RU2558642C2 - Method of generating electroacoustic radiator control signal - Google Patents
Method of generating electroacoustic radiator control signal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2558642C2 RU2558642C2 RU2013156415/28A RU2013156415A RU2558642C2 RU 2558642 C2 RU2558642 C2 RU 2558642C2 RU 2013156415/28 A RU2013156415/28 A RU 2013156415/28A RU 2013156415 A RU2013156415 A RU 2013156415A RU 2558642 C2 RU2558642 C2 RU 2558642C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acoustic
- signal
- emitter
- signals
- electro
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники, а именно к способам уменьшения искажения формы акустического сигнала громкоговорителя, относительно формы сигнала, который требуется воспроизвести.The invention relates to the field of radio engineering, and in particular to methods for reducing distortion in the shape of the acoustic signal of a loudspeaker, relative to the shape of the signal to be reproduced.
Известна система и способ для компенсации безинерционного нелинейного искажения в аудиопреобразователе (Патент RU 2440692 С2, МПК H04R 3/00, H04R 29/00, опубликовано: 20.01.2012)A known system and method for compensating inertialess nonlinear distortion in an audio converter (Patent RU 2440692 C2, IPC H04R 3/00, H04R 29/00, published: 01/20/2012)
Система воспроизведения аудио оценивает амплитуду и скорость сигнала, находит масштабный коэффициент из таблицы поиска (LUT) для заданной пары амплитуда, скорость (или вычисляет масштабный коэффициент для полиномиального приближения к LUT) и применяет масштабный коэффициент к амплитуде сигнала. Масштабный коэффициент - это оценка безынерционного нелинейного искажения преобразователя в точке фазовой плоскости, заданной посредством амплитуды, скорости, которое находится посредством применения испытательного сигнала, имеющего известную амплитуду и скорость сигнала, к преобразователю, измерения амплитуды записанного сигнала и задания масштабного коэффициента равным отношению амплитуды испытательного сигнала к амплитуде записанного сигнала. Масштабирование может быть использовано для того, чтобы пред- или посткомпенсировать звуковой сигнал в зависимости от аудиопреобразователя. Предложенное решение обеспечивает компенсацию в режиме реального времени безынерционного нелинейного искажения в аудиопреобразователе и является недорогим.The audio playback system estimates the amplitude and speed of the signal, finds the scale factor from the lookup table (LUT) for a given pair of amplitude, speed (or calculates the scale factor for polynomial approximation to the LUT) and applies the scale factor to the signal amplitude. The scale factor is an estimate of the inertialess nonlinear distortion of the transducer at a point on the phase plane specified by amplitude, velocity, which is found by applying a test signal having a known amplitude and velocity of the signal to the transducer, measuring the amplitude of the recorded signal and setting the scale factor equal to the ratio of the amplitude of the test signal to the amplitude of the recorded signal. Scaling can be used to pre- or post-compensate for an audio signal depending on the audio converter. The proposed solution provides real-time compensation of inertialess nonlinear distortion in the audio transducer and is inexpensive.
Недостатком предлагаемого изобретения является то, что система не позволяет компенсировать все помехи.The disadvantage of the invention is that the system does not compensate for all interference.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип предлагаемого изобретения, является способ уменьшения искажений звукового сигнала громкоговорителя, заключающийся в подаче поступающего электрического сигнала на вход громкоговорителя и его преобразовании в акустический сигнал, отличающийся тем, что громкоговоритель эксплуатируют в режиме наладки и в рабочем режиме, причем громкоговоритель в режиме наладки тестируют на ограниченное количество искажений путем преобразования искажений звукового сигнала на выходе громкоговорителя в электрический сигнал и записывают результаты тестирований, причем в рабочем режиме к громкоговорителю подключают компьютер, в который предварительно вводят записанные результаты тестирований, изменяя эти результаты на противоположные, и суммируют их с поступающим электрическим сигналом, преобразуя в корректирующий сигнал, а затем подают полученный, в зависимости от параметров поступающего электрического сигнала, корректирующий сигнал на громкоговоритель. Описанный способ позволяет повысить качество воспроизведения звукового сигнала за счет уменьшения уровня любых искажений, возникающих в громкоговорителе при его работе. (Патент RU №2161379, МПК7 H04R 9/00, G10K 11/00 от 01.06.2000).The closest analogue adopted for the prototype of the present invention is a method of reducing distortion of the sound signal of the speaker, which consists in supplying an incoming electrical signal to the input of the speaker and converting it into an acoustic signal, characterized in that the speaker is operated in setup mode and in operating mode, the speaker being in setup mode they test for a limited amount of distortion by converting the distortion of the audio signal at the output of the speaker into an electric signal and record the test results, and in the operating mode, a computer is connected to the loudspeaker, into which the recorded test results are preliminarily entered, changing these results to the opposite, and they are summed with the incoming electrical signal, converting into a correction signal, and then the received signal, depending from the parameters of the incoming electrical signal, the correction signal to the loudspeaker. The described method allows to improve the quality of reproduction of the audio signal by reducing the level of any distortion that occurs in the speaker during its operation. (Patent RU No. 2161379, IPC 7 H04R 9/00, G10K 11/00 dated 06/01/2000).
Описанный выше аналог некоторым образом решает задачу сокращения искажений звуковоспроизводящих устройств лишь от ограниченного количества возникающих в громкоговорителе искажений. На практике невозможно записать все возникающие на громкоговорителе искажения, поэтому громкоговорители могут тестироваться на ограниченное количество характерных искажений, оказывающих наибольшее влияние на качество воспроизводимого звука. Как написано в описании, что чем больше введено в память компьютера результатов тестов, записанных в виде электрических сигналов, тем будет выше качество звучания громкоговорителя.The analogue described above in some way solves the problem of reducing distortion of sound reproducing devices only from a limited number of distortions arising in the loudspeaker. In practice, it is not possible to record all distortions that occur on the speaker, so the speakers can be tested for a limited number of characteristic distortions that have the greatest impact on the quality of the reproduced sound. As it is written in the description, that the more the test results recorded in the form of electrical signals are entered into the computer's memory, the higher the sound quality of the loudspeaker.
Задачей предлагаемого решения является устранение искажений при воспроизведении акустического сигнала электроакустическим излучателем, связанных с недостаточным учетом его физических параметров, выражающееся в существенной непохожести формы воспроизводимого акустического сигнала относительно формы того сигнала, который требуется воспроизвести.The objective of the proposed solution is to eliminate distortions in the reproduction of an acoustic signal by an electro-acoustic emitter associated with insufficient consideration of its physical parameters, which is expressed in the significant dissimilarity of the shape of the reproduced acoustic signal relative to the shape of the signal to be reproduced.
Задача решается с помощью способа формирования сигнала управления электроакустическим излучателем, включающего его эксплуатацию излучателя в тестовом режиме и рабочем режиме и подачу напряжения на излучатель.The problem is solved using the method of generating a control signal of an electro-acoustic emitter, including its operation of the emitter in test mode and operating mode and supplying voltage to the emitter.
На излучатель подают сигнал напряжения U(t), который включает традиционный сигнал Utr(t) и два дополнительных сигнала напряжения Ud(t) и Und(t):A voltage signal U (t) is supplied to the emitter, which includes the traditional signal Utr (t) and two additional voltage signals Ud (t) and Und (t):
где Utr(t) - традиционный сигнал напряжения, пропорциональный значению желаемого акустического давленияwhere Utr (t) is a traditional voltage signal proportional to the value of the desired acoustic pressure
Ud (t) - дополнительный сигнал напряжения, получаемый, согласно формулеUd (t) is an additional voltage signal obtained according to the formula
Und(t) - дополнительный сигнал напряжения, получаемый согласно формулеUnd (t) is an additional voltage signal obtained according to the formula
k - коэффициент, определяющий уровень громкости;k is a coefficient that determines the volume level;
t - текущее время;t is the current time;
p(t) - акустическое давление, которое хочется воспроизвести;p (t) is the acoustic pressure that you want to reproduce;
p(t)′, p(t)′′ - первая и вторая производная давления по времени;p (t) ′, p (t) ′ ′ is the first and second time derivative of pressure;
х - величина смещения излучательного элемента электроакустического излучателя из положения равновесия;x is the displacement of the radiating element of the electro-acoustic emitter from the equilibrium position;
х′ - скорость движения излучательного элемента электроакустического излучателя;x ′ is the velocity of the radiating element of the electro-acoustic emitter;
а0, a1 - константы в формуле, имеют значения, при которых скорость нарастания и спада сигналов акустического давления при воспроизведении электроакустическим излучателем тестовых сигналов, которые находятся в границах рабочего диапазона частот излучателя, максимально приближена к скорости нарастания и спада тестовых сигналов, а форма сигналов акустического давления имеет наименьшие искажения;a0, a1 - constants in the formula, have values at which the rise and fall rates of the acoustic pressure signals when the electroacoustic emitter reproduces test signals that are within the operating frequency range of the emitter, is as close as possible to the rise and fall rates of the test signals, and the shape of the acoustic signals pressure has the least distortion;
а2, а3 - константы в формуле, имеют значения, при которых форма сигнала акустического давления при воспроизведении электроакустическим излучателем тестовых сигналов, находящихся в границах рабочего диапазона частот излучателя, максимально приближена к форме тестовых сигналов.a2, a3 - constants in the formula, have values at which the shape of the acoustic pressure signal when the electroacoustic emitter reproduces test signals within the operating frequency range of the emitter is as close as possible to the form of test signals.
