DE2507272A1

DE2507272A1 - Verfahren zur elektronischen simulation von schiffsgeraeuschen

Info

Publication number: DE2507272A1
Application number: DE19752507272
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl Phys Dr Rer Thiele
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1975-02-20
Filing date: 1975-02-20
Publication date: 1976-09-02
Also published as: FR2301890A1; NL7601372A; FR2301890B3

Description

FRIED. KRUPP GESELLSCHA?? KIT B£SCH2ÄNKT£It HAFTUNG

in Essen

VERFAHREN ZUR ELEKTRONISCHEN . SIMULATION VON SCHIFFSGERäUSCHEN

Die Erfindung' betrifft ein Verfahren zur elektronischen Simulation von Schiffsgeräuschen, die durch rhythmische Wiederholungen wie Schraubenschlag, Zündfolgefrequenz und ähnliches hervorgerufen werden.

Bei der Entwicklung und Erprobung von Unterwasserschallgeräten ist es notwendig, den Einfluß von Geräuschen vorbeifahrender Schiffe auf die Geräte zu prüfen. -Solche Geräusche sind aber zum Beispiel bei Versuchen in Tanks nicht verfügbar. Aber auch bei Versuchen in größeren Gewässern stehen sie nicht in der gewünschten Stärke und Art und zur gewünschten Zeit zur Verfugung. Die Schiffsgeräusche müssen daher simuliert werden.

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Es ist bekannt, Schiffsgeräusche durch einen Rauschgenerator zu simulieren, der ein homogenes Rauschen erzeugt, dessen Leistung bei höheren Frequenzen abfällt. Beispielsweise kann ein verstärktes und gefiltertes Widerstandsrauschen hierzu dienen.

Das so erzeugte Geräusch enthält jedoch .ke.ine rhythmischen Periodizitäten, wie sie beim echten Schiffsgeräusch zum Beispiel durch Schraubenschlag oder die Zündfolgefrequenz hervorgerufen werden. Der hörphysiologische Eindruck ist somit unbefriedigend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektronischen Simulator für Schiffsgeräusche zu schaffen, welche die Eigen- · schäften der natürlichen Schiffsgeräusche möglichst vollständig besitzen. - ' "^

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem in einem linear rückgekoppelten Schieberegister unter Einwirkung eines Taktgenerators erzeugten Binärsignal die Sequenz etwa gleich der längsten Periode des zu simulierenden Schiffsgeräusches ge^. macht wird. __ _

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Durchläuft ein stochastisches Binärsignal mit der Elementdauer t beziehungsweise der Taktfrequenz r— einen Tief- oder Bandpaß genügend niedriger oberer Grenzfrequenz, zum Beispiel f = · ■ _i so entsteht ein näherungsweise Gaußsches Bauschen mit kontinuierlichem Spektrum. Durch die Ausbildung der Filterflanken wird es einem Schiffsgeräuschspektrum ähnlich gemacht. Wenn das.Binärsignal nach N' Elementen periodisch wiederkehrt, so wird aus dem.kontinuierlichen Spektrum ein Linienspektrum mit den niedrigsten Frequenzen »j—x— - Die Frequenzdauer N t wird nach der längsten Periode des zu simulierenden Geräusches gemacht, zum Beispiel N t_ = 2 Sekunden.

El

Reicht das Geräuschspektrum bis zu einigen kHz, so ergeben sich sehr große Elementzahlen. Ist H L = 2 s und f =5 kHz,

ü- g

so ergibt sich

N = ^~-= MOs f = 2 . 10⁵ .

/ Diese hohe Anzahl von Elementen ist aufwendig. Erfindungsgemäß wird eine Sequenzerzeugung verwendet, die erheblich weniger Registerstufen benötigt als N.

Es ist aus H. Liebelt "Binärfolgen linear rückgekoppelter Schieberegister" DVL-Bericht Nr.307 (1963) bekannt, daß man bei einem K-stufigen Register eines rückgekoppelten Schieberegisters eine maximale Periodenlänge erhält. Dabei ergibt sich K aus N = 2 - 1, im obigen Beispiel also 18 Stufen.

Es ist also ein weiteres Kennzeichen der Erfindung, daß

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im Schieberegister Folgen maximaler Länge benutzt werden.

