RU2623654C1 - Directional reception of sound signals in solid angle - Google Patents

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: method of highly directional reception of sound signals in a solid angle not more than 15° is provided. 4 microphones are placed on a rigid linear rod. The microphones are used in pairs: one pair is located at the maximum distance L_max from each other, the other two pairs at the distances L_av and L_min, where L_max>L_av>L_min. Output signals from each pair of microphones are connected to three summing amplifiers through the low-frequency filters: at frequency F_res1 for a pair with the distance L_max, the mid-frequency filters on F_res2 with the distance L_av and the high-frequency ones on F_res3 with the distance L_min. Filter bandwidth relative to F_res1, F_res2 and F_res3 is ±(30÷40) Hz. Adjustable threshold devices are mounted at the output of the summing amplifiers, the output signals of which form a single output signal. Resonant frequencies F_res1, F_res2 and F_res3 are found from the expression

, where S_s - the sound speed in air, L - the distance between a pair of microphones, α* - the angle of the sound wave arrival at the pair of microphones equal 35÷45°, wherein on F_res on the output summary amplifiers the output signal is zero.

EFFECT: improved reception.

2 tbl, 3 dwg

Description

Предлагается способ направленного приема звуковых сигналов в сверхмалом телесном угле, который предназначен для обнаружения трудно наблюдаемых или не наблюдаемых источников звука, а также может быть использован в ряде акустических применений научного и оперативного характеров.A method for the directed reception of sound signals in an ultra-small solid angle is proposed, which is designed to detect difficultly observed or unobservable sound sources, and can also be used in a number of acoustic applications of a scientific and operational nature.

Известен способ остронаправленного приема звуковых сигналов [1], который принят авторами как прототип (аналог) предлагаемого способа.A known method of highly directional reception of sound signals [1], which is accepted by the authors as a prototype (analogue) of the proposed method.

В качестве недостатка прототипа следует указать отсутствие расчетных данных величины телесного угла, в котором осуществляют прием звука от ненаблюдаемых источников звука в условиях присутствия акустических помех.As a disadvantage of the prototype should indicate the absence of calculated data on the magnitude of the solid angle at which sound is received from unobserved sound sources in the presence of acoustic noise.

Техническим решением предлагаемого способа является устранение отмеченного недостатка прототипа, а именно достижение значения телесного угла при регистрации звука от ненаблюдаемых источников звука равного ±(10÷15).The technical solution of the proposed method is to eliminate the noted drawback of the prototype, namely the achievement of the value of the solid angle when recording sound from unobserved sound sources equal to ± (10 ÷ 15).

Предложенный способ направленного приема звуковых сигналов в малом телесном угле включает в себя операции размещения не менее четырех приемных микрофонов на жесткой линейной основе, при этом нулевое направление приема звука микрофонами при α=0 определяют нормальным положением направления на источник звука к оси упомянутой жесткой основы. При этом выходы пары микрофонов, расположенных на максимальном расстоянии друг от друга L_max, подключают к выходам операционного суммирующего усилителя через низкочастотные фильтры, а пары микрофонов, расположенных на расстояниях L_cp и L_min, подключают соответственно к суммирующим усилителям через средне- и высокочастотные фильтры. Выходные сигналы с упомянутых суммирующих усилителей используют для формирования единого выходного сигнала. В соответствии с предложением, в упомянутых фильтрах полосу пропускания частот относительно резонансной частоты F_peз устанавливают равной ±(30÷40) Гц, частоту F_peз устанавливают из выраженияThe proposed method for the directional reception of sound signals in a small solid angle includes the operation of placing at least four receiving microphones on a rigid linear basis, while the zero direction of sound reception by microphones at α = 0 is determined by the normal position of the direction to the sound source to the axis of the said rigid base. In this case, the outputs of a pair of microphones located at the maximum distance from each other L _max are connected to the outputs of the operational summing amplifier through low-pass filters, and pairs of microphones located at distances L _cp and L _min are connected respectively to the summing amplifiers through medium and high-frequency filters . The output signals from said summing amplifiers are used to form a single output signal. In accordance with the proposal, in these filters, the frequency bandwidth relative to the resonant frequency F _{pez is} set to ± (30 ÷ 40) Hz, the frequency F _{pez is} set from the expression

