Сукачев А.И., Верлин Р.А., Сукачева Е.А., Башкиров А.В. «Моделирование диаграммы направленности эквидистантной микрофонной решётки» Вестник Воронежского государственного технического университета, 21, № 4, с. 99-104 (2025)

Представлена методика численного моделирования диаграммы направленности эквидистантной микрофонной решётки с учетом акустико-механического взаимодействия. Исследовано влияние механических деформаций несущей платы на пространственные характеристики массива при воздействии плоской акустической волны частотой 500 Гц. Разработана модель, включающая плату размером 260×260×2 мм из материала FR-4 с 36 микрофонами, расположенными с шагом 50 мм. Проведено сравнительное моделирование для двух случаев: упругая плата и абсолютно жесткая конструкция. Показано, что максимальная деформация платы составляет 2,5993·10^–9 м, а средняя относительная погрешность синфазных сумм сигналов между моделями не превышает 0,0358%. Для построения диаграммы направленности использован алгоритм синфазного суммирования сигналов с последующей нормировкой и переводом в логарифмический масштаб. Результаты демонстрируют, что для данной конфигурации и частотного диапазона влияние механических деформаций на пространственные характеристики решетки является пренебрежимо малым. Полученные результаты позволяют конкретизировать границы применимости упрощенных моделей и разрабатывать эффективные алгоритмы пространственной обработки сигналов без учета деформаций несущей конструкции. Предложенная методика может быть использована для оптимизации конструкций микрофонных решеток на этапе проектирования. Ключевые слова: диаграмма направленности, микрофонная решётка, акустическое взаимодействие, деформация платы, эквидистантная решётка, акустическое давление, синфазное суммирование

Сукачев А.И., Глаголев Н.А., Рябых М.С., Сукачева Е.А. «Особенности разработки мобильного пассивного акустического детектора» Вестник Воронежского государственного технического университета, 21, № 4, с. 151-161 (2025)

Рассматривается структурная схема разрабатываемого мобильного акустического детектора сигналов. Из соображения кругового приёма сигналов было выбрано используемое в решении количество микрофонов, а также места их крепления на базе шлема. Определено следующее: оптимальная модель микрофонов исходя из критериев чувствительности, частотного диапазона, низкого уровня собственного шума; модель усилительного элемента, обеспечивающего согласование микрофона и входа усилительного каскада; модель аналого-цифрового преобразователя (АЦП), обеспечивающего качественное преобразование аналогового сигнала в цифровой. Представлено схемотехническое решение разрабатываемого устройства. Проведено моделирование аналогового блока приёма сигнала при уровнях входного сигнала 100 мкВ, 10 мВ, 100 мВ, 500 мВ. Получены амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) усилителя и аудиопреобразователя. По уровням несущей и побочных гармоник на выходе модели усилителя звуковой частоты (УЗЧ) при уровне входного сигнала 10 мВ и частоте 1 кГц был получен коэффициент нелинейных искажений, который составил 0,147%, что удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к системе. Разработана модель аудиопреобразователя и проведено ее моделирование. Сформирована топология печатной платы, учитывающая то, что разрабатываемая система является мобильной, печатная плата должна обладать низким уровнем внешних наводок. При проектировании печатной платы учитывалось требование перекрытия линий питания и сигнальных линий на верхнем и нижнем слое. Для предотвращения появления фазовых сдвигов сигналов учитывалась симметрия расположения микрофонов