Предпочтительно дополнительные сигналы напряжения подают на вход индивидуального электроакустического излучателя.Preferably, additional voltage signals are fed to the input of an individual electro-acoustic emitter.
Предпочтительно дополнительные сигналы напряжения подают на вход серийного электроакустического излучателя.Preferably, additional voltage signals are supplied to the input of a serial electro-acoustic emitter.
Предпочтительно исходный и преобразованный сигналы проходят фильтрацию на фильтрах верхних и нижних частот для того, чтобы подаваемый на излучатель сигнал был в границах рабочего диапазона частот излучателя.Preferably, the source and converted signals are filtered on high and low pass filters so that the signal supplied to the emitter is within the operating frequency range of the emitter.
Предпочтительно величины констант а0, a1, а2, а3 выбираются такими, что воспроизведение акустического давления p(t) наиболее полно отвечает чьему-либо вкусу или желанию.Preferably, the constants a0, a1, a2, a3 are chosen such that the reproduction of the acoustic pressure p (t) most fully meets one's taste or desire.
Предпочтительно подают последовательность прямоугольных импульсов или одиночных синусов в качестве тестовых сигналов.Preferably, a sequence of rectangular pulses or single sines is supplied as test signals.
Значения величин х - смещения из положения равновесия и х′ - скорости движения излучательного элемента электроакустического излучателя определяются любым известным из уровня техники способом, например с помощью датчиков измерения перемещения и скорости.The values of x - displacement from the equilibrium position and x '- the speed of the radiating element of the electro-acoustic emitter are determined by any method known from the prior art, for example using sensors for measuring displacement and speed.
Константы а0, a1 стоят перед функциями, отвечающими за правильность воспроизведения быстрых изменений сигнала акустического давления, находящихся в границах рабочего диапазона частот излучателя от fmax до fmin.The constants a0, a1 stand before the functions responsible for the correct reproduction of rapid changes in the acoustic pressure signal, which are within the limits of the operating frequency range of the emitter from fmax to fmin.
Константы а2, а3 стоят перед функциями, отвечающими за правильность воспроизведения более медленных, чем для констант а0, а1 изменений сигнала акустического давления, находящихся, в границах рабочего диапазона частот излучателя от fmax до fmin.The constants a2, a3 face the functions responsible for the correct reproduction of slower than for the constants a0, a1 changes in the acoustic pressure signal located within the limits of the working frequency range of the emitter from fmax to fmin.
Изобретение позволяет существенно достовернее воспроизводить акустическим излучателем, например ДЗГ, форму любого акустического сигнала, чем это было до применения данного изобретения. Так как величина подаваемого на акустический излучатель сигнала рассчитывается по формуле, то предлагаемый способ, в отличие от прототипа, решает задачу сокращения искажений излучаемого акустического сигнала, связанных с недостаточным учетом физических параметров акустического излучателя при формировании подаваемого на излучатель сигнала, что позволяет существенно улучшить качество воспроизводимого акустического сигнала.The invention allows for significantly more reliable reproduction by an acoustic emitter, for example, DZG, of the shape of any acoustic signal than it was before the application of this invention. Since the magnitude of the signal supplied to the acoustic emitter is calculated by the formula, the proposed method, unlike the prototype, solves the problem of reducing the distortion of the emitted acoustic signal associated with insufficient consideration of the physical parameters of the acoustic emitter when generating the signal supplied to the emitter, which can significantly improve the quality of the reproduced acoustic signal.
Пусть до момента времени t0 акустический сигнал равен нулю. С момента t0 на динамическую звуковую головку (ДЗГ) подается электрический сигнал напряженияLet the acoustic signal be equal to zero until time t0. From time t0, an electrical voltage signal is supplied to the dynamic sound head (DZG)
где p(t)- акустическое давление, которое хочется создать;where p (t) is the acoustic pressure that you want to create;
k - коэффициент, определяющий уровень громкости.k is a coefficient that determines the volume level.
Звуковое давление pa(t, R), которое при этом излучается ДЗГ на заданном расстоянии R от излучателя по его оси не пропорционально p(t). Это происходит потому, что в каждый момент времени энергия, подводимая к ДЗГ, идет не только на излучение, т.к. непрерывно имеют место перетекания энергии. В итоге лишь форма огибающих амплитуд величин pa(t, R) и p(t) имеют некоторую похожесть.The sound pressure pa (t, R), which is then emitted by the DGG at a given distance R from the emitter along its axis, is not proportional to p (t). This is because at every moment of time the energy supplied to the DGG goes not only to radiation, because there is a continuous flow of energy. As a result, only the shape of the envelope amplitudes of the quantities pa (t, R) and p (t) have some similarities.
На пути к решению вопроса достоверного воспроизведения акустического сигнала производители по максимуму уменьшают массу подвижной системы электроакустических излучателей. Массу подвижной системы, если она состоит из каких-то деталей, сделать с нулевым весом нереально. Многие электроакустические излучатели являются индуктивной нагрузкой для усилителя, но величина индуктивности, которая тоже существенно влияет на скорость нарастания и спада акустического сигнала, не может быть уменьшена до нуля или близко к нему, т.к. это не позволит двигаться излучателю - сила будет нулевая.On the way to solving the problem of reliable reproduction of the acoustic signal, the manufacturers reduce the mass of the mobile system of electro-acoustic emitters to the maximum. The mass of the mobile system, if it consists of some parts, to make with zero weight is unrealistic. Many electro-acoustic emitters are an inductive load for an amplifier, but the magnitude of the inductance, which also significantly affects the rate of rise and fall of an acoustic signal, cannot be reduced to zero or close to it, because this will not allow the emitter to move - the force will be zero.
Подвижная система электроакустического излучателя, как правило, обладает определенной жесткостью. Чем больше жесткость, тем больше потенциальной энергии она запасает или отдает при смещении из положения равновесия. Чем больше энергии она получает либо отдает при смещении подвижной системы, тем труднее ее разогнать или притормозить для создания соответствующего звукового давления и это приводит к существенному отличию формы воспроизводимого акустического сигнала от формы сигнала подаваемого на ДЗГ, что является типичным для электроакустических преобразователей с подвесом, обладающим ненулевой жесткостью. Также подвижная система электроакустического излучателя обладает трением и другими источниками диссипации энергии при ее движении.The mobile system of an electro-acoustic emitter, as a rule, has a certain rigidity. The greater the rigidity, the more potential energy it stores or gives away when shifted from the equilibrium position. The more energy it receives or gives away when the mobile system is displaced, the more difficult it is to accelerate or slow it down to create the corresponding sound pressure and this leads to a significant difference in the shape of the reproduced acoustic signal from the waveform supplied to the DZG, which is typical for electroacoustic transducers with a suspension having nonzero stiffness. Also, the mobile system of the electro-acoustic emitter has friction and other sources of energy dissipation during its movement.
Для создания желаемого акустического давления p(t) на электроакустический излучатель традиционно подают напряжениеTo create the desired acoustic pressure p (t), voltage is traditionally applied to the electro-acoustic emitter
где k - коэффициент, определяющий уровень громкости.where k is a coefficient that determines the volume level.
Если бы излучатель представлял бесконечную плоскость, не имеющую массы, совершающую движения как единое целое по своей нормали, а его движитель, по направлению к нормали создавал движущую силу, величина, которой пропорциональна величине подаваемого напряжения, тогда в среде создавалась бы плоская волна с акустическим давлением пропорциональным p(t).If the emitter represented an infinite plane without mass, making movements as a single unit in its normal, and its mover, in the direction of the normal, created a driving force, a value proportional to the magnitude of the applied voltage, then a plane wave with acoustic pressure would be created in the medium proportional to p (t).