,

,

а в качестве микрофонов используют однотипные однонаправленные микрофоны, оси диаграмм направленности которых направлены в сторону источника звука, при этом на выходе каждого суммирующего усилителя, связанного с парой микрофонов, устанавливают регулирующие пороговые устройства, выходные сигналы которых используют для формирования единого выходного сигнала, где С_зв - скорость звука в воздухе, L — расстояние между парой микрофонов, α* — угол прихода звуковой волны на пару микрофонов равный 35÷45°, при котором на резонансной частоте F_рез на выходе суммирующих усилителей выходной сигнал равен нулю.and as microphones use the same type of unidirectional microphones, the axis of the radiation patterns of which are directed towards the sound source, while at the output of each summing amplifier connected to a pair of microphones, control threshold devices are installed, the output signals of which are used to form a single output signal, where C _sound is the speed of sound in air, L is the distance between a pair of microphones, α * is the angle of arrival of a sound wave to a pair of microphones equal to 35 ÷ 45 °, at which the resonance frequency F _res and the output of the summing amplifiers, the output signal is zero.

Далее предлагаемый способ поясняется следующими чертежами.Further, the proposed method is illustrated by the following drawings.

Фиг. 1 - остронаправленный приемник звука, предложенный в работе [1], где 1 — звуковая волна; 2 - фронт звуковой волны; 3 — жесткая линейная основа (штанга) с микрофонами 4; 5 - разъемы, обеспечивающие механическое крепление и электрическое соединение микрофонов 4 с ручкой 6; 7 - органы регулировки порогов и усиления; 8 - разъемы с выходными сигналами; L_max, L_cp, и L_min — расстояния между парами микрофонов 4 на жесткой основе 3 (штанга); α — угол между фронтом звуковой волны 2 и осью линейной основы (при α=0 фронт 2 параллелен оси основы).FIG. 1 - sharply directed sound receiver, proposed in [1], where 1 is a sound wave; 2 - front of a sound wave; 3 - a rigid linear base (rod) with microphones 4; 5 - connectors for mechanical mounting and electrical connection of microphones 4 with handle 6; 7 - organs for adjusting thresholds and amplification; 8 - connectors with output signals; L _max , L _cp , and L _min - the distance between the pairs of microphones 4 on a rigid base 3 (rod); α is the angle between the front of sound wave 2 and the axis of the linear base (for α = 0, front 2 is parallel to the axis of the base).

Фиг. 2 - диаграмма направленностей однонаправленного микрофона (кардиоида) из работы [2].FIG. 2 is a directivity diagram of a unidirectional microphone (cardioid) from [2].

Фиг. 3 - функциональная схема включения микрофонов в предложенном способе приема звука, где 9, 10, 11 - соответственно фильтры с резонансными частотами F_peз1(L_max), F_peз2(L_cp) и F_peз3(L_min) с полосой пропускания каждого фильтра равной ±(30÷40) Гц; 12 - операционный суммирующий усилитель; 13 - элементы регулировки амплитудного порога на выходе усилителя 12; 14 - выходные гнезда звукового сигнала.FIG. 3 is a functional diagram of the inclusion of microphones in the proposed method of receiving sound, where 9, 10, 11 are, respectively, filters with resonant frequencies F _pez1 (L _max ), F _pez2 (L _cp ) and F _pez3 (L _min ) with a passband of each filter equal to ± (30 ÷ 40) Hz; 12 - operational summing amplifier; 13 - elements for adjusting the amplitude threshold at the output of the amplifier 12; 14 - audio output jacks.

