Fysik
Hjælp af analyse ved lyd.
Hej Folkens.
Jeg har fået tilopgave at Analysere lydbølgens vej fra en højtaler til lytter, herunder hvordan ekko opstår.
Er der nogen som kan forklar hvordan jeg kan analysere det, med forsøg samt hvordan jeg skal beregne på det. Har siddet halvanden dag nu og kan ikke finde ud af hvordan jeg skal analysere det :-(
Håber nogen kan hjælp på forhånd tak.
Svar #1
17. december 2016 af hesch (Slettet)
Uha, den er svær.
Du skal have en "højttaler", der afgiver en meget distinkt lyd, og som sådan ( har tilfældigvis spurgt fagkundsaben om noget lignende ) kan et tændrør anvendes, der afgiver et skarpt smæld ved tænding
( en ____|____ lyd ), der i virkeligheden indeholder stor effekt, selvom øret ikke opfatter lyden som høj.
Så skal du jo have en mikrofon af høj kvalitet, som du propper ind i øregangen, stop vejrtrækning og hjerterytme et øjeblik, start båndoptageren og fyr tændrøret af.
Du vil så optage smældet, efterfugt af noget "fnidder" der er ekkoet.
Du kan så Fourieranalysere det optagne, kan finde tidsforsinkelser og indhold af harmoniske. Du skal bemærke at selve smældet fra tændrøret indeholder alle mulige harmoniske, vistnok med samme amplitude, så vidt jeg husker ( for en impuls lyd ).
Om ikke andet kan du jo optage smældet alene ( altså fjerne ekkoet om du kan ). Du har så to optagelser, A og B. Den Fouriertransformerede af lydens overføringsfunktion er så:
F(ω) = A(ω) / B(ω).
Kan du finde den, er du rigtig tæt på at være i mål: Lav en digital overføringsfunktion, der efterligner den fundne, prop Brahms violinkoncert igennem, og hør forskellen med/uden dette filter. Skulle du lave forsøget i et kælderrum, skulle Brahms gerne lyde som fremført i netop dette kælderrum.
Der er dog det forbehold, at amplituderne til nogle af de harmoniske i B(ω) kan være ≈0. Du skal så sætte resultatet ved divisionen til en høj værdi for denne harmoniske ( 1 / 0 = mange ).
Husk at være heeelt stille under optagelser.
Svar #2
17. december 2016 af Flowbow (Slettet)
Uhh, det lyder lidt undviklet. Men det er selvfølgelig en mulighed. Jeg sidder lige nu og tænker om der er en formel for at beregne et ekko. Ved at højtaleren af giver en lyd bliver lyden sendt ud i to retninger, den direkte vej og den reflekterede vej. Hvis man har en trekant og har højtaler i den ene kant A, og en optager i B, hvor at den sidste del er den reflekterede del som rammer ind i væggen og bliver sendt afsted med samme indfaldsvinkel dog er afstanden fra den direkte vej til reflekterede vej anderleden, beregne hvor langt der er mellem den driekte vej og beregne hvor langt der er fra vejen til væggen og fra væggen til optager. Ved at trække dem fra hinanden se hvor langt der er fra hinanden. Og derved se hvor meget lyden er forsinket, dog bevæger lyden sig med 344 m/s ved 20 grader, men der vil stadig komme en lille efterklang som man kan beregne på. Men hvis man har en absorberende væg, hvordan skulle man se regne det ud. Vil det stadig være det samme, men amlipuden vil bare blive mindre hvor stor absorbansen er eller? Jeg kan ikke se det for mig.
Eller hvordan vil du gøre det :-)
Svar #3
18. december 2016 af hesch (Slettet)
Som du skriver er den reflekterende ( ekkodannende ) flades beskaffenhed af stor betydning. Fx danner æggebakker ikke ekko af betydning. Denne beskaffenhed har givetvis betydning for hvilke frekvenser der reflekteres og hvilke ikke. Man har jo sådanne ikke reflekterende brilleglas, belagt med et lag der har netop sådan en tykkelse at det reflekterede lys fra laget ( 50% ) og det reflekterede lys fra brilleglasset ( 50% ) bliver faseforskudt 180º, så at det samlede reflekterede lys ( 100% ) æder sig selv.
Jeg kunne forestille mig, at en lydreflekterende plade, hvori der bores små huller med en bestemt dybde, vil kunne kvæle lyd med en tilsvarende bestemt frekvens. ( Derfor æggebakken, der så vidt jeg lige kan sjusse, specielt vil dæmpe en frekvens ≈ 2.8 kHz ).
Det er derfor et kælderrum med beton-vægge/gulv lydmæssigt opleves helt anderledes end et børneværelse fyldt med teddybamser, puder og blødt tæppe opleves. Jeg vil da mene at denne forskel i rumklang også hører med til en lydanalyse, altså hvordan lytteren oplever lyden fra en højttaler.
Hvad angår det matematiske ( Fouriertransformationen ) kan jeg sagtens vedhæfte en stump Fortrankode ( ca. 20 linier ), der kan knuse en lydoptagelse à et par sekunder på et splitsekund.
Jeg fik ikke fortalt at min forespørgsel ifm. tændrøret handlede om, hvorvidt man på en medicinalfabrik i et pilleglas uden låg, ud fra en reflekteret lyd i glasset kunne "tælle" antallet af vitaminpiller i glasset. Svaret var, at det kunne man godt, med et tændrør, denne Fouriertransformation og lidt træning af noget kunstig intelligens.
Anslået nøjagtighed: ±2 piller på 200 piller, sagde sagkundskaben på DTU. Bare et klik, og pillerne er talt. Lyder det af kælderrum eller af børneværelse?
Det er ret svært at tælle piller på en medicinalfabrik, for det skal gå rigtig hurtigt, og der er rigtig mange. Vejning af glasset dur ikke, for et tomt glas vejer 50g ± 50%.
Svar #4
18. december 2016 af hesch (Slettet)
PS: Hvis du bor i det Nordjyske, kan du jo skrive til B&O og høre om du må komme forbi med et par spørgsmål: De ved hvordan man gør.
Eller er der jo nget som dette:
Svar #5
18. december 2016 af Number42 (Slettet)
Det er ikke veldefineret det du har som opgave (eller du glemmer nogle premisser).
Hvad er formålet med undersøgelsen?
Fx jeg testede engang højtalere (der angender man normalt ikke et tændrør (selv m en næsten perfekt enheds impuls sikker er fint) men et chirp som indeholder frekvenser i et vist område.
Hvis man er så ulykkelig at der er hårde vægge skal man måle det der kommer ud af højtaleren inden ekkoet kommer fra væggene (det kan fint lade sig gøre for de højere frekvenser, men de lavere har jo længere bølgelængder så man kan ikke få tid til at måle dem før ekkoet).
Rummets stlrrelse har også noget at gøre med lyd kvaliteten hvis det er det vi taler om. Man har det svært hvis man vil skabe lavere frekvenser end er er plads til i rummet (målt i bølgelængder).
Og så er der impedans tilpasningen mellem højtaleren og omgivelserne. Byg en hornhøjtaler hvis du vil have god impedang tilpasning (= effektivitet)
Men måske handler dit projekt om noget helt andet?
Skriv et svar til: Hjælp af analyse ved lyd.
Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk?
Klik her for at oprette en bruger.