Реально существующие излучатели, например ДЗГ, имеет: конечные размеры, подвижную систему, имеющую массу и жесткость, а его движитель имеет: трение, активное сопротивление и другие источники диссипации энергии, имеется индуктивность и сила протекающего через излучатель тока отличается по форме от изменений напряжения, поданного на его вход.Actually existing emitters, for example, DZG, have: final dimensions, a movable system having mass and rigidity, and its mover has: friction, active resistance and other sources of energy dissipation, there is inductance and the strength of the current flowing through the emitter differs in form from voltage changes, filed at his entrance.
Вместо подачи напряженияInstead of applying voltage
на электроакустический излучатель подадим сигнал видаon the electro-acoustic emitter we give a signal of the form
где k - коэффициент, определяющий уровень громкости;where k is a coefficient that determines the volume level;
t - текущее время;t is the current time;
p(t) - акустическое давление, которое хочется воспроизвести;p (t) is the acoustic pressure that you want to reproduce;
p(t)′, p(t)′′ - первая и вторая производная давления по времени;p (t) ′, p (t) ′ ′ is the first and second time derivative of pressure;
х - величина смещения излучательного элемента электроакустического излучателя из положения равновесия;x is the displacement of the radiating element of the electro-acoustic emitter from the equilibrium position;
х′ - скорость движения излучательного элемента электроакустического излучателя;x ′ is the velocity of the radiating element of the electro-acoustic emitter;
а0, a1 - константы в формуле, имеют значения, при которых скорость нарастания и спада сигналов акустического давления при воспроизведении электроакустическим излучателем тестовых сигналов, которые находятся в границах рабочего диапазона частот излучателя, максимально приближена к скорости нарастания и спада тестовых сигналов, а форма сигналов акустического давления имеет наименьшие искажения;a0, a1 - constants in the formula, have values at which the rise and fall rates of the acoustic pressure signals when the electroacoustic emitter reproduces test signals that are within the operating frequency range of the emitter, is as close as possible to the rise and fall rates of the test signals, and the shape of the acoustic signals pressure has the least distortion;
а2, а3 - константы в формуле, имеют значения, при которых форма сигнала акустического давления при воспроизведении электроакустическим излучателем тестовых сигналов, находящихся в границах рабочего диапазона частот излучателя, максимально приближена к форме тестовых сигналов.a2, a3 - constants in the formula, have values at which the shape of the acoustic pressure signal when the electroacoustic emitter reproduces test signals within the operating frequency range of the emitter is as close as possible to the form of test signals.
СигналыSignals
иand
являются дополнительными сигналами напряжения, которые подаются дополнительно к традиционно подаваемому сигналуare additional voltage signals that are supplied in addition to the traditionally applied signal
Подача дополнительных сигналов Ud(t) и Und(t) позволяет улучшить форму воспроизводимого акустического сигнала при воспроизведении акустического давления p(t), в границах рабочего диапазона амплитуды и частот электроакустического излучателя.The supply of additional signals Ud (t) and Und (t) makes it possible to improve the shape of the reproduced acoustic signal when reproducing the acoustic pressure p (t), within the boundaries of the working range of the amplitude and frequencies of the electro-acoustic emitter.
Величины констант а0, a1, а2, а3 для конкретного электроакустического излучателя, например ДЗГ, можно определить, если варьировать величины значений констант а0, a1, а2, а3 и подавать тестовые сигналы в границах рабочего диапазона амплитуды и частот излучателя, зафиксировав те значения констант, при которых форма воспроизведения тестовых сигналов, которые излучаются ДЗГ на заданном расстоянии R от излучателя по его оси, будет наилучшей (критерий наибольшей достоверности) или наиболее соответствует вкусу конкретного пользователя (критерий комфортности звучания). При использовании критерия наибольшей достоверности для воспроизведения акустических сигналов легче находить величины констант а0, a1, а2, а3, если подавать на ДЗГ сигналы простого вида - типа последовательности прямоугольных импульсов или последовательности одиночных синусов.The values of the constants a0, a1, a2, a3 for a particular electro-acoustic emitter, for example, DZG, can be determined by varying the values of the constants a0, a1, a2, a3 and applying test signals within the boundaries of the working range of the amplitude and frequency of the emitter, fixing those values of the constants, in which the form of reproducing test signals that are emitted by the DZG at a given distance R from the emitter along its axis will be the best (the criterion of the highest reliability) or the most suitable for the taste of a particular user (comfort criterion ortho sound). When using the criterion of the highest reliability for reproducing acoustic signals, it is easier to find the values of the constants a0, a1, a2, a3, if simple signals are applied to the DGS - such as a sequence of rectangular pulses or a sequence of single sines.
Ниже приведен пример проведения тестовых испытаний для определения значения констант а0, a1, а2, а3 для акустического излучателя, работающего в полосе частот от fmax до fmin.Below is an example of conducting test tests to determine the values of the constants a0, a1, a2, a3 for an acoustic emitter operating in the frequency band from fmax to fmin.
В соответствии с уже вышесказанным, для этого используем тестовый сигнал последовательности прямоугольных импульсов pr(t), который предварительно пропускаем через фильтр высоких и фильтр низких частот для того, чтобы спектр отфильтрованного сигнала fpr(t) попадал в область от fmax до fmin, т.е. был в границах рабочего диапазона частот акустического излучателя. Функция fpr(t) имеет форму сигнала, близкую к той, которую в идеальном случае должен воспроизвести электроакустический излучатель в границах своего рабочего диапазона частот при воспроизведении сигнала pr(t).In accordance with the foregoing, for this we use a test signal of a sequence of rectangular pulses pr (t), which is previously passed through a high-pass filter and a low-pass filter so that the spectrum of the filtered signal fpr (t) falls in the region from fmax to fmin, t. e. was within the operating frequency range of the acoustic emitter. The function fpr (t) has a waveform close to that which in the ideal case should be reproduced by an electro-acoustic emitter within its operating frequency range when reproducing the signal pr (t).
А. Определение константы а0.A. Definition of the constant a0.
Сначала предварительно определим значение константы а0 в формуле (3), приняв значение констант: а1=0, а2=0, а3=0.First, we first determine the value of the constant a0 in formula (3), taking the value of the constants: a1 = 0, a2 = 0, a3 = 0.
Для этого, в соответствии с формулой (3), подаем на акустический излучатель сигнал напряженияTo do this, in accordance with formula (3), we apply a voltage signal to the acoustic emitter
где k - коэффициент, определяющий уровень громкости;where k is a coefficient that determines the volume level;
t - текущее время;t is the current time;
fpr(t) - отфильтрованный в границах от fmax до fmin сигнал последовательности прямоугольных импульсов pr(t);fpr (t) - filtered signal in the range from fmax to fmin a sequence of rectangular pulses pr (t);
fpr(t)′, fpr(t)′′ - первая и вторая производные сигнала fpr(t) по времени;fpr (t) ′, fpr (t) ′ ′ - the first and second time derivatives of the signal fpr (t);
x - величина смещения излучательного элемента электроакустического излучателя из положения равновесия;x is the displacement of the radiating element of the electro-acoustic emitter from the equilibrium position;
х′ - скорость движения излучательного элемента электроакустического излучателя;x ′ is the velocity of the radiating element of the electro-acoustic emitter;
а0=2006 - произвольно выбранное нами значение константы;a0 = 2006 - the value of a constant arbitrarily chosen by us;
a1=0 - принятое нами значение константы;a1 = 0 - the constant value accepted by us;
а2=0 - принятое нами значение константы;a2 = 0 - the constant value accepted by us;
а3=0 - принятое нами значение константы.a3 = 0 - the constant value accepted by us.
Запоминаем воспроизводимый акустический сигнал, получаемый при подаче на акустический излучатель сигнала напряженияWe remember the reproduced acoustic signal received when a voltage signal is applied to the acoustic emitter
Назовем его Pa(t, 0, 0, 0, 0).We call it Pa (t, 0, 0, 0, 0).