На Фиг. 1 показано устройство приемника звука из работы [1]. Звуковая волна 1 с фронтом 2 воздействует на микрофоны 4, размещенные на жесткой линейной основе - штанге 3. Расстояние между крайними микрофонами 4 составляет L_max, а два других микрофона по отношению к крайним микрофонам размещены на расстояниях L_cp и L_min. При параллельности фронта 2 и оси штанги (основы с микрофонами 4) звуковые колебания будут поступать на микрофоны 4 в одной фазе, то есть при α=0. При α≠0 прием звуковых волн парами микрофонов происходит со сдвигом по фазе или с временной задержкой Δt_зад находим из выраженияIn FIG. 1 shows the device of the sound receiver from [1]. The sound wave 1 with the front 2 acts on the microphones 4 placed on a rigid linear basis - the rod 3. The distance between the extreme microphones 4 is L _max , and two other microphones with respect to the extreme microphones are placed at distances L _cp and L _min . When the front 2 and the axis of the boom (base with microphones 4) are parallel, sound vibrations will arrive at the microphones 4 in one phase, that is, at α = 0. When α ≠ 0 receiving sound waves pairs of microphones occurs in phase or time delay Δt _ass found from the expression

или

or

Величина Δt_зад⋅С_зв имеет размеренность длины и может быть выражена в долях длины волны звука. Так как АС есть расстояние между микрофонами, то (1) можно записать в видеThe value Δt _ass ⋅C _sv has a dimension of length and can be expressed in fractions of the wavelength of sound. Since the speakers are the distance between the microphones, (1) can be written as

откуда

where from

Выражение (2) соответствует полной амплитудной компенсации звукового сигнала на выходе суммирующего усилителя на частоте F_peз при угле поступления звуковой волны равном α*. Так при L=0,5 м и α*=45°:Expression (2) corresponds to the full amplitude compensation of the sound signal at the output of the summing amplifier at a frequency F _pez at an angle of arrival of the sound wave equal to α *. So at L = 0.5 m and α * = 45 °:

Особенности слуха человека заключаются в том, что воспринимаемый сложный звуковой сигнал анализируется по частоте и амплитуде с определенными характеристиками |2].Features of human hearing are that the perceived complex sound signal is analyzed in frequency and amplitude with certain characteristics | 2].

Далее анализ предложенного способа будет выполняться на примере приема речи человека. Речевой тракт - сложный непрерывно перестраеваемый фильтр с набором резонансов, которые создаются полостями рта, носа, носоглотки. Монотонный спектр импульсов основного тона, возникающий в голосовых связках, преобразуется в спектр с максимумами и минимумами. Такие максимумы в спектре называют формантами [2, 3]. Первая форманта имеет резонансную частоту F_peз1 в диапазоне 400÷600 Гц, вторая форманта F_peз2 - 0,8÷1,0 кГц, третья форманта F_peз3 - 1,2÷1,8 кГц. Поэтому авторы предлагают в качестве резонансных частот упомянутых фильтров использовать указанные резонансные формантные частоты [1].Further, the analysis of the proposed method will be performed on the example of the reception of human speech. The speech tract is a complex continuously tunable filter with a set of resonances that are created by the mouth, nose, and nasopharynx. The monotonous spectrum of the pulses of the fundamental tone that occurs in the vocal cords is converted into a spectrum with maxima and minima. Such maxima in the spectrum are called formants [2, 3]. The first formant has a resonant frequency F _pez1 in the range of _400–600 Hz, the second formant F _pez2 is _0.8–1.0 kHz, the third formant F _pez3 is _1.2–1.8 kHz. Therefore, the authors propose using the indicated resonant formant frequencies as the resonance frequencies of the mentioned filters [1].

Фиксированные расстояния между парами микрофонов L_max, L_cp и L_min, таким образом, должны соответствовать (см. (2)) частотам из указанных диапазонов формант при заданном угле α*.The fixed distances between the microphone pairs L _max , L _cp and L _min , therefore, must correspond (see (2)) to the frequencies from the indicated ranges of formants for a given angle α *.

