Субботкин А.О. «Анализ колебательного процесса внутри акустической интерференционной антенны с помощью метода реверберационной матрицы» Акустический журнал, 70, № 1, с. 126-140 (2024)

Представленное в настоящей статье теоретическое исследование процесса формирования звукового поля в акустической интерференционной антенне мотивировано анализом физического принципа работы остронаправленного интерференционного микрофона. Одной из задач работы является определение звукового давления, воздействующего на мембрану микрофона внутри антенны. Анализ звукового поля внутри интерференционной антенны проводится с помощью матричного метода, схожего с методом реверберационной матрицы. Решение формально представляется в виде ряда Шварцшильда. Результат расчета по представленному методу хорошо совпадает с экспериментальными данными.

Денисов В.Е. «Пропускная способность гидроакустического канала связи» RUSSIAN TECHNOLOGICAL JOURNAL (Предыдущее название: Российский технологический журнал (с 2016 по 2021 гг.), Вестник МГТУ МИРЭА (с 2013 по 2015 гг.), 11, № 1, с. 31-40 (2023)

Пропускная способность является важной характеристикой любого канала связи, так как определяет предельную скорость передачи информации в нем. Основная цель работы – определение пропускной способности гидроакустического канала связи при ограничении на среднюю интенсивность передаваемого сигнала. Дополнительной задачей являлось определение оптимального спектра передаваемого сигнала и расчет граничных частот этого спектра. Была рассмотрена модель однолучевого канала, характерная для глубокого моря, когда приемник или передатчик расположены на достаточной глубине. Методы. Использованы положения прикладной гидроакустики, теории случайных процессов и теории информации. Результаты. Получено выражение для коэффициента передачи гидроакустического канала связи и новое выражение для спектрального уровня шумов моря, обусловленных волнением поверхности моря. На основе кусочно-линейной аппроксимации кривых спектральных уровней шумов турбулентности, судоходства, волнения моря и теплового шума моря определена спектральная плотность интенсивности шума моря. Получены зависимости пропускной способности гидроакустического канала от дальности связи, интенсивности передаваемого сигнала и состояния поверхности моря. Определены нижняя и верхняя частоты оптимального спектра передаваемого сигнала и оптимальный спектр. Исследована зависимость коэффициента использования полосы частот от интенсивности входного сигнала для разных значений дальности связи. Выводы. Использование коэффициента затухания Франсуа–Гаррисона позволило связать пропускную способность канала с параметрами морской среды: температурой, соленостью, значением водородного показателя в иcследуемом районе. При заданной интенсивности входного сигнала пропускная способность существенно уменьшается с ростом дальности и усилением волнения моря. Показано, что с ростом расстояния ширина оптимального спектра уменьшается. Отмечается значительное влияние шума от волнения моря на форму оптимального спектра и значения его граничных частот. Было установлено, что возможны случаи увеличения коэффициента использования полосы частот ростом дальности при заданной интенсивности входного сигнала.

Геворский А.В., Костин М.С., Бойков К.А. «Программно-архитектурная конфигурация многофункционального ADSP-модуля сигнального медиатестирования аудиоустройств» RUSSIAN TECHNOLOGICAL JOURNAL (Предыдущее название: Российский технологический журнал (с 2016 по 2021 гг.), Вестник МГТУ МИРЭА (с 2013 по 2015 гг.), 12, № 1, с. 30-58 (2024)