Запоминаем воспроизводимый акустический сигнал, получаемый при подаче на акустический излучатель сигнала напряженияWe remember the reproduced acoustic signal received when a voltage signal is applied to the acoustic emitter
Назовем его Pa(t, 2006, 0, 0, 0). 1. Если сигнал Pa(t, 2006, 0, 0, 0) очень похож на Pa(t, 0, 0, 0, 0), значит значение величины а0=2006 слишком мало, и мы должны увеличивать значение величины а0 до того значения а01, когда мы зримо увидим небольшое отличие в форме сигналов Pa(t, а01, 0, 0, 0) и Pa(t, 0, 0, 0, 0).We call it Pa (t, 2006, 0, 0, 0). 1. If the signal Pa (t, 2006, 0, 0, 0) is very similar to Pa (t, 0, 0, 0, 0), then the value of a0 = 2006 is too small, and we must increase the value of a0 before values of a01, when we visibly see a slight difference in the form of signals Pa (t, a01, 0, 0, 0) and Pa (t, 0, 0, 0, 0).
Если сигнал Pa(t, 2006, 0, 0, 0) сильно отличается Pa(t, 0, 0, 0, 0), значит значение величины а0=2006 слишком велико, и мы должны уменьшать значение величины а0 до того значения а01, когда мы зримо увидим небольшое отличие в форме сигналов Pa(t, а01, 0, 0, 0) и Pa(t, 0, 0, 0, 0).If the signal Pa (t, 2006, 0, 0, 0) is very different from Pa (t, 0, 0, 0, 0, 0), then the value of a0 = 2006 is too large, and we must reduce the value of a0 to that a01, when we visually see a slight difference in the form of signals Pa (t, a01, 0, 0, 0) and Pa (t, 0, 0, 0, 0).
Запоминаем воспроизводимые акустические сигналы, получаемые при подаче на акустический излучатель сигнала напряжения с выбранной константой а0=а01We remember the reproduced acoustic signals obtained when a voltage signal with the selected constant a0 = a01 is applied to the acoustic emitter
Назовем их соответственно Pa(t, а01, О, 0, 0) и Pa(t, -а01, 0, 0, 0).We call them Pa (t, a01, 0, 0, 0) and Pa (t, -a01, 0, 0, 0), respectively.
2. Сравниваем форму сигналов Pa(t, а01, 0, 0, 0) и Pa(t, -а01, 0, 0, 0).2. Compare the waveform of Pa (t, a01, 0, 0, 0) and Pa (t, -a01, 0, 0, 0).
Относительно сигнала Pa(t, 0, 0, 0, 0) один из них будет иметь более пологие фронты сигнала, другой более крутые.Regarding the signal Pa (t, 0, 0, 0, 0, 0), one of them will have more gentle edges of the signal, the other will be steeper.
Если более крутой фронт нарастания воспроизводимого акустического сигнала при положительном значении величины а0, то ее значение положительно.If the steeper rise front of the reproduced acoustic signal with a positive value of a0, then its value is positive.
Если более крутой фронт нарастания воспроизводимого акустического сигнала при отрицательном значении величины а0, то ее значение отрицательно.If the steeper rise front of the reproduced acoustic signal with a negative value of a0, then its value is negative.
3. Определив знак + или - величины а0 проводим более точное определение значения ее абсолютной величины (по модулю) - |а0|.3. Having determined the sign + or - of the quantity a0, we more accurately determine the value of its absolute value (modulo) - | a0 |.
Начинаем увеличивать |а0|. Первоначально у воспроизводимого акустического сигнала увеличивается крутизна фронта сигнала. Затем в районе фронтов сигнала начинают появляться искажения в виде дополнительного пика. Т.е. сначала, форма сигнала Pa(t, а0, 0, 0, 0), при увеличении а0 по абсолютной величине от |a0|=0 до а0=А0 приближается по форме к форме сигнала fpr(t), затем, при дальнейшем увеличении |а0| фронты сигнала Pa(t, а0, 0, 0, 0) приобретают несвойственную сигналу fpr(t) крутизну фронтов и искажения вплоть до добавочных пиков на фронтах сигналов. Запоминаем значение а0=А0.We begin to increase | a0 |. Initially, the reproducible acoustic signal increases the slope of the signal edge. Then, in the region of the signal fronts, distortions begin to appear in the form of an additional peak. Those. first, the waveform Pa (t, a0, 0, 0, 0), when a0 increases in absolute value from | a0 | = 0 to a0 = A0, approaches the waveform fpr (t) in shape, then, with a further increase | a0 | the edges of the signal Pa (t, a0, 0, 0, 0) acquire an unusual signal fpr (t) the steepness of the edges and distortions up to additional peaks at the edges of the signals. We remember the value a0 = A0.
Б. Определение константы a1.B. Definition of the constant a1.
На этапе Б. определяем величину константы a1 при а2=0, а3=0 и найденном выше, с некоторой точностью, значении а0=А0.At stage B., we determine the value of the constant a1 for a2 = 0, a3 = 0 and the value a0 = A0 found above with some accuracy.
Для этого, в соответствии с формулой (3), подаем на акустический излучатель сигнал напряженияTo do this, in accordance with formula (3), we apply a voltage signal to the acoustic emitter
где k - коэффициент, определяющий уровень громкости;where k is a coefficient that determines the volume level;
t - текущее время;t is the current time;
fpr(t) - отфильтрованный в границах от fmax до fmin сигнал последовательности прямоугольных импульсов pr(t);fpr (t) - filtered signal in the range from fmax to fmin a sequence of rectangular pulses pr (t);
fpr(t)′,fpr(t)′′ - первая и вторая производные сигнала fpr(t) по времени;fpr (t) ′, fpr (t) ′ ′ - the first and second time derivatives of the signal fpr (t);
х - величина смещения излучательного элемента электроакустического излучателя из положения равновесия;x is the displacement of the radiating element of the electro-acoustic emitter from the equilibrium position;
х′ - скорость движения излучательного элемента электроакустического излучателя;x ′ is the velocity of the radiating element of the electro-acoustic emitter;
а0=А0;a0 = A0;
a1=2004 - произвольно выбранное нами значение константы;a1 = 2004 - arbitrarily chosen constant value;
а2=0 - принятое нами значение константы;a2 = 0 - the constant value accepted by us;
а3=0 - принятое нами значение константы.a3 = 0 - the constant value accepted by us.
Запоминаем воспроизводимый акустический сигнал, получаемый при подаче на акустический излучатель сигнала напряженияWe remember the reproduced acoustic signal received when a voltage signal is applied to the acoustic emitter
Назовем его Pa(t, А0, 0, 0, 0).We call it Pa (t, A0, 0, 0, 0).
Запоминаем воспроизводимый акустический сигнал, получаемый при подаче на акустический излучатель сигнала напряженияWe remember the reproduced acoustic signal received when a voltage signal is applied to the acoustic emitter
Назовем его Pa(t, А0, 2004, 0, 0).We call it Pa (t, A0, 2004, 0, 0).
1. Если сигнал Pa(t, А0, 2004, 0, 0) очень похож на Pa(t, А0, 0, 0, 0), значит значение величины a1=2004 слишком мало, и мы увеличиваем значение величины a1 до того значения a11, когда увидим небольшое отличие формы сигналов Pa(t, А0, a11, 0, 0) и Pa(t, А0, 0, 0, 0). Если сигнал Pa(t, А0, 2004, 0, 0) сильно отличается от Pa(t, А0, 0, 0, 0), значит значение величины a1=2004 слишком велико, то мы уменьшаем значение величины a1 до того значения a1, когда увидим небольшое отличие формы сигналов Pa(t, А0, a11, 0, 0) и Pa(t, А0, 0, 0, 0).1. If the signal Pa (t, A0, 2004, 0, 0) is very similar to Pa (t, A0, 0, 0, 0), then the value of a1 = 2004 is too small, and we increase the value of a1 to that value a11, when we see a slight difference in the waveforms of Pa (t, A0, a11, 0, 0) and Pa (t, A0, 0, 0, 0). If the signal Pa (t, A0, 2004, 0, 0) is very different from Pa (t, A0, 0, 0, 0), then the value of a1 = 2004 is too large, then we reduce the value of a1 to that a1, when we see a slight difference in the waveform Pa (t, A0, a11, 0, 0) and Pa (t, A0, 0, 0, 0).
Запоминаем воспроизводимые акустические сигналы, получаемые при подаче на акустический излучатель сигнала напряжения с выбранной константой a1=a11We remember the reproduced acoustic signals obtained when a voltage signal is applied to the acoustic emitter with the selected constant a1 = a11
Назовем их соответственно Pa(t, А0, a11, 0, 0) и Pa(t, А0, -a11, 0, 0).We call them Pa (t, A0, a11,0,0) and Pa (t, A0, -a11,0,0), respectively.