По мнению авторов угол α* должен устанавливаться равным 35÷45°. Такие значения α* на указанных частотах F_peзl, F_peз2, HF_peз3, с одной стороны, обеспечивают полную амплитудную нейтрализацию акустических помех с пары микрофонов. С другой стороны, при поступлении помехи в угле ±2α* сигналы с пары микрофонов в суммирующем усилителе складываются. Для уменьшения амплитуды таких помех предложено использовать микрофоны с односторонней направленностью с диаграммой в виде кардиоиды или суперкардиоиды. Чувствительность таких микрофонов при углах α*=70÷80° уменьшается до значений 0,05÷0,6. Таким образом, предложения установления угла α* в диапазоне 35÷45° и использование однонаправленных микрофонов в предлагаемом способе обеспечивают пространственную селекцию полезного сигнала.According to the authors, the angle α * should be set equal to 35 ÷ 45 °. Such values of α * at the indicated frequencies F _pez , F _pez2 , HF _pez3 , on the one hand, provide the full amplitude neutralization of acoustic noise from a pair of microphones. On the other hand, when interference occurs in an angle of ± 2α *, the signals from a pair of microphones in a summing amplifier are added. To reduce the amplitude of such interference, it is proposed to use microphones with one-sided directivity with a diagram in the form of cardioids or supercardioids. The sensitivity of such microphones at angles α * = 70 ÷ 80 ° decreases to 0.05 ÷ 0.6. Thus, the proposals for establishing the angle α * in the range 35 ÷ 45 ° and the use of unidirectional microphones in the proposed method provide spatial selection of the useful signal.

В прототипе не отмечены полосы пропускания (резонансных) фильтров. Авторами выполнен расчет амплитуд двух синусоидальных величин с одинаковой частотой и амплитудой в зависимости от величины фазового сдвига между ними. Приняв одну из фаз за нуль, сумма амплитуд двух синусоидальных величин имеет видThe prototype is not marked bandwidth (resonant) filters. The authors calculated the amplitudes of two sinusoidal quantities with the same frequency and amplitude depending on the magnitude of the phase shift between them. Taking one of the phases as zero, the sum of the amplitudes of two sinusoidal quantities has the form

где А - амплитуда синусоид, ϕ - фазовый сдвиг между синусоидами. Поступающие на любую пару микрофонов с расстояниями между ними L_mах, L_cp и L_min звуковые сигналы при углах α*=35÷45° на частотах F_peз.min, F_рез.ср и F_рез.mах обеспечивают сдвиг по фазе равный 180° (0,5λ_рез), что и обеспечивает A_∑=0. Но акустические помехи могут поступать на эти пары микрофонов в углах α=0÷90° и в широком частотном диапазоне.where A is the amplitude of the sinusoid, ϕ is the phase shift between the sinusoids. Sound signals _arriving at any pair of microphones with distances between them L _max , L _cp and L _min at angles α * = 35 ÷ 45 ° at frequencies F _re.min , F _res.res and F _re.max provide a phase shift of 180 ° (0,5λ _Res), which ensures A _Σ = 0. But acoustic noise can come to these pairs of microphones in the angles α = 0 ÷ 90 ° and in a wide frequency range.

В таблице 1 приведены значения A_∑ при А₁=А₂=1,0 и для L≅0,5 м, α*=45° имеем F_peз=486 Гц и ширина полосы пропускания (относительно F_peз) равна ±30 Гц и ±50 Гц.Table 1 shows the values of A _∑ at A ₁ = A ₂ = 1.0 and for L≅0.5 m, α * = 45 ° we have F _rez = 486 Hz and the bandwidth (relative to F _rez ) is ± 30 Hz and ± 50 Hz.

Из таблицы 1 следует, что при установлении на выходе операционных усилителей, на входы которых поступают сигналы от упомянутых пар микрофонов, устанавливают пороговое устройство, при уровне порога равном ~1,60 звуковой сигнал может быть зафиксирован в телесном угле ±15°.From table 1 it follows that when the operational amplifiers are installed at the output, the inputs of which receive signals from the mentioned pairs of microphones, a threshold device is installed, with a threshold level of ~ 1.60, the sound signal can be fixed in a solid angle of ± 15 °.