Цель статьи – программно-архитектурная разработка и параметрический анализ многофункционального аудиомодуля на базе ADSP-процессора (audio digital signal processor) ADAU1701 в среде SigmaStudio для тестирования аудиоустройств в следующих режимах: маршрутизация балансных и небалансных аудиоканалов по дифференциальной схеме «Di-Box/R Di-Box»; пространственно-временная и динамическая аудиообработка; трехполосное моноканальное кросс-разделение с независимой эквализацией; коррекция амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) аудиоканала со следящим режекторным автоподавлением электроакустической положительной обратной связи (ПОС) в заданной спектральной полосе. Методы. Использованы методы визуально-графического архитектурного программирования аудиомодулей в программных средствах SigmaStudio и Flowstone, алгоритмы сигнальных аудиоизмерений и анализа экспериментальных данных в REW и Soundcard Oscilloscope. Результаты. Исследованы характеристики схемы «Di-Box/R Di-Box» для оценки влияния дифференциального преобразования сигнала на отношение сигнал/шум в аудиоканале. Приведены характеристики субмодулей реверберации и сатурации. Показано влияние режимов эквализации на коррекцию АЧХ студийного аудиомонитора. Исследовано воздействие аудиокомпрессора на динамический диапазон и уровень выходного сигнала. Проведены результаты экспериментального исследования субмодуля компенсационной коррекции АЧХ аудиомонитора при помощи согласованной фильтрации, а также получены спектральные характеристики субмодуля автоподавления электроакустической ПОС.Выводы. Разработана программная архитектура многофункционального аудиомодуля на ADSP-процессоре ADAU1701 для тестирования и отладки медиаустройств в заданном спектрально-динамическом диапазоне. Балансная маршрутизация в 20 раз снижает влияние наводимых на аудиоканал шумов, что позволяет калибровать звукоснимающие аудиоустройства. Субмодуль аудиообработки обеспечивает компрессионную характеристику с динамическим диапазоном от –27 до 18.6 дБ с возможностью эквализационной параметризации в диапазоне 0.04–18 кГц; реверберационную характеристику в диапазоне 0.5–3000 мс; аудиоканальное кросс-разделение на 3 частотных поддиапазона с регулировкой АЧХ в динамическом диапазоне от –30 до 30 дБ. Субмодуль автокоррекции АЧХ позволяет снизить на 40 дБ динамическую неравномерность АЧХ. Субмодуль автоподавления электроакустической ПОС обеспечивает режекторное формантоподавление до –100 дБ при входном динамическом диапазоне от –50 до 80 дБ.

Бахтин В.К., Дерябин М.С., Касьянов Д.А., Манаков С.А., Шакуров Д.Р. «О принципиальном влиянии шума бурения на акустический канал связи в бурильной колонне» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 67, № 3, с. 223-235 (2024)

С развитием технологии бурения скважин возрастает потребность получения геофизических данных об этом процессе в реальном времени. Наиболее перспективным каналом передачи данных с забоя скважины на поверхность, по всей видимости, является акустический канал связи по элементам конструкции бурильной колонны. Имеющиеся на данный момент оценки предсказывают скорость передачи данных по подобному каналу связи до нескольких сотен бит в секунду. При проектировании акустического канала связи и расчёте его пропускной способности, как правило, полагают, что шум, связанный с процессом бурения, является аддитивным случайным гауссовым процессом. При этом прямые измерения шумов бурения в широком диапазоне частот показывают, что это не так. Имеется высокая вероятность появления высокоамплитудных всплесков, и на малых временах средний уровень вибраций сильно изменчив. Данная работа посвящена исследованию влияния реальных шумов бурения на акустический канал связи. Для этого была разработана цифровая модель, учитывающая экспериментальные данные о шумах бурения, которые записывались в течение длительного времени в натурных экспериментах. Представлены результаты моделирования вероятности битовой ошибки при различных подходах к помехоустойчивому кодированию, проведено сравнение с гауссовым каналом. Показано, что на качество акустического канала связи оказывает принципиальное влияние отклонение шума, сопровождающего бурение, от нормального случайного процесса.

Кувыкин Ю.А., Ольховский А.Н., Супрунюк В.В., Соколов И.Н. «Методика определения частотных характеристик микрофонов в незаглушенном лабораторном помещении, основанная на применении широкополосного сигнала возбуждения» Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (МГТУ). Серия: Приборостроение, № 4, с. 169-187 (2021)

Приведена методика определения частотных характеристик микрофонов с применением широкополосного сигнала возбуждения, основанная на методе спектрометрии временных задержек на базе рекурсивного фильтра алгоритма Гёрцеля и дополнительного скользящего комплексного взвешенного усреднения в условиях, отягощенных реверберацией звука. Для минимизации влияния отражений при измерениях использована комбинация результатов измерений по полю и давлению. На основе предложенного алгоритма разработано программное обеспечение постобработки результатов измерений при определении частотных характеристик микрофонов в незаглушенном лабораторном помещении. Создан исследовательский измерительный комплекс и проведена экспериментальная апробация разработанной методики и программного обеспечения с определением методической погрешности частотных характеристик микрофонов на основе широкополосного сигнала возбуждения. Разработанная методика с программным обеспечением рекомендована для определения частотных характеристик измерительных микрофонов по полю в незаглушенных реверберирующих лабораторных помещениях без использования вспомогательного оборудования (заглушенной камеры и камеры малого объема) с учетом приведенных в работе практических рекомендаций.