2. Сравниваем форму сигналов Pa(t, А0, a11, 0, 0) и Pa(t, А0, -a11, 0, 0).2. Compare the waveform of Pa (t, A0, a11, 0, 0) and Pa (t, A0, -a11, 0, 0).
Относительно сигнала Pa(t, А0, 0, 0, 0) один из них будет иметь более пологие фронты сигнала, другой более крутые.Regarding the signal Pa (t, A0, 0, 0, 0), one of them will have more gentle edges of the signal, the other will be steeper.
Если более крутой фронт нарастания воспроизводимого акустического сигнала при положительном значении величины a1, то ее значение положительно.If the steeper rise front of the reproduced acoustic signal is at a positive value of a1, then its value is positive.
Если более крутой фронт нарастания воспроизводимого акустического сигнала при отрицательном значении величины a1, то ее значение отрицательно.If the steeper rise front of the reproduced acoustic signal with a negative value of a1, then its value is negative.
3. Определив знак + или - величины a1 проводим более точное определение значения ее абсолютной величины (по модулю) - |a1|.3. Having determined the + or - sign of a1, we more accurately determine the value of its absolute value (modulo) - | a1 |.
Начинаем увеличивать |a1|. Первоначально у воспроизводимого акустического сигнала Pa(t, А0, a1, 0, 0) увеличивается крутизна фронта сигнала. Затем в районе фронтов сигнала начинают появляться искажения. Т.е. сначала, форма сигнала Pa(t, А0, a1, 0, 0), при увеличении a1 по абсолютной величине от |a1|=0 до a1=A1 приближается по форме к форме сигнала fpr(t), затем, при дальнейшем увеличении |a1| фронты сигнала Pa(t, А0, a1, 0, 0) приобретают несвойственную сигналу fpr(t) форму вблизи фронтов и искажения вплоть до появления добавочных пиков на фронтах сигналов. Запоминаем значение константы a1=A1.We begin to increase | a1 |. Initially, the reproduced acoustic signal Pa (t, A0, a1, 0, 0) increases the slope of the signal front. Then, distortions begin to appear in the region of the signal fronts. Those. first, the waveform Pa (t, A0, a1, 0, 0), when a1 increases in absolute value from | a1 | = 0 to a1 = A1, approaches the waveform fpr (t) in shape, then, with a further increase | a1 | edges of the signal Pa (t, A0, a1, 0, 0) acquire an unusual signal fpr (t) in the form near the edges and distortions until additional peaks appear on the signal edges. We remember the value of the constant a1 = A1.
С. Определение константы а2.C. Definition of the constant a2.
На этапе С.мы определяем величину константы а2 при а3=0 и найденных выше, с некоторой точностью, значениях а0=А0, a1=А1.At step C., we determine the value of the constant a2 at a3 = 0 and the values a0 = A0, a1 = A1 found with some accuracy, with a certain accuracy.
Для этого, в соответствии с формулой (3), подаем на акустический излучатель сигнал напряженияTo do this, in accordance with formula (3), we apply a voltage signal to the acoustic emitter
где k - коэффициент, определяющий уровень громкости;where k is a coefficient that determines the volume level;
t - текущее время;t is the current time;
fpr(t) - отфильтрованный в границах от fmax до fmin сигнал последовательности прямоугольных импульсов pr(t);fpr (t) - filtered signal in the range from fmax to fmin a sequence of rectangular pulses pr (t);
fpr(t)′, fpr(t)′′ - первая и вторая производные сигнала fpr(t) по времени;fpr (t) ′, fpr (t) ′ ′ - the first and second time derivatives of the signal fpr (t);
х - величина смещения излучательного элемента электроакустического излучателя из положения равновесия;x is the displacement of the radiating element of the electro-acoustic emitter from the equilibrium position;
х′ - скорость движения излучательного элемента электроакустического излучателя;x ′ is the velocity of the radiating element of the electro-acoustic emitter;
а0=А0;a0 = A0;
a1=A1;a1 = A1;
а2=1984 - произвольно выбранное нами значение константы;A2 = 1984 - an arbitrary value of the constant chosen by us;
а3=0 - принятое нами значение константы.a3 = 0 - the constant value accepted by us.
Запоминаем воспроизводимый акустический сигнал, получаемый при подаче на акустический излучатель сигнала напряженияWe remember the reproduced acoustic signal received when a voltage signal is applied to the acoustic emitter
Назовем его Pa(t, А0, А1, 0, 0).We call it Pa (t, A0, A1, 0, 0).
Запоминаем воспроизводимый акустический сигнал, получаемый при подаче на акустический излучатель сигнала напряженияWe remember the reproduced acoustic signal received when a voltage signal is applied to the acoustic emitter
Назовем его Pa(t, А0, А1, 1984, 0).We call it Pa (t, A0, A1, 1984, 0).
1. Если сигнал Pa(t, А0, А1, 1984, 0) очень похож на Pa(t, А0, А1, 0, 0), значит значение величины а2=1984 слишком мало, и мы должны увеличивать значение величины а2 до того значения а21, когда мы зримо увидим небольшое отличие формы сигналов Pa(t, A0, A1, a21, 0) и Pa(t, A0, A1, 0,0).1. If the signal Pa (t, A0, A1, 1984, 0) is very similar to Pa (t, A0, A1, 0, 0), then the value of a2 = 1984 is too small, and we must increase the value of a2 before values of a21, when we visually see a slight difference in the waveforms of Pa (t, A0, A1, a21, 0) and Pa (t, A0, A1, 0,0).
Если сигнал Pa(t, А0, А1, 1984, 0) сильно отличается Pa(t, А0, А1, 0, 0), значит значение величины а2=1984 слишком велико, и мы должны уменьшать значение величины а2 до того значения а21, когда мы зримо увидим небольшое отличие формы сигналов Pa(t, А0, А1, а21, 0) и Pa(t, A0, A1, 0, 0).If the signal Pa (t, A0, A1, 1984, 0) is very different from Pa (t, A0, A1, 0, 0), then the value of a2 = 1984 is too large, and we must reduce the value of a2 to that a21, when we visually see a slight difference in the waveform Pa (t, A0, A1, a21, 0) and Pa (t, A0, A1, 0, 0).
Запоминаем воспроизводимые акустические сигналы, получаемые при подаче на акустический излучатель сигнала напряжения с выбранной константой а2=а21We remember the reproduced acoustic signals obtained when a voltage signal is applied to the acoustic emitter with the chosen constant a2 = a21
Назовем их соответственно Pa(t, А0, А1, а21, 0) и Pa(t, А0, А1, -а21, 0).We call them Pa (t, A0, A1, a21,0) and Pa (t, A0, A1, -a21,0), respectively.
2. Сравниваем форму сигналов: Pa(t, А0, A1, а21, 0) и Pa(t, А0, А1, -а21, 0). Один из них будет более похож на сигнал fpr(t), другой менее.2. Compare the waveform: Pa (t, A0, A1, a21, 0) and Pa (t, A0, A1, -a21, 0). One of them will be more similar to the signal fpr (t), the other less.
Если воспроизводимый акустический сигнал более похож на сигнал fpr(t), при положительном значении величины а2, то ее значение положительно.If the reproduced acoustic signal is more similar to the signal fpr (t), with a positive value of a2, then its value is positive.
Если воспроизводимый акустический сигнал более похож на сигнал fpr(t), при отрицательном значении величины а2, то ее значение отрицательно.If the reproduced acoustic signal is more similar to the signal fpr (t), with a negative value of a2, then its value is negative.
3. Определив знак + или - величины а2 проводим более точное определение значение ее абсолютной величины (по модулю) - |а2|.3. Having determined the + or - sign of the quantity a2, we more accurately determine the value of its absolute value (modulo) - | a2 |.
Начинаем увеличивать |а2| I. Первоначально у воспроизводимого акустического сигнала Pa(t, А0, А1, а2, 0) увеличивается похожесть на сигнал fpr(t). Затем форма сигнала начинает ухудшаться. Т.е. сначала, форма сигнала Pa(t, А0, А1, а2, 0), при увеличении а2 по абсолютной величине от |а2|=0 до а2=А2 приближается по форме к форме сигнала fpr(t), затем, при дальнейшем увеличении |а2| форма сигнала Pa(t, А0, А1, а2, 0) приобретает несвойственную сигналу fpr(t) форму. Запоминаем значение а2=А2.We begin to increase | a2 | I. Initially, the reproduced acoustic signal Pa (t, A0, A1, A2, 0) increases the similarity to the signal fpr (t). Then the waveform begins to deteriorate. Those. first, the waveform Pa (t, A0, A1, a2, 0), with increasing a2 in absolute value from | a2 | = 0 to a2 = A2, approaches the waveform fpr (t) in shape, then, with a further increase | a2 | the waveform Pa (t, A0, A1, A2, 0) takes on an unusual waveform fpr (t). We remember the value a2 = A2.