Понятно, что для резонансной частоты второй форманты F_peз2≅0,9 кГц расстояние между микрофонами L_cp в соответствии с (2) должно быть L_cp=0,27 м, а для резонансной частоты третьей форманты F_peз3≅1,3 кГц расстояние L_min≅9 см. Также очевидным является и тот факт, что при полосе пропускания ±30 Гц или ±50 Гц относительно соответствующей резонансной частоты будут соответствовать значениям A_∑, приведенным в таблице 1.It is clear that for the resonant frequency of the second formant F _{pez2 ≅} 0.9 kHz, the distance between the microphones L _cp in accordance with (2) should be L _cp = 0.27 m, and for the resonant frequency of the third formant F _pez3 ≅ 1.3 kHz L _min ≅ 9 cm. It is also obvious that with a passband of ± 30 Hz or ± 50 Hz relative to the corresponding resonant frequency they will correspond to the values of A _∑ given in table 1.

Для наглядности и сравнения в таблице 2 приведены расчетные значения α*=35° (при котором A_Σ=0). Значения в таблице 1 получены при L_max - 0,5 м и в этом случае F_peз1=5921 Гц (для ее уменьшения следует увеличивать L_max), а значения А_∑ приведены при полосе пропускания ±30 Гц.For clarity and comparison, Table 2 shows the calculated values of α * = 35 ° (at which A _Σ = 0). The values in table 1 were obtained at L _max - 0.5 m and in this case F _pe1 = 5921 Hz (to decrease it, L _max should be increased), and the values of A _∑ are given for a passband of ± 30 Hz.

Из таблицы 2 следует, что при установлении порога на выходе суммирующих усилителей равного, например, 1,8, телесный угол, в котором может быть зафиксирован сигнал в указанной полосе частот, составит ±10°.From table 2 it follows that when the threshold at the output of the summing amplifiers is set equal to, for example, 1.8, the solid angle at which the signal can be fixed in the indicated frequency band will be ± 10 °.

Акустические помехи, поступившие на пары микрофонов в угле 75÷90°, уменьшаются за счет использования однонаправленных микрофонов.Acoustic noise received by a pair of microphones in an angle of 75 ÷ 90 °, is reduced through the use of unidirectional microphones.

Следует отметить, что использованная при расчетах A_∑ полоса пропускания фильтров практически равна критическим полосам частот слуха человека [3]. Для этих полос пропускания характерным является факт, что тон на формантной частоте в указанной полосе пропускания может быть услышан, если уровень равномерного шума будет превышать уровень сигнала на 1,8 дБ.It should be noted that the calculations used A _Σ filter passband substantially equal to the critical bands of human hearing frequencies [3]. For these bandwidths, it is characteristic that the tone at the formant frequency in the specified bandwidth can be heard if the level of uniform noise exceeds the signal level by 1.8 dB.

Обобщая данные таблиц 1 и 2 можно сделать следующие заключения:Summarizing the data of tables 1 and 2, we can draw the following conclusions:

- углы α*, при которых A_∑=0, можно назвать углами компенсации, и их рекомендуемые значения равны 35÷45°;- angles α *, at which A _∑ = 0, can be called compensation angles, and their recommended values are 35 ÷ 45 °;

- рекомендованные значения углов α* обосновывают применение однонаправленных микрофонов;- the recommended values of the angles α * justify the use of unidirectional microphones;

- регулировка порога при регистрации суммирующего сигнала в диапазоне (1,5÷1,8)⋅А позволяет регулировать величину телесного угла, в котором можно зафиксировать сигнал от источника звука в полосе частот трех формант человеческой речи, равного ±10÷15°.- threshold adjustment during recording of the summing signal in the range of (1.5 ÷ 1.8) ⋅A allows you to adjust the value of the solid angle at which you can fix the signal from the sound source in the frequency band of the three formants of human speech, equal to ± 10 ÷ 15 °.

