Podstawowe pojęcia akustyki

prof. Andrzej Czyżewski

tele-wykład z Gdańska

15 listopada 2003 r.

2

Plan prezentacji:

1. Ruch falowy

2. Podstawowe wielkości akustyczne

3. Pole akustyczne

4. Elementy elektroakustyki - przetworniki elektroakustyczne

5. Modelowanie ustrojów akustycznych

3

Fala sferycznaMoc P [W]

0,00002 W

I = W/S

][

2

Pac

Ip

24 r

WI

4

Fala poprzeczna

5

Fala podłużna

6

Fala podłużna

7

Czy fala poprzeczna może się zmienić w

sferyczną ?

8

9

Zależność prędkości dźwięku od parametrów medium transmisyjnego

      

s m K c/ 344 273 21 20 20

K = temperatura w °C + 273W wodzie: 1470 m/s w stali: 5050 m/s.

I =        

10

Front fali kulistej zmniejszenie natężenia o 6dB przy podwojeniu

odległości

11

Front fali cylindrycznej – zmniejszenie o 3dB przy podwojeniu odległości

12

Front fali poprzecznej – natężenie bez zmian

przy podwojeniu odległości

13

14

15

Superpozycja

16

Interferencje

Pole akustyczne

17

Efekt Dopplera

18

Źródło o prędkości ponaddźwiękowej

19

= c/f , 344 dzielone przez 120 is 2.9,

czyli około 3m.

20

f=1/T

21

Składowe dźwięku

Widmo

22

prms =

=0.7 ppeak

23

Czas

PogłosWczesneodbicia

Dźwiękbezpośredni

(a) (b) (c)

24

Wpływ zakłócający

przesuwanie się obrazupozornego źródłaL [dB]

–20

–10

0

200 40 60 80 100

wrażenieprzestrzenne

próg percepcji

Opóźnienie [ms]

zabarwienie

25

Klasyfikacja mikrofonów

• Ze względu na sposób przetwarzania drgań membrany na sygnał elektryczny

• Ze względu na charakter oddziaływania pola dźwiękowego na membranę

26

Mikrofon ciśnieniowy

• Schemat budowy:

patmpatm+ pak

27

Mikrofon ciśnieniowy

• Charakterystyka kierunkowa

28

Mikrofon gradientowy

• Schemat budowy:

pak1 pak2

29

Mikrofon gradientowy

• Charakterystyka kierunkowa

30

Mikrofon interferencyjny

• Schemat budowy:

31

Budowa głośnikaPrzekrój poprzecznyBudowa głośnikaPrzekrój poprzeczny

32

Budowa głośnika (c.d.)Opis elementów

Budowa głośnika (c.d.)Opis elementów

33

Mowa i proces jej wytwarzania

rezonans nosowy

artykulacja

fonacja

tchawica

oddychanie

krtań

jama nosowa

podniebienie

jama ustna

nagłośniajam

a ga

rdło

wa

przełyk

Przekrój narządów

mowy

Przekrój narządów

mowy

34

Wytwarzanie mowy

Schemat zastępczy systemu artykulacyjnegoSchemat zastępczy systemu artykulacyjnego

Transmitancjamodulująca

Impedancja emisji mowy

Generator tonu krtaniowego

Generator szumu

35

System złożony z N cylindrów o długości Li i powierzchni Ai

(i = 1, 2, ..., N)

Model fizyczny

Zbiór rezonatorów cylindrycznych

„Cyfrowy” model falowodowy

Input Output

–r1

z –d1

r0 r1

1+r1

1–r1

z –d2

–r2

z –d2

r2

1+r2

1–r2

z –dN

z –dN

–rN

z –d1

Modelowanie fizyczne - model falowodowy

36

Cechy widma mowy

Przykład analizy sonograficznejPrzykład analizy sonograficznej

37

modelowanie fizyczne - metoda falowodowa

S S S S0 1 2 M

d

d

d

d

d

d

1

1

2

2

M

M

Wej. Wyj.

(a)

(b)

(c)

38

39

Dziękuję za uwagę