Д. Определение константы а3.D. Definition of the constant a3.
На этапе Д. мы определяем величину константы а3 при найденных выше, с некоторой точностью, значениях а0=А0, a1=A1, а2=А2.At the stage D., we determine the value of the constant a3 for the values found above, with some accuracy, a0 = A0, a1 = A1, a2 = A2.
Для этого, в соответствии с формулой (3), подаем на акустический излучатель сигнал напряженияTo do this, in accordance with formula (3), we apply a voltage signal to the acoustic emitter
где k - коэффициент, определяющий уровень громкости;where k is a coefficient that determines the volume level;
t - текущее время;t is the current time;
fpr(t) - отфильтрованный в границах от fmax до fmin сигнал последовательности прямоугольных импульсов pr(t);fpr (t) - filtered signal in the range from fmax to fmin a sequence of rectangular pulses pr (t);
fpr(t)′ fpr(t)′′ - первая и вторая производные сигнала fpr(t) по времени;fpr (t) ′ fpr (t) ′ ′ - the first and second time derivatives of the signal fpr (t);
х - величина смещения излучательного элемента из положения равновесия, определяется датчиком смещения;x - the amount of displacement of the radiating element from the equilibrium position, determined by the displacement sensor;
х′ - скорость движения излучательного элемента электроакустического излучателя;x ′ is the velocity of the radiating element of the electro-acoustic emitter;
а0=А0;a0 = A0;
a1=A1;a1 = A1;
а2=А2;A2 = A2;
а3=1957 - произвольно выбранное нами значение константы.a3 = 1957 — an arbitrary value of the constant chosen by us.
Запоминаем воспроизводимый акустический сигнал, получаемый при подаче на акустический излучатель сигнала напряженияWe remember the reproduced acoustic signal received when a voltage signal is applied to the acoustic emitter
Назовем его Pa(t, А0, A1, А2, 0).We call it Pa (t, A0, A1, A2, 0).
Запоминаем воспроизводимый акустический сигнал, получаемый при подаче на акустический излучатель сигнала напряженияWe remember the reproduced acoustic signal received when a voltage signal is applied to the acoustic emitter
Назовем его Pa(t, А0, A1, А2, 1957).We call it Pa (t, A0, A1, A2, 1957).
1. Если сигнал Pa(t, А0, A1, А2, 1957) очень похож на Pa(t, А0, A1, А2, 0), значит значение величины а3=1957 слишком мало, и мы увеличиваем значение величины а3 до того значения а31, когда увидим небольшое отличие формы сигналов Pa(t, А0, A1, А2, а31) и Pa(t, А0, A1, А2, 0).1. If the signal Pa (t, A0, A1, A2, 1957) is very similar to Pa (t, A0, A1, A2, 0), then the value of a3 = 1957 is too small, and we increase the value of a3 to that value a31, when we see a slight difference in the waveform Pa (t, A0, A1, A2, a31) and Pa (t, A0, A1, A2, 0).
Если сигнал Pa(t, А0, A1, А2, 1957) сильно отличается от Pa(t, А0, A1, А2, 0), значит значение величины а3=1957 слишком велико, и мы уменьшаем значение величины а3 до того значения а31, когда увидим небольшое отличие формы сигналов Pa(t, А0, А1, А2, а31) и Pa(t, А0, A1, А2, 0).If the signal Pa (t, A0, A1, A2, 1957) is very different from Pa (t, A0, A1, A2, 0), then the value of a3 = 1957 is too large, and we reduce the value of a3 to that a31, when we see a slight difference in the waveform Pa (t, A0, A1, A2, a31) and Pa (t, A0, A1, A2, 0).
Запоминаем воспроизводимые акустические сигналы, получаемые при подаче на акустический излучатель сигнала напряжения с выбранной константой а3=а31We remember the reproduced acoustic signals obtained when a voltage signal with the selected constant a3 = a31 is applied to the acoustic emitter
Назовем их соответственно Pa(t, А0, А1, А2, а31) и Pa(t, А0, A1, А2, -а31).We call them Pa (t, A0, A1, A2, a31) and Pa (t, A0, A1, A2, -a31, respectively).
2. Сравниваем форму сигналов Pa(t, А0, A1, А2, а31) и Pa(t, А0, A1, А2, - а31). Один из них будет более похож на сигнал fpr(t), другой менее.2. Compare the waveform of Pa (t, A0, A1, A2, a31) and Pa (t, A0, A1, A2, - a31). One of them will be more similar to the signal fpr (t), the other less.
Если воспроизводимый акустический сигнал более похож на сигнал fpr(t), при положительном значении величины а3, то ее значение положительно.If the reproduced acoustic signal is more similar to the signal fpr (t), with a positive value of a3, then its value is positive.
Если воспроизводимый акустический сигнал более похож на сигнал fpr(t), при отрицательном значении величины а3, то ее значение отрицательно.If the reproduced acoustic signal is more similar to the signal fpr (t), with a negative value of a3, then its value is negative.
3. Определив знак + или - величины а2 проводим более точное определение ее абсолютной величины (по модулю) - |а3|.3. Having determined the sign + or - of a2, we carry out a more accurate determination of its absolute value (modulo) - | a3 |.
Начинаем увеличивать |а3|. Первоначально у воспроизводимого акустического сигнала Pa(t, А0, A1, А2, а3) увеличивается похожесть на сигнал fpr(t). Затем форма сигнала начинает ухудшаться. Т.е. сначала, форма сигнала Pa(t, А0, A1, А2, а3), при увеличении а3 по абсолютной величине от |а3|=0 до а3=A3 приближается по форме к форме сигнала fpr(t), затем, при дальнейшем увеличении |а3| форма сигнала Pa(t, А0, A1, А2, а3) приобретает несвойственную сигналу fpr(t) форму. Запоминаем значение а3=A3.We begin to increase | a3 |. Initially, the reproduced acoustic signal Pa (t, A0, A1, A2, a3) increases the similarity to the signal fpr (t). Then the waveform begins to deteriorate. Those. first, the waveform Pa (t, A0, A1, A2, a3), when a3 increases in absolute value from | a3 | = 0 to a3 = A3, approaches the waveform fpr (t) in shape, then, with a further increase | a3 | the waveform Pa (t, A0, A1, A2, a3) acquires an unusual waveform fpr (t). We remember the value a3 = A3.
E. Уточнение значения констант а0, a1, а2, а3.E. Clarification of the values of the constants a0, a1, a2, a3.
Когда мы определили в первом приближении величины констант а0, a1, а2, а3, мы можем уточнить их значение, варьируя их величину вблизи величин А0, A1, А2, А3 добиваясь большей похожести воспроизводимого акустического сигнала на fpr(t). Таким образом, мы находим уточненные значения констант а0, a1, a2, а3 для наиболее точного воспроизведения звукового сигнала акустическим излучателем. Назовем эти значения А0, A1, А2, A3 соответственно для а0, a1, а2,а3.When we determined in a first approximation the values of the constants a0, a1, a2, a3, we can clarify their value by varying their value near the values of A0, A1, A2, A3, making the reproducible acoustic signal more similar to fpr (t). Thus, we find the updated values of the constants a0, a1, a2, a3 for the most accurate reproduction of the sound signal by an acoustic emitter. We call these values A0, A1, A2, A3, respectively, for a0, a1, a2, a3.
Последовательность нахождения коэффициентов при их подборе не имеет существенного значения.The sequence of finding the coefficients in their selection is not significant.
F. Для лучшего воспроизведения акустического сигнала требуется, чтобы сигнал, подаваемый на акустический излучательF. For better reproduction of the acoustic signal, it is required that the signal supplied to the acoustic emitter
попадал в область от fmax до fmin, т.е. был в границах рабочего диапазона частот акустического излучателя.fell into the region from fmax to fmin, i.e. was within the operating frequency range of the acoustic emitter.
