. Писаревский и А. Н. Блинов

1 ., 1 (73) Заявитель (5") СПОСОБ ИЗИЕРЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ЗВУКА ЛОКАЛЬНОГО

ИСТОЧНИКА НА ДИСКРЕТНОЙ ЧАСТОТЕ

Изобретение относится к технике акустических измерений .и может быть использовано при определении акустических характеристик различных излучателей при наличии мешающих акусти" ческих помех.

Известен способ измерения интенсивности звука локального источника, основанный на использовании направленных микрофонных систем, таких, например, как трубчатые микрофоны и многоэлементные акустические решетки 11).

Однако трубчатые микрофоны не всегда обеспечивают требуемую остроту диаграммы направленности, а акустические решетки требуют для реализации большого количества аппаратуры и очень громоздки.

Наиболее близким к предлагаемому 20 по технической сущности является способ измерения диаграммы направлен ности акустических источников на дискретной частоте, заключающийся в

2 приеме сигналов звукового давЛения неподвижным и подвижным микрофонами, последующей узкополосной их фильтрации и определении функции пространственной корреляции этих сигналов с последующим разложением по косинусоидальным составляквцим, синхронным с перемещением подвижного микрофона 2), Однако известный способ обладает существенным недостатком, снижающим точность измерений система в одинаковой степени чувствительна к прямому звуку, так и к приходящему с противоположного направления, и разделить прямой и обратный сигналы невозможно, Цель изобретения — повышение точности измерения интенсивности звука локального источника на дискретных частотах и обеспечение возможности измерения интенсивности поме-, хи, приходящей с противоположного исследуемому источнику направления.

10

3 98

Поставпенная цель достигается тем, что в известном способе производят одновременное определение функции пространственной корреляции звуковых давлений, одно из которых пред" варительно сдвигается на 90 с последующим разложением по синусоидальным составляющим, синхронным с перемещением подвижного микрофона, а измеряемую интенсивность определяют как сумму частотных разложений корреляционной функции по синусоидаль-, ной и косинусоидальной составляющим.

При этом интенсивность помехи, приходящей с противоположного измеряемому источнику направления, определяют как разность частотных разложений корреляционных функций по сину..Ю. —. соидальным и косинусоидальным составляющим.

На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит исследуемый источник 1 звука, неподвижный микрофон 2, перемещаемый микрофон 3, уз- кополосные частотные фильтры Й, коррелятор 5, определяющий функцию пространственной корреляции, коррелятор б, определяющий функции пространственной корреляции, с предварительным сдвигом одного иэ сигна. лов по фазе на 90, блок 7 осуществляющий частотное разложение по косинусоидальным составляющйм, блок 8 осуществляющий частотное разложение по синусоидальным составляющим, суммирующее устройство 9 и вычитающее устройство 10.

При определении интенсивности исследуемого источника предлагаемым способом, микрофонные сигналы, предварительно подвергнутые узкополосной частотной фильтрации, подаются на корреляторы 5 и 6 для определения действительной и мнимой частей узкополосной функции пространственной корреляции, затем блоками 7 и 8 производится одновременное разложение их по косинусоидальным и синусоидальным составляющим, поступающих на их входы соответственно действительной и мнимой частей функции пространственной корреляции, после чего устройствами 9 и 10, входы которых соединены с выходами блоков 7 и 8, производится определение соответственно суммы и разности результатов

7671 4 вычислений преобразований фурье для определения интенсивности звука исследуемого источника (выход 9 ) и интенсивности приходя ей с противоположного направления помехи (выход 1О) .

Для обеспечения допустимой погрешности измерений интенсивности звука L скорость перемещения подвижного микрофона V и время интегрирования в корреляторах 5 и 6 Т для заданной частоты f и скорости звука

С должны выбираться из условия hLдопa20Kg(«+MR» тЬ tell#

При этом выбор параметров Фурье-, анализа в блоках 7 и 8 производится исходя из стандартных требований, 0 обеспечивающих заданную погрешность А1допдля частоты F = — Г

Ч и длительности реализации Т = с

Ч .По сравнению с известным способом измерения интенсивности звука локль ного источника на дискретной частоте предлагаемый способ обеспечивает по., вышение точности измерений благодаря исключению погрешности, обусловленной помехами, приходящими с противо0 положного исследуемому источнику направления. Подавление этой помехи зависит от длины используемого координатного устройства и при l= 5 м и k1=10 достигает 20 дБ. Кроме того, предлагаемый способ позволяет обес35 печить более высокую угловую разрешающую способность и возможность измерения интенсивности источника и отраженных волн без перемещения ан40 тенны. Увеличение угловой разрешающей способности также. определяется параметрам kl и для kl=10 соответ" ствует разрешению 17ю по уровню 10 дБ против 50 для направленного микрофона длиной 0,5 м (максимально возмож45 ная реальная длина трубчатого микро- . фона ) . По сра внению со способами, основанными на использовании многомикрофонных антенных решеток, предлагаемый способ реализуется при использовании минимального количества микрофонов, равного двум, и обычной измерительной аппаратуры, не требуя разработки специальных многоканальных процессоров, необходимых в случае использования антенной решетки. формула изобретения

1. Способ измерения интенсивнос ти звука локального истг чник.1 IIa дис9876

Составитель 6, Данилов

Редактор М.Рачкулинец Техред М.Костик Корректор E. Рошко

Заказ 10312/39 Тираж 380 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130)g, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 кретной частоте, заключающийся в приеме сигналов звукового давления неподвижным и подвижным микрофонами, последующей узкополосной их фильтрации и определении функции пространственной корреляции этих сигналов с последующим разложением по косинусоидальным составляющим, синхронным с перемещением подвижного микрофона, отличающийся, тем, что, 1Ф с целью увеличения точности измерений, производят одновременно определение функции пространственной корреляции звуковых давлений, одно иэ которых предварительно сдвигается на 15

90 с последующим разложением по синусоидальным составляющим, синхронным с перемещением подвижного микрофона, а измеряемую интенсивность определяют как сумму частотных раэло- 2в жений корреляционной функции по си"

71 6 нусоидальной и косинусоидальной составляющим.

2. Способ по n l, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения возможности одновременного измерения интенсивности помехи, приходящей с противоположного измеряемому источнику направления, интенсивность ! помехи определяют как разность частот-,, ных разложений корреляционных функций по синусоидальным и косинусо, идальным составляющим, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Sodermon P.Т. and Noble S.С.

Q directional array for acoustic

studies of mind tunnel models.-Ч.Aircràft," 1975, v. l2. И 3.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке й. 2867716/18-10, кл. G 10 l/02, 10.01.80.