Таким образом, предложен способ регистрации звуковых сигналов в малом телесном угле (±10÷15°), в котором использованы:Thus, a method for recording sound signals in a small solid angle (± 10 ÷ 15 °), in which are used:

- пространственная селекция при углах компенсации α*=35÷45°;- spatial selection at compensation angles α * = 35 ÷ 45 °;

- частотная селекция, связанная с использованием основных частот фильтров равных формантным и установлением полосы пропускания фильтров (30÷40) Гц;- frequency selection associated with the use of the fundamental frequencies of the filters equal to the formant and the establishment of the passband of the filters (30 ÷ 40) Hz;

- амплитудная селекция на выходе суммирующих усилителей пар микрофонов в виде регулирующих амплитудных порогов.- amplitude selection at the output of summing amplifiers of pairs of microphones in the form of regulating amplitude thresholds.

На Фиг. 3 приведена функциональная схема устройства, реализующего предложенный способ. Выходные сигналы с соответствующих пар микрофонов 3 с расстоянием между ними L_max, L_cp и L_min через фильтры 9, 10 и 11 подключают к выходам суммирующих операционных усилителей 12. Выходные сигналы этих усилителей через элементы с регулирующим порогом 13 подключают к последующим суммирующим усилителям для формирования единого выходного сигнала, который подключают к выходным гнездам 14.In FIG. 3 shows a functional diagram of a device that implements the proposed method. The output signals from the corresponding pairs of microphones 3 with a distance between them L _max , L _cp and L _min through the filters 9, 10 and 11 are connected to the outputs of the summing operational amplifiers 12. The output signals of these amplifiers through elements with a regulating threshold 13 are connected to the subsequent summing amplifiers for forming a single output signal, which is connected to the output sockets 14.

Следует отметить, что при наличии 4-х микрофонов, расположенных на жесткой основе - штанге, число возможных сочетаний пар микрофонов равно 6-ти. В настоящем предложении и в формуле отмечено использование только 3-х пар микрофонов. Это связанно с тем, что суть предложенного способа достаточно полно поясняется использованием 3-х пар. Использование других сочетаний, частоты которых F_peз определяются неравенством F_min<F_peз<F_max, с одной стороны, увеличивает эффективность регистрации звука от ненаблюдаемых источников звука, а с другой стороны, может существенно увеличить массово-габаритные характеристики устройства за счет фактически удвоения схемы обработки сигнала и ее питания. При снятии жестких требований к массово-габаритным характеристикам возможно использование сочетания 6-ти пар микрофонов.It should be noted that in the presence of 4 microphones located on a rigid base - a rod, the number of possible combinations of pairs of microphones is 6. In this proposal and in the formula, the use of only 3 pairs of microphones is noted. This is due to the fact that the essence of the proposed method is quite fully explained using 3 pairs. The use of other combinations whose frequencies F _{pez are} determined by the inequality F _min <F _pez <F _max , on the one hand, increases the efficiency of recording sound from unobserved sound sources, and on the other hand, can significantly increase the mass-dimensional characteristics of the device due to actually doubling the circuit signal processing and its power. When removing stringent requirements for mass-dimensional characteristics, it is possible to use a combination of 6 pairs of microphones.

Авторы не указывают типы микрофонов, которые могут быть использованы в предложенном способе, так как они достаточно широко представлены в информационных предложениях фирм производителей в России и за рубежом.The authors do not indicate the types of microphones that can be used in the proposed method, since they are quite widely represented in the information offers of manufacturers in Russia and abroad.

Конструктивное исполнение устройства по схеме на Фиг. 1 предлагает размещение на лицевой панели ручек 6-ти органов управления (3 регулировки порогами при регистрации и 3 ручки управления суммирующими усилителями при форматировании единого выходного сигнала) и гнезд выходных сигналов для подключения, и головных наушников, и других записывающих и передающих устройств.The design of the device according to the circuit of FIG. 1 offers the placement on the front panel of the knobs of 6 controls (3 threshold adjustments during registration and 3 control knobs of summing amplifiers when formatting a single output signal) and output signal jacks for connecting, and headphones, and other recording and transmitting devices.