Каждому акустическому излучателю с его акустическим оформлением соответствует свои коэффициенты в формуле (3). Если повторяемость физических параметров электроакустического излучателя и его акустического оформления достаточно высока, то можно находить значения коэффициентов а0, a1, а2, а3 один раз для всех подобных электроакустических излучателей. Формулу зависимости сигнала напряжения U(t) для конкретного электроакустического излучателя с его акустическим оформлением мы закладываем в счетное устройство, которое будет работать с этим излучателем.Each acoustic emitter with its acoustic design has its own coefficients in formula (3). If the repeatability of the physical parameters of the electro-acoustic emitter and its acoustic design is quite high, then you can find the values of the coefficients a0, a1, a2, a3 once for all such electro-acoustic emitters. The formula for the dependence of the voltage signal U (t) for a particular electro-acoustic emitter with its acoustic design is laid down in a counting device that will work with this emitter.
Слуховые вкусы у людей различны и достаточно субъективны, поэтому источник сигнала с регулировками по значению величин а0, a1, а2, а3 может быть востребован. Имеется возможность широкой области регулировок (регулировками по а0, a1 а2, а3) от наиболее достоверного, когда а0=А0, a1=A1, а2=А2, а3=A3 до любого более недостоверного воспроизведения, вплоть до традиционного способа подачи сигнала на акустический излучатель, когда величины а0, a1, а2, а3 равны нулю. Действительно подставив а0=0, a1=0, a2=0, а3=0 в выражение (3) получимAuditory tastes in people are different and quite subjective, so a signal source with adjustments to the values of a0, a1, a2, a3 can be in demand. There is the possibility of a wide range of adjustments (adjustments for a0, a1, a2, a3) from the most reliable, when a0 = A0, a1 = A1, a2 = A2, a3 = A3 to any more unreliable reproduction, up to the traditional way of applying a signal to an acoustic emitter when the quantities a0, a1, a2, a3 are equal to zero. Indeed, substituting a0 = 0, a1 = 0, a2 = 0, a3 = 0 into expression (3), we obtain
Это традиционный способ подачи сигнала на акустический излучатель.This is a traditional way of signaling to an acoustic emitter.
Пример:Example:
Пусть нам требуется воспроизвести электроакустическим излучателем с известными константами а0, a1, а2, а3, например ДЗГ, с ее акустическим оформлением, акустическое давление пропорциональное сигналу p(t) в границах рабочего диапазона амплитуды и частот излучателя и записанному, например, на компакт диске.Suppose that we need to reproduce with an electro-acoustic emitter with known constants a0, a1, a2, a3, for example a DGG, with its acoustic design, the acoustic pressure is proportional to the signal p (t) within the limits of the working range of the amplitude and frequencies of the emitter and recorded, for example, on a compact disc.
1. Считываем сигнал с диска.1. Read the signal from the disk.
2. Пропускаем сигнал через фильтр разрешенных частот и получаем fp(t).2. We pass the signal through the filter of allowed frequencies and get fp (t).
3. Подаем сигнал fp(t), х - величину смещения излучательного элемента из положения равновесия, x′ - скорость движения излучательного элемента на счетное устройство, где по формуле преобразования сигнала (3) рассчитываем величину напряжения U(t), которое следует подать на вход электроакустического излучателя.3. We give the signal fp (t), x is the displacement of the radiating element from the equilibrium position, x ′ is the speed of the radiating element to the counting device, where according to the signal transformation formula (3) we calculate the voltage U (t), which should be applied to input of an electro-acoustic emitter.
4. Преобразуем значение величины напряжения U(t) рассчитанное, как было показано выше в соответствии с предлагаемым изобретением в электрический сигнал.4. Convert the value of the voltage U (t) calculated, as shown above in accordance with the invention, into an electrical signal.
5. Подаем электрический сигнал на электроакустический излучатель, который создает акустическое давление.5. We apply an electric signal to the electro-acoustic emitter, which creates acoustic pressure.
Изобретение позволяет существенно достовернее воспроизводить акустическим излучателем, например ДЗГ, форму любого акустического сигнала, чем это было до применения данного изобретения. Так как величина подаваемого на акустический излучатель сигнала рассчитывается по формуле, то предлагаемый способ, в отличие от прототипа, решает задачу сокращения искажений излучаемого акустического сигнала связанных с недостаточным учетом физических параметров акустического излучателя при формировании подаваемого на излучатель сигнала, что позволяет существенно улучшить качество воспроизводимого акустического сигнала.The invention allows for significantly more reliable reproduction by an acoustic emitter, for example, DZG, of the shape of any acoustic signal than it was before the application of this invention. Since the magnitude of the signal supplied to the acoustic emitter is calculated by the formula, the proposed method, unlike the prototype, solves the problem of reducing the distortion of the emitted acoustic signal associated with insufficient consideration of the physical parameters of the acoustic emitter when generating the signal supplied to the emitter, which can significantly improve the quality of the reproduced acoustic signal.
В качестве примера рассмотрим на фиг.1, фиг.2 реальные сигналы, воспроизводимые ДЗГ в не заглушенной комнате без использования предлагаемого изобретения и с ним.As an example, we consider in figure 1, figure 2 real signals reproduced by the DZG in a non-dampened room without using the proposed invention and with it.
На фиг.1а показан сигнал, который требуется воспроизвести - последовательность одиночных синусов.On figa shows the signal that you want to play - a sequence of single sines.
На фиг.1b показан акустический сигнал, который воспроизводит ДЗГ при подаче на ее вход сигнала с фиг.1а предварительно пропущенного через фильтр разрешенных частот. Видны существенные отличия в амплитуде и фазе воспроизводимого сигнала, затухание акустического сигнала после прекращения подачи электрического сигнала происходит медленнее, чем в случае фиг.1с.On fig.1b shows an acoustic signal that reproduces the DZG when applying to its input the signal from figa previously passed through the filter of the allowed frequencies. Significant differences in the amplitude and phase of the reproduced signal are visible, the attenuation of the acoustic signal after the cessation of the electrical signal is slower than in the case of figs.
На фиг.1 с показан акустический сигнал, который воспроизводит ДЗГ при подаче на вход сигнала, рассчитанного на счетном устройстве, где по формуле преобразования сигнала рассчитывается величина напряжения U(t), которое следует подать на вход электроакустического излучателя согласно изобретению. Видно существенное улучшение качества воспроизведения сигнала при использовании изобретения, в частности более быстрое нарастание сигнала и более быстрое затухание сигнала, видно, что сигналы фиг.1а и фиг.1с существенно более похожи по форме, чем сигналы фиг.1а и фиг.1b.Figure 1c shows an acoustic signal that produces a DZG when a signal calculated on a counting device is applied to the input, where the voltage U (t), which should be applied to the input of an electro-acoustic emitter according to the invention, is calculated by the signal conversion formula. You can see a significant improvement in signal reproduction quality when using the invention, in particular, faster signal growth and faster signal attenuation, it can be seen that the signals of FIG. 1 a and FIG. 1 c are substantially more similar in shape than the signals of FIG. 1 a and FIG. 1 b.
На фиг.2а показан сигнал, который требуется воспроизвести.On figa shows the signal that you want to play.
На фиг.2b показан акустический сигнал, который воспроизводит ДЗГ при подаче на ее вход сигнала с фиг.2а, предварительно пропущенного через фильтр разрешенных частот. Видны существенные отличия формы воспроизводимого сигнала.On fig.2b shows an acoustic signal that reproduces the DZG when applying to its input a signal from figa, previously passed through a filter of allowed frequencies. Significant differences in the shape of the reproduced signal are visible.
На фиг.2 с показан акустический сигнал, который воспроизводит ДЗГ при подаче на вход сигнала, рассчитанного на счетном устройстве, где по формуле преобразования сигнала рассчитывается величина напряжения U(t), которое следует подать на вход электроакустического излучателя согласно изобретению. Видно существенное улучшение качества воспроизведения сигнала при использовании изобретения. Искажения незначительны.Figure 2c shows an acoustic signal that produces a DZG when a signal calculated on a counting device is applied to the input, where the voltage U (t), which should be applied to the input of an electro-acoustic emitter according to the invention, is calculated by the signal conversion formula. You can see a significant improvement in signal reproduction quality when using the invention. Distortion is negligible.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение искажений при воспроизведении акустического сигнала электроакустическим излучателем, связанных с недостаточным учетом его физических параметров, выражающееся в существенной непохожести формы воспроизводимого акустического сигнала относительно формы того сигнала, который требуется воспроизвести.The technical result of the invention is the elimination of distortions in the reproduction of an acoustic signal by an electro-acoustic emitter associated with insufficient consideration of its physical parameters, which is expressed in the significant dissimilarity of the shape of the reproduced acoustic signal relative to the shape of the signal to be reproduced.
