Performance estimation of an audio system with nonlinear cancelation
Вантажиться...
Дата
2018
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Сторінок: 91, рисунків: 50, таблиць: 2, літературних джерел: 28
Дизайн та розробка електроакустичних перетворювачів це дуже складний та кропіткий процес при якому розробники намагаються оптимізувати три основні характеристики: невисоку ціну, високу ефективність та високу якість відтворюваного аудіо. Зазвичай, дуже важко одночасно задовольнити всі зазначені характеристики, адже висока якість аудіо веде до використання дорожчих матеріалів та, як наслідок, високі ціни перетворювача.
Один з можливих варіантів досягти бажаного рівня якості зберегти низьку ціну перетворювача це використання методів активного контролю перетворювачів. Незалежно від конкретного методу активного контролю основний принцип їх дії залишається незмінним: модифікувати вхідний сигнал перетворювача таким чином, щоб він компенсував привнесені перетворювачем спотворення та вихідний сигнал (тиск, прискорення).
Потенційно, такій підхід може компенсувати нелінійні спотворення загальної системи перетворювач та контролер, та збільшити якість відтворюваного аудіо сигналу залишаючи при цьому вартість системи на відносно низькому рівні. Наступним аргументом за використання активних методів контролю може бути те, що матеріали які використовуються у електро-акустичних перетворювачах майже досягли своїх фізичних лімітів, тож наступним кроком для покращення якості аудіо є використання активного контролю перетворювачів.
Метою даної роботи є дослідження існуючих нелінійних методів контролю та реалізація одного з них на основі дзеркального фільтра. Цей алгоритм було реалізовано у двох прототипах активних систем: портативна система, що являє собою дводюймовий широкосмуговий гучномовець у закритому ящику та десяти дюймовий сабвуфер також у закритому ящику.
Окрім того, проведена оцінка якості роботи алгоритму нелінійного скасування об'єктивної точки зору на основі мультитональних та монотональних сигналів. Безпосередньо алгоритми нелінійної фільтрації та два прототипи являють собою об'єкти дослідження у даній роботі. Суб'єктом є оцінка нелінійних спотворень гучномовців під і без контролю та подальше порівняння результатів.
Оцінка якості базується на двох основних методах вимірювання: мультитональний сигнал та монотональний сигнал. Ці методи дозволяють оцінювати нелінійні спотворення гучномовців з двох різних точок зору.
Мультитональний сигнал більш схожий з реальною музикою, оскільки він містить широкосмуговий спектр, та різні частоти подаються на вхід одночасно. Це дозволяє вимірювати мультитональні спотворення - залежність рівня нелінійних спотворень від частоти. Монотональний сигнал дозволяє дослідити нелінійні спотворення на кожній частоті окремо крок за кроком. Це дає можливість досліджувати гармоніки вищих порядків та їхній внесок у загальні гармонічні спотворення.
Отримані результати дозволяють практично довести можливість нелінійного контролю акустичних систем а також цінність цих підходів.
Проведені вимірювання показують фактичний рівень нелінійного скасування та надійність алгоритму у цілому. На підставі результатів оцінки можна визначити подальші кроки у вдосконаленні цієї технології та знайти її сильні та слабкі сторони.
У цілому, дана робота являє собою перше практичне застосування найсучасніших та найнадійніших методів нелінійного контролю а також об'єктивну оцінку їх якості та надійності.
Опис
Ключові слова
електроакустика, нелінійний контроль, гучномовець, активні системи, дзеркальний фільтр, адаптивний зворотній зв’язок, нелінійна модель, нелінійне сканування, electroacoustic, nonlinear control, loudspeaker, active systems, mirror filter, adaptive feedback, nonlinear model, multitone, step-sine, distortion cancelation
Бібліографічний опис
Волков, Д. Д. Performance estimation of an audio system with nonlinear cancelation : магістерська дис. : 171 Електроніка / Волков Денис Дмитрович. – Київ, 2018. – 87 с.