Используемая литератураUsed Books

1. Аленин B.C., Крутяков Ю.А., Венедиктов М.Д., Кочалов А.Ю. Способ ОН приема звуковых волн. - Патент РФ №2538031 от 16.10.2012 г., патентодержатель ФГОБУ ВПО МТУСН.1. Alenin B.C., Krutyakov Yu.A., Venediktov M.D., Kochalov A.Yu. The method of receiving sound waves. - RF patent No. 2538031 of 10.16.2012, patent holder of FSBEI HPE MTUSN.

2. Алдошин И.А., Вологин Э.И., Ефимов А.П. и др. Электроакустика и звуковое вещание. -М.: Горячая линия - Телекон, 2007, 863 стр.2. Aldoshin I.A., Vologin E.I., Efimov A.P. et al. Electroacoustics and sound broadcasting. -M .: Hotline - Telekon, 2007, 863 pp.

3. Сапожков М.А. Речевой сигнал в кибернетике и связи. - М.: Связьиздат, 1968, 452 стр.3. Sapozhkov M.A. Speech signal in cybernetics and communication. - M .: Svyazizdat, 1968, 452 pp.

4. Audio - technica (alweys - listening), каталог продукции, 2013-2014.4. Audio - technica (alweys - listening), product catalog, 2013-2014.

Claims (3)

Направленный прием звуковых сигналов в малом телесном угле, включающий в себя операции размещения не менее четырех приемных микрофонов на жесткой линейной основе, при этом нулевое направление приема звука микрофонами при α=0 определяют нормальным положением направления на источник звука к оси упомянутой жесткой основы, причем выходы пары микрофонов, расположенных на максимальном расстоянии друг от друга L_max, подключают к выходам суммирующего операционного усилителя через низкочастотные фильтры, а пары микрофонов, расположенных на расстояниях L_cp и L_min, подключают соответственно к своим суммирующим усилителям через средне- и высокочастотные фильтры, а выходные сигналы с упомянутых суммирующих усилителей используют для форматирования единичного выходного сигнала, отличающийся тем, что полосу пропускания частот в упомянутых фильтрах относительно их резонансной частоты F_peз устанавливают равной ±(30÷40) Гц, частоту F_рез устанавливают из выраженияDirectional reception of sound signals in a small solid angle, including the operations of placing at least four receiving microphones on a rigid linear basis, while the zero direction of sound reception by microphones at α = 0 is determined by the normal position of the direction of the sound source to the axis of the said rigid base, and the outputs pairs of microphones located at a maximum distance from each other L _max are connected to the outputs of the summing operational amplifier through low-pass filters, and pairs of microphones located at at the states L _cp and L _min , respectively, they are connected to their summing amplifiers through medium and high-frequency filters, and the output signals from the said summing amplifiers are used to format a single output signal, characterized in that the frequency bandwidth in the said filters relative to their resonant frequency F _pe set equal to ± (30 ÷ 40) Hz, the frequency F _res set from the expression

а в качестве микрофонов используют однотипные однонаправленные микрофоны, оси диаграмм направленности которых направлены в сторону источника звука, при этом на выходе каждого суммирующего усилителя, связанного с парой микрофонов, устанавливают регулирующие пороговые устройства, выходные сигналы которых используют для формирования единого выходного сигнала, где С_зв - скорость звука в воздухе, L - расстояние между парой микрофонов, α* - угол прихода звуковой волны на пару микрофонов равный 35÷45°, при котором на резонансной частоте F_рез на выходе суммирующих усилителей выходной сигнал равен нулю.and as microphones use the same type of unidirectional microphones, the axis of the radiation patterns of which are directed towards the sound source, while at the output of each summing amplifier connected to a pair of microphones, control threshold devices are installed, the output signals of which are used to form a single output signal, where C _sound - the speed of sound in air, L - distance between the pair of microphones, α * - the angle of arrival of the sound wave on a pair of microphones is equal to 35 ÷ 45 °, wherein in the resonance frequency F _res on Exit summing amplifier output signal is zero.

Images