Использование изобретения позволяет воссоздавать акустический сигнал любой формы со значительной похожестью на сигнал звукового образа в границах рабочего диапазона амплитуды и частот акустического излучателя.Using the invention allows you to recreate an acoustic signal of any shape with significant similarity to the sound image signal within the boundaries of the working range of the amplitude and frequency of the acoustic emitter.
Claims (6)
U(t)=Utr(t)+Ud(t)+Und(t)=k·(p(t)+a0·p(t)′+a1·p(t)′′+a2·x′+a3·x),
где Utr(t) - традиционный сигнал напряжения, пропорциональный значению желаемого акустического давления
Utr(t)=k·p(t);
Ud (t) - дополнительный сигнал напряжения, получаемый согласно формуле
Ud(t)=k·(а0·p(t)′+a1·p(t)′′);
Und(t) - дополнительный сигнал напряжения, получаемый согласно формуле
Und(t)=k·(а2·х′+а3·х);
k - коэффициент, определяющий уровень громкости;
t - текущее время;
p(t) - акустическое давление, которое хочется воспроизвести;
p(t)′, p(t)′′ - первая и вторая производные давления по времени;
х - величина смещения излучательного элемента электроакустического излучателя из положения равновесия;
х′ - скорость движения излучательного элемента электроакустического излучателя;
а0, a1 - константы в формуле, имеют значения, при которых скорость нарастания и спада сигналов акустического давления при воспроизведении электроакустическим излучателем тестовых сигналов, которые находятся в границах рабочего диапазона частот излучателя, максимально приближена к скорости нарастания и спада тестовых сигналов, а форма сигналов акустического давления имеет наименьшие искажения;
а2, а3 - константы в формуле, имеют значения, при которых форма сигнала акустического давления при воспроизведении электроакустическим излучателем тестовых сигналов, находящихся в границах рабочего диапазона частот излучателя, максимально приближена к форме сигнала тестовых сигналов.1. A method of generating a control signal for an electro-acoustic emitter, with its acoustic design, to better recreate the shape of the acoustic signal, within the boundaries of the working range of the amplitude and frequencies of the electro-acoustic emitter, at a given distance along the axis of the emitter, including the operation of the emitter in test mode and operating mode and applying voltage to the emitter, characterized in that the emitter is supplied with a voltage signal U (t), which includes the traditional signal Utr (t) and two additional voltage signals Ud (t) and und (t)
U (t) = Utr (t) + Ud (t) + Und (t) = k · (p (t) + a0 · p (t) ′ + a1 · p (t) ′ ′ + a2 · x ′ + a3x)
where Utr (t) is a traditional voltage signal proportional to the value of the desired acoustic pressure
Utr (t) = k · p (t);
Ud (t) is an additional voltage signal obtained according to the formula
Ud (t) = k · (a0 · p (t) ′ + a1 · p (t) ′ ′);
Und (t) is an additional voltage signal obtained according to the formula
Und (t) = k · (a2 · x ′ + a3 · x);
k is a coefficient that determines the volume level;
t is the current time;
p (t) is the acoustic pressure that you want to reproduce;
p (t) ′, p (t) ′ ′ - the first and second derivatives of pressure with respect to time;
x is the displacement of the radiating element of the electro-acoustic emitter from the equilibrium position;
x ′ is the velocity of the radiating element of the electro-acoustic emitter;
a0, a1 - constants in the formula, have values at which the rise and fall rates of the acoustic pressure signals when the electroacoustic emitter reproduces test signals that are within the operating frequency range of the emitter, is as close as possible to the rise and fall rates of the test signals, and the shape of the acoustic signals pressure has the least distortion;
a2, a3 - constants in the formula, have values at which the waveform of the acoustic pressure when reproducing by the electro-acoustic emitter of test signals within the operating frequency range of the emitter is as close as possible to the waveform of the test signals.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013156415/28A RU2558642C2 (en) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | Method of generating electroacoustic radiator control signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013156415/28A RU2558642C2 (en) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | Method of generating electroacoustic radiator control signal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013156415A RU2013156415A (en) | 2015-06-27 |
| RU2558642C2 true RU2558642C2 (en) | 2015-08-10 |
Family
ID=53497123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013156415/28A RU2558642C2 (en) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | Method of generating electroacoustic radiator control signal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2558642C2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2161379C1 (en) * | 2000-06-01 | 2000-12-27 | Винокуров Николай Павлович | Method for reducing loudspeaker audio signal distortions |
| EP1387487A2 (en) * | 2002-07-19 | 2004-02-04 | Pioneer Corporation | Method and apparatus for adjusting frequency characteristic of signal |
| US20050031130A1 (en) * | 2003-08-04 | 2005-02-10 | Devantier Allan O. | System for selecting correction factors for an audio system |
| US20080240474A1 (en) * | 2004-03-24 | 2008-10-02 | Yuji Sakamoto | Audio Output Apparatus, Audio Signal Output Adjusting Method, Audio Signal Output Adjusting Process Program, and the Like |
| RU2416172C1 (en) * | 2007-03-21 | 2011-04-10 | Фраунхофер-Гезелльшафт цур Фёрдерунг дер ангевандтен Форшунг Е.Ф. | Method and apparatus for improving audio playback |
-
2013
- 2013-12-18 RU RU2013156415/28A patent/RU2558642C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2161379C1 (en) * | 2000-06-01 | 2000-12-27 | Винокуров Николай Павлович | Method for reducing loudspeaker audio signal distortions |
| EP1387487A2 (en) * | 2002-07-19 | 2004-02-04 | Pioneer Corporation | Method and apparatus for adjusting frequency characteristic of signal |
| US20050031130A1 (en) * | 2003-08-04 | 2005-02-10 | Devantier Allan O. | System for selecting correction factors for an audio system |
| US20080240474A1 (en) * | 2004-03-24 | 2008-10-02 | Yuji Sakamoto | Audio Output Apparatus, Audio Signal Output Adjusting Method, Audio Signal Output Adjusting Process Program, and the Like |
| RU2416172C1 (en) * | 2007-03-21 | 2011-04-10 | Фраунхофер-Гезелльшафт цур Фёрдерунг дер ангевандтен Форшунг Е.Ф. | Method and apparatus for improving audio playback |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013156415A (en) | 2015-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10734959B2 (en) | Sound processing device and method to suppress an excessive amplitude | |
| JP5729905B2 (en) | Audio system calibration method and apparatus | |
| JP5450049B2 (en) | Method and apparatus in an acoustic system | |
| JP6182869B2 (en) | Audio playback device | |
| CN109951787B (en) | Loudspeaker parameter prediction system | |
| US4109107A (en) | Method and apparatus for frequency compensation of electro-acoustical transducer and its environment | |
| US3988541A (en) | Method and apparatus for frequency compensation of electro-mechanical transducer | |
| JP6698125B2 (en) | Audio processing apparatus and method | |
| US4674123A (en) | Test bench for the adjustment of electro-acoustic channels and particularly of devices for auditory correction | |
| JPH07114519B2 (en) | Electroacoustic transducer reproduction error compensation device | |
| RU2716846C2 (en) | Audio signal correction method | |
| RU2558642C2 (en) | Method of generating electroacoustic radiator control signal | |
| TW202407513A (en) | Audio and haptic signal processing | |
| RU2582304C1 (en) | Method of generating electroacoustic radiator control signal | |
| RU2558653C2 (en) | Method for shaping control signal for electroacoustic projector | |
| RU2542637C1 (en) | Method of forming signal for controlling electroacoustic emitter | |
| JP6671001B2 (en) | Audio playback device | |
| TW201626814A (en) | Compensator system for frequency response of loudspeaker | |
| EP3603106A1 (en) | Dynamically extending loudspeaker capabilities | |
| US10863262B2 (en) | Device for controlling a loudspeaker and associated sound reproduction facility | |
| CN111050251A (en) | Non-linear port parameters for loudspeaker inverter box modeling | |
| WO2018135564A1 (en) | Acoustic effect giving device, acoustic effect giving method and acoustic effect giving program | |
| JPH04295727A (en) | Impulse-response measuring method | |
| JP7348951B2 (en) | Audio signal processing method and device | |
| CN112153537A (en) | Electromagnetic vibration transduction system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171219 |