Der Geräuschcharakter kann bei dem erfindungsgemäßen Geräuschsimulator gesteuert werden durch Änderung 'des Steuertaktes, weiterhin kann er durch die Länge des Registers gesteuert werden. Nach der Erfindung kann der Geräuschcharakter weiterhin durch Änderung der Kennlinie des Ausgangsfilters geregelt v/erden.

Nach einem weiteren Erfindungsgedanken wird an dem erzeugten Signal eine Amplitudenmodulation vorgenommen. Ein v/eiterer Gedanke besteht darin, daß die Amplitudenmodulation im Folgerhythmus vorgenommen wird. Auch das sogenannte . Schraubensingen kann auf diese Weise simuliert werden.

Die mit diesem Verfahren erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es die Herstellung simulierter Schiffsgeräusche ermöglicht, die an jedem Ort und zu jeder Zeit einzusetzen sind. Dabei sind diese Geräusche denen der verschiedensten Schiffe anzupassen, so daß eine gute Anpassung an die praktisch vorkommenden Verhältnisse möglich ist. Das erfindungsgemäße Verfahren macht damit von schwierigen Versuchsbedingungen unabhängig, stellt aber trotzdem sicher, daß die Verhältnisse solcher Versuchsbedingungen einv/andfrei nachgebildet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen

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dargestellt.

Fig. 1 Geräuschsimulator nach der Erfindung. Fig. 2 Erweiterung mit Amplitudenmodulation.

In Fig. 1 zeigt 1 den binären Pseudorauschgenerator. Er be-

rator
steht aus dem Taktgene-/2,der das Schieberegister 3 steuert. Das Schieberegister 3 hat die Elemente 1 bis K. Es ist über das Exklusiv-Oder-Glied k rückgekoppelt. Am Ausgang 5 des Pseudorauschgenerators entsteht das gewünschte Rauschen, das durch das Filter 6, einen Tiefpaß oder Bandpaß, gefiltert wird und als das gewünschte Simultan-Schiffsgeräusch im Ausgang 7 erscheint.

Der Geräuschcharakter kann durch Änderungen des Taktes bei 2, der Registerlänge bei 3, der Lage des Abgriffs oder der Abgriffe beim Pseudorauschgenerator 1 und die Art des Filters 6 beeinflußt werden. Werden hohe Anforderungen an die zeitliche Stabilität des Filters 6 gestellt, so kann hier ein Digitalfilter eingesetzt werden.

Fig. 2 zeigt eine Erweiterung. Es wird hier eine zusätzliche Amplitudenmodulation (vorzugsweise Sequenzrhythmus) vorgenommen.. Gezeichnet ist als einfaches Beispiel die Modulation mit

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Sinushalbwellen als Modulationsamplitude 11. 8 ist der Pseudorauschgenerator mit Filter. 9 ist der Sequenztrigger. Der Funktionsgenerator 10 erzeugt die Modulätionsamplitude 11, die dem Grundsignal in der Multiplizierstufe 12 aufgeprägt wird, lk zeigt das Signal, das hier beim Abgriff 13 anfällt.

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Claims

• PATENTANSPRÜCHE '-

1. Verfahren zur elektronischen Simulation von Schiffsgeräuschen, die rhythmische Wiederholungen enthalten, welche durch Schraubenschlag, Zü'ndfolgefrequenz und ähnliches hervorgerufen werden, dadurch gekennzeichnet, .daß bei einem, in einem linear rückgekoppelten Schieberegister (3) unter Einwirkung eines Taktgenerators (2) erzeugten Binärsignal die Sequenz etxtfa gleich der.längsten Periode des zu simulierenden Schiffsgeräusches gemacht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Schieberegister Folgen maximaler Periodenlänge benutzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,·daß zur Steuerung des Geräuschcharakters der Takt veränderbar ist.

k. Verfahren nach Anspruch 1₁ dadurch gekennzeichnet, daß ssur Regelung des Geräuschcharakters die Registerlänge veränderbar ist. ____ -—

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung des Geräuschcharakters die Charakteristik des Filters 6 regelbar ist. ' . ·

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6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Amplitudenmodulation vorgenommen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitudenmodulation in Sequenzrhythmus vorgenommen wird.

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