С тех пор как человечество поняло положительную роль мелодичных звуков и отрицательное влияние на наше здоровье шумов и раздражающих излишне громких звуков, появилась и начала возрастать потребность в их акустических измерениях. Потребность эта стала особенно актуальной, когда в технически развитых странах мира были приняты законы, регулирующие допустимые уровни промышленных и бытовых шумов. Еще до недавнего времени для измерений громкости звука, времени реверберации звуков в помещениях, для выявления и определения резонансных частот и прочих важных акустических характеристик помещений использовалась сложная стационарная аппаратура. Но возрастающая потребность в измерениях привела к созданию относительно недорогих портативных измерителей громкости звука и других параметров звуковых колебаний.
Давно известно, что акустические колебания могут нести в себе очень ценную информацию об источнике звука, о работе двигателей, машин, о состоянии механических конструкций. Но для использования этой информации нужен спектральный анализ звуков. За последние десятилетия с использованием современных технологий удалось создать довольно надежные, удобные, портативные анализаторы звуков.
Портативный анализатор звука 2250 фирмы Bruel & Kjaer является двухканальным. Схема его применения показана на рис. 5.9, б. Ко входу присоединяются приемники звука со встроенным предусилителем. Соединение может быть как непосредственным, так и через специальный кабель длиной в десятки метров. Анализатор получился весьма удобным и разносторонним помощником для специалистов по акустике.
В зависимости от заложенного в его микрокомпьютер программного обеспечения, он может использоваться:
- как измеритель интенсивности или громкости звука;
- как регистратор среднего уровня шума на улицах города, в районах аэропортов, на промышленных предприятиях в разных частотных диапазонах;
- для исследования акустических свойств помещений, концертных залов;
- для точной настройки музыкальных инструментов, для контроля их качества, поиска путей их улучшения.
.files/image1341.jpg)
Рис. 5.9. Портативный анализатор звука фирмы Bruel & Kjaer
Анализатор может быстро разложить звуковые колебания в спектр, который выводит на свой жидкокристаллический дисплей. При этом он может работать как с продолжительными, так и с кратковременными звуками, а также с механическими вибрациями, записывая их в свою память. С его помощью можно по изменению характера звука оперативно обнаружить сбои и нарушения в работе двигателей, машин, быстро находить причины неполадок.
На рис. 5.9, в показано применение анализатора звука для оперативного контроля шумов на улицах и площадях города, а на рис. 5.9, г – для мобильных измерений уровня шумов и создания шумовой карты города, окрестностей аэропорта, местности, окружающей слишком "шумные" предприятия. В этом случае микрофоны устанавливают на крыше автомобиля, на котором объезжают контролируемую местность, фиксируя в памяти прибора измеренные уровни шума, соответствующее координаты и время. Если в автомобиле имеется GSM навигатор, то результаты измерений уровня шума автоматически привязываются к карте. Измеренный уровень шума может автоматически сравниваться с допустимым уровнем. При превышении уровня шума подается сигнал, и микропроцессор сам составляет соответствующий протокол.
Спектральный анализ звука выполняется в полосе частот от 0,1 Гц до 20 кГц. На дисплее отображается спектр, который состоит из свыше 400 полос с разрешающей способностью 50 Гц вблизи верхней частоты 20 кГц и 1 Гц на частотах ниже 300 Гц. Информация о спектре шума, о положении резонансных пиков позволяет быстро найти пути уменьшения шума или причины нежелательных изменений в работе оборудования.
При обследовании акустических свойств помещений одновременно определяются значения времени реверберации во всех звуковых октавах и выявляются все резонансные частоты помещения. Можно быстро определить уровень и качество звука в разных местах концертного зала, найти оптимальное размещение вспомогательных звуковых колонок и необходимый уровень усиления звука, выявить проблемы звукоизоляции помещения от уличного шума, найти пути их устранения и т.п.
Записанные с помощью портативных анализаторов звуковые файлы легко переносятся на компьютер для документирования и более глубокого профессионального анализа. В качестве примера на рис. 5.10 показан полученный в результате компьютерного анализа довольно детальный трехмерный спектр одного из звуковых файлов в координатах "амплитуда - частота - время" после начала звучания.
.files/image1343.jpg)
Рис. 5.10. Пример трехмерной картины одного из звуковых файлов в координатах "частота – амплитуда – время" от начала звучания
Все больше владельцев мобильных телефонов начинают пользоваться так называемой "Bluetooth гарнитурой". Эти небольшие легкие акустические сенсоры крепят к уху с целью высвобождения рук от необходимости держать мобильный телефон, которым можно теперь дистанционно пользоваться на расстоянии до 10-20 м. С этой целью в гарнитуру встраиваются миниатюрный микрофон, схемы усиления сигналов от него, Bluetooth радиоприемник-передатчик, наушник и необходимые элементы управления. Некоторые образцы из широкого выбора имеющихся на рынке гарнитур Bluetooth показаны на рис. 5.11. Целый ряд гарнитур поддерживает сервис выдачи управляющих команд голосом, голосовой набор номера, а через некоторые из них с помощью голоса можно даже управлять несколькими домашними устройствами, оснащенными интерфейсом Bluetooth. Это может быть, например, кондиционер или обогреватель, радиоприемник или телевизор.
.files/image1344.jpg)
Рис. 5.11. Некоторые гарнитуры Bluetooth
