Дослідження апаратних та програмних методів вимірювання звукових характеристик приміщень.

Розробив студент гр. 2КІ-09б Куцак В.В.Керівник проекту к.т.н., доц. Крупельницький Л.В.

НТЦ «Аналогово-цифрові системи» ВНТУ 2013

Актуальність В наш час вимірювання звукових характеристик

приміщень є важливою ланкою при побудові і експлуатації приміщень, для яких важливі звукові характеристики, наприклад, - студії звукозапису чи концертні зали. Йому приділяється велика увага, адже при побудові наприклад студій звукозапису чи концертних залів а також і інших приміщень, важливим є правильне розподілення звуку, і те як слухач зможе сприймати звуки. Відомі студії звукозапису приділяють велику увагу саме цим процесам, щоб не втрачати репутацію, і покращувати свою роботу.

Мета роботиознайомлення з теоретичними основами

вимірювань;аналіз вимог до основних характеристик

апаратних та програмних методів;аналіз методів оцінювання параметрів;вибір апаратного та програмного

забезпечення.вимірювання акустичних параметрів

приміщень за допомогою аналізатора параметрів АПЗТ – А3.

Огляд властивостей звукових коливань Джерелом будь-яких коливань - звукових,

електромагнітних , - є хвиля. Пружні хвилі, які розповсюджуються в суцільних

середовищах, називають звуковими. Людина сприймає звукові хвилі з частотами від

16 до 20 000 Гц. До основних характеристик звукових хвиль

входять: швидкість звуку; розповсюдження звукових хвиль; інтенсивність звуку.

Вимірювання часу реверберації в приміщенні.

Залежність інтенсивності звукового сигналу від часу (визначення часу реверберації приміщення)

Основні методи оцінювання звукових характеристик приміщень

Існують три основні методи оцінювання і вимірювання звукових параметрів приміщень:

ревербераційний;стаціонарний;імпульсний.

Ревербераційний метод вимірює залишкове «післязвуччя» у закритих приміщеннях, яке утворюється внаслідок багатократного відбиття від поверхонь та одночасного поглинання звукових хвиль. Сама реверберація характеризується проміжком часу (у секундах), протягом якого сила звуку зменшується на 60 дБ.

Стаціонарний метод дозволяє зробити дослідження звукових процесів і знайти просторові акустичні характеристики приміщення, визначити частотну характеристику звукопередачі, форму приміщення, розташування відбиваючих і звукопоглинальних матеріалів, місцезнаходження джерела звуку і його характеристику спрямованості.

Імпульсний метод охоплює усі чинники, що впливають на акустичні умови. Цей метод аналізує осцилограму затухаючого звукового імпульсу, і визначає послідовність приходу в точку спостереження окремих віддзеркалень, що йдуть від різних поверхонь приміщення.

Визначення часу реверберації Процес загасання звукової енергії в

приміщенні після припинення у момент дії звукового імпульсу відбувається по експоненціальній і триває впродовж часу , яка називається часом реверберації або відгомону. Визначається як час, протягом якого інтенсивність спадає до рівня 0,001 від початкової.

Також оцінюють акустичне відношення реверберації – відношення інтенсивності відбитої і прямої звукової хвилі.

Вимірювання звукових і акустичних параметрів приміщень за допомогою аналізатора параметрів АПЗТ – А3.

Зовнішній та внутрішній вигляд АПЗТ – А3

Основна схема вимірювань за допомогою АПЗТ-А3

• Універсальність даного приладу дозволяє при вимірюванні параметрів звукових трактів замінити одним АПЗТ- А3 більше 15 «класичних» вимірювальних приладів. • 24-розрядні АЦП і ЦАП, вбудовані в АПЗТ-А3, підтримуються операційними системами MS Windows XP/7 як стандартні аудіо-пристрої USB. Це дозволяє використовувати АПЗТ-А3 як високоякісну зовнішню звукову карту. •Професійно виконане узгодження з іншими студійними звуковими пристроями та нормовані рівні сигналів на симетричних аналогових входах і виходах .

Схема апаратної частини АПЗТ – А3

Структурна схема АПЗТ-А3, складається з каналу для генерування сигналу і двох вимірювальних каналів (А, В).

Для вимірювання акустичних параметрів приміщень до виходу ЦАП необхідно підключити підсилювач з гучномовцем. А до входу АЦП – мікрофон з підсилювачем.

Основним методом аналізу сигналів у АПЗТ-А3 є аналіз спектрів, одержуваних швидким перетворенням Фур'є (ШПФ) з попереднім зважуванням віконних функцій.

При вимірюванні часу реверберації необхідно досліджувати рівень сигналу залежно від часу.

Аналіз можливостей програмного забезпечення АПЗТ-А3 ADDATEST Програмне забезпечення АПЗТ-А3 ADDATEST орієнтоване на

середовище MS Windows XP/7 і містить вікно управління входом і виходом, вікно управління режимами генератора і вимірювача з табличним представленням результатів і вікно графічної візуалізації форми сигналу, спектру, АЧХ.

В програмі ADDATEST АПЗТ-А3 доступні наступні режими вимірів:форма сигналумоногармонічний комплексдвогармонійний комплексрівні шумівамплітудно-частотна характеристикаАЧХ на імпульсоподібному сигналі (ІПС)груповий час запізнювання на ІПС Для вимірювання акустичних параметрів

приміщень необхідно розробити нові алгоритми у відповідності до матеріалів даної роботи.

Формування та генерація тестових сигналів для вимірювання часу реверберації на різних частотах

ВисновкиЗроблено аналіз акустичних параметрів

звукових хвиль і параметрів їх розповсюдження в приміщеннях.

Проаналізовані методи вимірювання звукових параметрів приміщень

Розглянуто можливість створення власного алгоритму і програми для вимірювання за допомого аналізатора звукових трактів АПЗТ – А3

Сформульовані вимоги до інтерфейсу користувача

Дякую за увагу