Звіт з науково-дослідної роботи на тему: “Моделювання фізіологічного регулятора тембру”

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ

ВІННИЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра радіоелектроніки

Звіт

з науково-дослідної роботи на тему  

“моделювання фізіологічного регулятора тембру”

Виконала:ст. гр.ОТЗ-97 

                                                                                           Маленко Д.В.      

                                                                                 Перевірив:доцент 

                                                                      Рудик В.Д.

ВІННИЦЯ 2000

Зміст

Вступ…………………………….…………………………………………

1.     Опис пристрою………………………………………………………………

1.1.  Призначення пристрою……………………………………………………

1.2.  Принцип функціонування пристрою …………………………………….

1.3.    Параметри пристрою…………………………………………………….

2.     Моделювання …….…………………………………………………………

2.1.  Опис моделюючої системи……………………………………………….

2.2.  Аналіз елементної бази та підготовка до моделювання………………..

2.3.  Моделювання АЧХ……………………………………………………….

3.    Порівняння отриманих та очікуваних параметрів………………………..   

          Висновок…………………………………………………………………

          Список використаної літератури……………………………………….

Вступ

Для високоякісного відтворення звукових програм вигляд наскрізної АЧХ всього тракту не меньш потрібний для слухового відчуття, ніж малий коефіцієнт нелінійних спотворень. Невдачний вибір положень движків регулятора тембру (РТ) може зробити звучання настільки неприємним, що не схочеться слухати апаратуру екстра-класу з мінімальними власними спотвореннями двух видів. Незамінним приладом є еквалайзер, яким можна корегувати недоліки акустики приміщення, нерівномірність АЧХ гучномовців і других ланок, тобто, власно, вирівнювати сумарну АЧХ, а не регулювати тембр. Спектральну обробку в співставленні з індивідуальними особливостями слуху й художнім смаком слухача, а також при переході від однієї фонограми до іншої з іншим тональним балансом, майже завжди визначається як “добавити басів” чи “вбрати високі”, слідує приводити спеціально призначеним для цього РТ, частіше всього двухсмуговим.

1. Опис пристрою

Для забезпечення звуковідтворення існуючі схеми РТ мало придатні.

Вони “добрі” тільки при нейтральних положеннях регуляторів, коли їх вплив на АЧХ зникає. Розглянемо, яким вимогам повинен задовольняти РТ для забезпечення максимальної природності звучання.

Виходимо з фізіологічних особливостей людського слуху, враховуючи те що гучність звучання залежить не тільки від рівня звукового тиску (РЗТ), але й від тембру сигналів. За основу візьмемо відомі криві, які рівні гучності по стандарту DIN-45650, 1966 [1], наведені на рис. 1,а. Виходячи з них, можна побудувати АЧХ органу слуху – залежність суб’єктивно відчуваного рівня гучності (РГ) від частоти сигналу для деякого рівня звукового тиску L. Наприклад, при L=75дБ, провевши паралельно осі абсцис пряму, отримаємо її перетин з різними ізофонами. В цих точках РГ такий же, як і на частоті 1 кГц тієї ж ізофони. З кожної точки перетину проводимо вертикаль до рівня, рівного РГ (в фонах ) тієї ж ізофони (РЗТ цієї ізофони на частоті 1 кГц). Сукупність отриманих точок і дає шукану АЧХ для L=75дБ. Родина АЧХ органа слуху при різних L показана на рис. 1,б.

          Вхідним сигналом для органа слуху є звукові коливання, а результат – відчуття гучності і висоти тону. В зв’язку з цим зручно використовувати слідуючу модель слуху, чисто формальну але корисну для наших цілей. Уявимо орган слуху у вигляді послідовності: акустичного фільтра (АФ), в якому зосереджені частотні якості слуху, і деякого частотно-незалежного перетворювача звукового тиску (ЗТ) у відчуття гучності. Тоді родина АЧХ акустичного фільтра точно співпадає з рис. 1,б, тільки по осі ординат відкладений не РГ в фонах а РЗТ на виході АФ в децибелах. Перетворювачу залишається перевести РЗТ в децибелах в РГ в фонах в співвідношенні 1 до 1. Результуюча АЧХ системи фільтр – перетворювач ідентична показаній на рис. 1,б. В такій моделі зручно розглядати хвилюючі нас частотні якості слуху, оскільки вона дозволяє не враховувати одиниці рівня гучності “фон” і оперувати тільки з децибелами.

          Коефіцієнт передачі К (f, l) акустичного фільтру при частоті f і УЗТ l (відношення вихідного ЗТ до вхідного) на частоті 1 кГц постійний і рівний одиниці. Частотні залежності К (f, l) для різних l показані на рис. 1,в. вони отримані з рис. 1,б зсувом його кривих в вертикальному положенні до співпадання ординат кривих, які відповідають частоті 1кГц.

 Криві на рис. 1,в являють собою дійсні АЧХ слуху. Їх вигляд відповідає відомому факту, що з зменшенням інтенсивності звука чутливість до низькочастотних коливань падає при зміні інтенсивності орган слуху “автоматично перемикається” з одної АЧХ на другу, але ми цього не помічаємо, поки спрймаємі звуки відносяться до дійсних, звичних сигналів. Наприклад, звучання рояля правильно ідентифікується, незалежно від того, знаходиться слухач біля нього або в кінці кімнати, де утворюєме ЗТ набагато меньше. В цьому понятті ні одна АЧХ (рис. 1,в) не є більш “правильною” ніж інші. В той же час любе спотворення дійсних АЧХ зразу не відчувається (це легко замітити, поклавши в вуха по комочку вати).