Кувыкин Ю.А., Ольховский А.Н. «Исследование рабочего эталона звукового давления с элементами встроенного контроля для поверки конденсаторных микрофонов» Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (МГТУ). Серия: Приборостроение, № 3, с. 43-60 (2022)

Приведены результаты исследований рабочего эталона звукового давления для поверки измерительных микрофонов и микрофонных конденсаторных капсюлей с элементами встроенного контроля, позволяющими повысить точность измерений при определении частотных характеристик уровня чувствительности микрофонов и увеличить интервал между поверками применяемого эталона. На основе опыта применения рабочих эталонов звукового давления (измерительных виброакустических систем ВС-321) в практике поверочных лабораторий и в результате периодических ежегодных поверок выявлены следующие недостатки виброакустических систем: снижение точности измерений звукового давления в воздушной среде и возникновение неконтролируемого временного дрейфа погрешности в интервале между поверками из-за отсутствия контроля временного дрейфа и учета погрешности входных каналов во время эксплуатации; отсутствие учета неравномерности частотной характеристики генератора, влияющей на точность измерений, при поверке микрофонов с помощью электростатического возбудителя (актюатора); недостаточная помехоустойчивость системы вследствие воздействия внешних факторов в виде посторонних шумов; интервал между поверками системы составляет всего один год. Для устранения указанных недостатков проведены исследования измерительной виброакустической системы ВС-321 с применением элементов встроенного контроля для решения задач увеличения точности измерений при поверке, повышения помехоустойчивости системы вследствие исключения влияния внешнего фактора в виде посторонних шумов, а также возможности увеличения интервала между поверками.

Кувыкин Ю.А., Ольховский А.Н. «Исследование рабочего эталона звукового давления с элементами встроенного контроля для поверки конденсаторных микрофонов» Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (МГТУ). Серия: Приборостроение, № 4, с. 43-60 (2023)

Приведены результаты исследований рабочего эталона звукового давления для поверки измерительных микрофонов и микрофонных конденсаторных капсюлей с элементами встроенного контроля, позволяющими повысить точность измерений при определении частотных характеристик уровня чувствительности микрофонов и увеличить интервал между поверками применяемого эталона. На основе опыта применения рабочих эталонов звукового давления (измерительных виброакустических систем ВС-321) в практике поверочных лабораторий и в результате периодических ежегодных поверок выявлены следующие недостатки виброакустических систем: снижение точности измерений звукового давления в воздушной среде и возникновение неконтролируемого временного дрейфа погрешности в интервале между поверками из-за отсутствия контроля временного дрейфа и учета погрешности входных каналов во время эксплуатации; отсутствие учета неравномерности частотной характеристики генератора, влияющей на точность измерений, при поверке микрофонов с помощью электростатического возбудителя (актюатора); недостаточная помехоустойчивость системы вследствие воздействия внешних факторов в виде посторонних шумов; интервал между поверками системы составляет всего один год. Для устранения указанных недостатков проведены исследования измерительной виброакустической системы ВС-321 с применением элементов встроенного контроля для решения задач увеличения точности измерений при поверке, повышения помехоустойчивости системы вследствие исключения влияния внешнего фактора в виде посторонних шумов, а также возможности увеличения интервала между поверками.

Сельский А.А., Мезин И.А. «Об издержках российского стандарта по ультразвуковому контролю сварных соединений» Контроль. Диагностика, 27, № 4, с. 47-52 (2024)

Проанализированы недостатки вступившего в силу в 2015 г. ГОСТ Р 55724-2013. В частности, существенные нарекания у специалистов по ультразвуковому контролю вызвали: отсутствие разъяснений к SKH-диаграммам, неоднозначное понимание схем контроля соединений с непроваром, некорректность методики пересчета площади плоскодонного отражателя в площадь зарубки, чрезмерно завышенный критерий по диаметру объекта для притирки призм датчиков, отсутствие разъяснений по применению настроечных образцов. Предложены пути устранения недостатков ГОСТа.