Способ измерения интенсивности звука локального источника на дискретной частоте Советский патент 1983 года по МПК G10L1/02 

(5) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ 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 акустических помех. . Известен способ измерения интенсивности звука локального источника, основанный на использовании направле ных микрофонных систем, таких, например, как трубчатые микрофоны и многоэлементные акустические решетки 1. 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 по технической сущности является спо соб измерения диаграммы направленности акустических источников на дискретной частоте, заключающийся в 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 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.

39

Поставпенная цель достигается тем что в известном способе производят одновременное определение функции пространственной корреляции звуковых давлений, одно из которых предварительно 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 синусоидальной и косинусоидальной составляющим.

При этом интенсивность помехи, приходящей с противоположного измеря емому источнику направления, определяют как разность частотных разложений корреляционных функций по сину 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 4, коррелятор 5, определяющий функцию пространственной корреляции, коррелятор 6, определяющий функции пространственной корреляции, с предварительным сдвигом одного из сигналов по фазе на 90, блок 7; осуществляющий частотное разложение по косинусоидальным составляющим, блок 8 осуществлякйций 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, поступащих 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 соответств«нио суммы и разности результатов

14

вычислений преобразований Фурье для определения интенсивности звука исследуемого источника ( выход Ч и интенсивности приходяр ей с противоположного .направления, помехи (выход ю;.

Для обеспечения допустимой погрешности измерений интенсивности звука L скорость перемещения подвиного микрофона V и время интегрирования в корреляторах 5 и 6 Т для заданной частоты f и скорости звука С должны выбираться из условия

.

I

H -fmTLvlciff

При этом выбор параметров Фурье-, анализа в блоках 7 и 8 производится исходя из стандартных требований, обеспечивающих заданную погрешность А1допяля частоты F - f и длительности реализации Т Д-

Ло сравнению с известным способом измерения интенсивности звука локаяьного источника на дискретной частоте предлагаемый способ обеспечивает повышение точности измерений благодаря исключению погрешности, обусловленной помехами, приходящими с противоположного исследуемому источнику направления. Подавление этой помехи зависит от длины используемого координатного устройства и при 1 5 м и достигает 20 дБ. Кроме того, предлагаемый способ позволяет обеспечить более высокую угловую разрешающую способность и возможность измерения интенсивности источника и отраженных волн без перемещения антенны. Увеличение угловой разрешающей способности также определяется параметрем kl и для соответ ствует разрешению 17° по уровню 10 д против 50 для направленного микрофона длиной 0,5 м ( максимально возможная реальная длина трубчатого микрофона).По сравнению 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 интенг.ивчости звука локального истомиик на днекретной частоте, заключающийся в приеме сигналов звукового давления неподвижным и подвижным микрофонами, последующей узкополосной их фильтрации и определении функции пространственной корреляции этнх сигналов с последующим разложением по косинусоидальным составляющим, синхронным с перемещением подвижного микрофона, отличающийся f тем, что, с целью увеличения точности измерений, производят одновременно определение функции пространственной корреляции звуковых давлений, одно из которых предварительно сдвигается на 90 с последующим разложением по синусоидальным составляющим, синхронным с перемещением подвижного микрофона, а измеряемую интенсивность определяют как cyi-wy частотных разложений корреляционной фумкции по синусоидальной и косинусоидальной составляющим.

|ных разложений корреляционных функций по синусоидальным и косинусо;идальным составляющим.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

по заявке ff 2867716/18-10, кл. G 10 1/02, 10.01.80.