شبیه سازی عددی اثر حفاظ فیزیکی بلیمپ روی اختلاف فاز سنسورهای آکوستیکی
پذیرفته شده برای ارائه شفاهی ، صفحه 1-8 (8)
کد مقاله : 1118-ISAV2022 (R1)
نویسندگان
1شرکت آواسنجش ارس
2شرکت آوا سنجش ارس
چکیده
در مدلهای متداول وجود کپسولهای گیرنده کمک میکند که تاخیر فازی (بصورت آنالوگ و در فرکانس مشخص) در امواج وارده از جانب میکروفون ایجاد شود تا امواج وارد شده از دیوارههای کناری ناهمفاز باشند و همدیگر را خنثی نمایند و تاثیر اصوات جانبی کاهش دادهشود. اما هدف این مقاله این است که فرکانسهایی که در آن عملیات انجام میشود بوسیله اپراتور و در محدوده مطلوب وارد شوند. این کار با ایجاد کپسولهای گیرنده قابل انجام نیست. میکروفونهایی بجای کپسولهای گیرنده قرار داده میشود تا بصورت دیجیتالی عملیات اجرا شود و از طریق اپراتور فرکانسهای مطلوب مشخص شود.
در این مقاله فرکانس و پاسخهای جهتی میکروفونهای داخل حفاظ توسط پدیدههای موج ایستاده و تداخل مورد بررسی قرار میگیرد. با ساطع کردن موج از منبع موج که در مختصاتهای مختلف قرار داده شدهاست، اختلاف فاز بین میکروفونها را مشاهده نموده و نتایج آن با رابطه مرجع مقایسه میشود. همچنین پارامترهای موثر در ایجاد اختلاف فاز غیرخطی را مورد بررسی قرار داده، سپس فرکانسی که در آن اختلاف فاز غیرخطی میشود، بدست میآید. علاوه بر اختلاف فاز، تحلیل و تجزیه اختلاف دامنه نیز مورد بررسی قرار گرفتهاست. شبیهسازی انجامشده در این مقاله در نمونه سهبعدی به همراه بلیمپ صورت گرفتهاست. با توجه به نتایج دریافتی مشاهده میشود که اختلاف دامنه بدلیل افزایش طول موج در نتیجه افزایش فرکانس فقط در فرکانسهای کمتر قابل اعتماد میباشد. همینطور اختلاففاز بدلیل تغییر سریع جبهه موج در فازهای مخالف و در فرکانسهای بالا، دارای خطای زیادی میباشد که این امر با کوتاهتر کردن فاصله دومیکروفون قابل بهبود است.
در این مقاله فرکانس و پاسخهای جهتی میکروفونهای داخل حفاظ توسط پدیدههای موج ایستاده و تداخل مورد بررسی قرار میگیرد. با ساطع کردن موج از منبع موج که در مختصاتهای مختلف قرار داده شدهاست، اختلاف فاز بین میکروفونها را مشاهده نموده و نتایج آن با رابطه مرجع مقایسه میشود. همچنین پارامترهای موثر در ایجاد اختلاف فاز غیرخطی را مورد بررسی قرار داده، سپس فرکانسی که در آن اختلاف فاز غیرخطی میشود، بدست میآید. علاوه بر اختلاف فاز، تحلیل و تجزیه اختلاف دامنه نیز مورد بررسی قرار گرفتهاست. شبیهسازی انجامشده در این مقاله در نمونه سهبعدی به همراه بلیمپ صورت گرفتهاست. با توجه به نتایج دریافتی مشاهده میشود که اختلاف دامنه بدلیل افزایش طول موج در نتیجه افزایش فرکانس فقط در فرکانسهای کمتر قابل اعتماد میباشد. همینطور اختلاففاز بدلیل تغییر سریع جبهه موج در فازهای مخالف و در فرکانسهای بالا، دارای خطای زیادی میباشد که این امر با کوتاهتر کردن فاصله دومیکروفون قابل بهبود است.
کلیدواژه ها
موضوعات
Title
A numerical simulation of the acoustic shield (blimp) effects on the phase difference of acoustic sensors
Authors
Leila Mahmoodi, Sajjad Fakheri
Abstract
In common models, the presence of receiver capsules helps to create a phase delay (analog and at a certain frequency) in the incoming waves from the microphone, so that the incoming waves from the side walls are out of phase and cancel each other out, and the impact of side sounds is reduced. But the purpose of this article is that the frequencies in which the operation is performed are entered by the operator and within the desired range. This cannot be done by creating receptor capsules. Microphones are placed instead of the receiver capsules to perform the operation digitally and the desired frequencies are specified through the operator.
In this article, the frequency and directional responses of the microphones inside the shield are investigated by standing wave and interference phenomena. By emitting the wave from the wave source placed in different coordinates, the phase difference between the microphones is observed and its results are compared with the reference relationship. Also, the effective parameters in creating the nonlinear phase difference are examined, then the frequency at which the phase difference becomes nonlinear is obtained. In addition to the phase difference, the analysis of the amplitude difference has also been investigated. The simulation performed in this article was done in a 3D model with a blimp. According to the received results, it can be seen that the amplitude difference is reliable only at lower frequencies due to the increase in wavelength due to the increase in frequency. Also, the phase difference has a large error due to the rapid change of the wave front in opposite phases and at high frequencies, which can be improved by shortening the distance between the two microphones.
In this article, the frequency and directional responses of the microphones inside the shield are investigated by standing wave and interference phenomena. By emitting the wave from the wave source placed in different coordinates, the phase difference between the microphones is observed and its results are compared with the reference relationship. Also, the effective parameters in creating the nonlinear phase difference are examined, then the frequency at which the phase difference becomes nonlinear is obtained. In addition to the phase difference, the analysis of the amplitude difference has also been investigated. The simulation performed in this article was done in a 3D model with a blimp. According to the received results, it can be seen that the amplitude difference is reliable only at lower frequencies due to the increase in wavelength due to the increase in frequency. Also, the phase difference has a large error due to the rapid change of the wave front in opposite phases and at high frequencies, which can be improved by shortening the distance between the two microphones.
Keywords
Shotgun microphone, blimp, phase difference, sound pressure, sound pressure domain
مراجع
<p dir="ltr">1. https://rode.com/en/headphones/over-ear/nth-100S</p>
<p dir="ltr">2. T. N. Carnes, D. D. Reynolds, and E. L. Hixson, “Analytical modeling of wave interference directional microphones,” J. Eng. Ind. 103, 361–371 (1981).</p>
<p dir="ltr">3. W. P. Mason and R. N. Marshall, “A tubular directional microphone,” J.Acoust. Soc. Am. 10, 206–215 (1939).</p>
<p dir="ltr">4. J. Eargle, The Microphone Book (Focal Press, Waltham, MA, 2005), pp.108–114.</p>
<p dir="ltr">5. H. F. Olson, “Line microphones,” Proc. IRE 27, 438–446 (1939).</p>
<p dir="ltr">6. H. F. Olson, “Directional microphones,” J. Audio Eng. Soc. 15, 420–430 (1967).</p>
<p dir="ltr">7. H. F. Olson, “The quest for directional microphones at RCA,” J. Audio Eng. Soc. 28, 776– 786 (1980).</p>
<p dir="ltr">8. G. Ballou, J. Ciaudelli, and V. Schmitt, Electroacoustic Devices: Microphones and Loudspeakers (Focal Press, Waltham, MA, 2009), pp. 82–89.</p>
<p dir="ltr">9. G. R. Dix, “Development and comparison of highly directional loudspeakers,” M.S. thesis, Brigham Young University, Provo, UT, 2006.</p>
<p dir="ltr">10. Acoustics: An Introduction to Its Physical Principles and Applications; Allan D Pierce; Boston Universit</p>