О затухании высоких звуковых частот в стенах и перегородках.

Аватар пользователя Слуга ПРК-излучения

Опыты ниже я провел для своего интереса. Они устанавливают зависимость между затуханием звука в перегородке и частотой звука.
В internet можно видеть графики зависмости затухания от частоты, как правило - до 8кГц, на которых затухание растет с частотой, поэтому я ожидал получить зависимость, опровергающую возможность передачи высоких звуковых, а тем более - ультразвуковых частот через стены и перегородки.
Другой задачей опыта было развлечение - испытание бытовых инструментов для спектрального анализа звука.

ДИЗАЙН
Высокочастотный пьезодинамик размещался вплотную к стене. На него подавались частоты 1, 2, 5, 7.5, 10, 14, 18кГц.
На динамике стабилизировалась входная мощность 150мВт или напряжение 7.3В.
Динамик питался от усилителя D-класса c частотой 120МГц.
Сигнал на усиление подавался от бытового сотового телефона.
Входной и выходной сигналы усилителя контролировались осциллографом с разрешением 16 разрядов по вертикали, как это показано ниже:

1khz_2ch.png

В 0.5м от динамика помещался бытовой сотовый телефон с программой анализатора спектра и измерялся отклик.
Вначале, пара приёмник-передатчик проходила калибровку: на динамик подавался набор частот, указанный выше и измерялся отклик в воздухе для 2-х серий: со стабилизацией по напряжению на динамике и со стабилизацией по мощности.
Затем, сохраняя расстояние между динамиком и приёмником прежним, они размещались по разные стороны перегородки из гипсобетона H=75мм и 2 серии замеров повторялись. Таким образом, хотя передаточные характеристики и погрешности каждого компонента не были известны, в опытах проявлялась только их измеримое численное отношение.
Весь комплекс замеров и калибровок повторялся для различных программ анализа звукового спектра.

РЕЗУЛЬТАТЫ
Результаты приводятся для стабидизации по напряжению и одной из программ-звукоанализаторов, другие результаты сходны, что подтверждает общий вывод, приводимый в конце статьи. Данные на графиках приведены в dBFS.
Красный канал - пиковые значения. Это незначащий канал.
Зеленый канал - измеряемый спектр.

1кГц, калибровка:

1khz_air.png
1khz_air_zoom.png

1кГц, затухание:

1khz_wall.png
1khz_wall_zoom.png

2кГц, калибровка:

2khz_air.png
2khz_air_zoom.png

2кГц, затухание:

2khz_wall.png
2khz_wall_zoom.png

5кГц, калибровка:

5khz_air.png
5khz_air_zoom.png

5кГц, затухание:

5khz_wall.png
5khz_wall_zoom.png

7.5кГц, калибровка:

7.5khz_air.png
7.5khz_air_zoom.png

7.5кГц, затухание:

7.5khz_wall.png
7.5khz_wall_zoom.png

10кГц, калибровка:

10khz_air.png
10khz_air_zoom.png

10кГц, затухание:

10khz_wall.png
10khz_wall_zoom.png

14кГц, калибровка:

14khz_air.png
14khz_air_zoom.png

14кГц, затухание:

14khz_wall.png
14khz_wall_zoom.png

18кГц, калибровка:

18khz_air.png
18khz_air_zoom.png

18кГц, затухание:

18khz_wall.png
18khz_wall_zoom.png

ВЫВОДЫ
1. Затухание в перегородке 75мм падает с ростом частоты, что опровергает начальное предположение.
2. Различные программы показали расхождение результатов в диапазоне 2-7кГц, как показано ниже. Это связано с тем, что не все из них отключают предобработку микрофонного сигнала, что бракует данные диапазона 2-7кГц.
3. Данные суммарного графика затухания ниже могут быть использованы для предсказания результатов акустических воздействий через стены.
4. Раз использование высоких звуковых частот неожиданно оказалось возможно, то возможны и бинауральные эффекты и различные модуляции, для получения звука уже в помещении объекта атаки.

Затухание от частоты дано на красном канале. Фиолетовый канал - результаты, полученные с альтернативной предобработкой микрофонного сигнала. Видна зона искажения 2-7кГц.

freq_vs_damping.png

Подписка на комментарии Комментарии (5)

Аватар пользователя Слуга ПРК-излучения

Тихий_омутовец

предлагаю провести еще два эксперимента
-с заглубленным в стену динамиком
- и с заглубленным волноводом

Оба заглубления требуют вскрытие стены. Значит, мне была бы нужна стена, за эстетику которой можно не переживать.
По волноводу. Нужен проект волновода и дизайн опыта целиком. Но я полагаю, - я не электроакустик и не работал никогда с волноводами - что волновод станет работать как снаббер или как последовательное сопротивление. Т.е. сузит спектр и уменьшит акустическое давление.

Есть еще вот что:
ceramics_01.jpg

Консультации по разработке электроники осуществляются только юридическим лицам по договору об оказании профессиональных услуг

Аватар пользователя Тихий_омутовец

1
предлагаю провести еще два эксперимента
-с заглубленным в стену динамиком
- и с заглубленным волноводом

2
Наталья рекомендую посмотреть темы где в названии "выбор виброколонки", также много тем про китайскую колонку adin, рекомендую купить ее в китае, инструкция прилагается

Настоящий способ мстить врагу — это не походить на него

Аватар пользователя Наталия 10

Доброго дня суток. Подскажите пожалуйста как разобраться в этом шквале товаров? Что лучше купить? Я в Праге. Здесь нет ничего. Могу только с АлиЭкспресса. Спасибо

Аватар пользователя Слуга ПРК-излучения

Тихий_омутовец
Попробуем обойтись без чертежа.
Вас, видимо, интересует, какие меры я принял, чтобы избежать загрязнения результатов утечкой звука.
Опыт проводился в жилом помещении, поэтому я был стеснен в средствах.
Передатчик и оборудование размещались с одной стороны перегородки, телефон на штативе с анализатором спектра и я - в другой.
Опыт проводился с открытой на 10см дверью и с закрытой дверью, чтобы оценить утечку через дверь.
Известно, что дверь H=5.5cm заполнена пеной, но изолирующие характеристики я не калибровал.
Дверь находилась на такой же перегородке, примыкающей к испытуемой перегородке. L от проема до спектрометра составляло около 3м.
В обоих помещениях был уложен низковорсовый ковролин.
Открытая по линейке на 10см дверь давала прибавку в 4-5dBFS.

Ниже - пример замера с открытой дверью на 5кГц.
5khz_wall_zoom_0.png

Кроме двери, источниками загрязнения могли быть:
потолочное перекрытие (что нас устраивает, если задача - инжекция ультразвука в соседнее помещение)
ламинат в дверном проеме (рассекается межкомнатным порогом)
бетонное перекрытие пола (что нас устраивает, если задача - инжекция ультразвука в соседнее помещение)
дверной короб (тут медицина бессильна).

Консультации по разработке электроники осуществляются только юридическим лицам по договору об оказании профессиональных услуг

Аватар пользователя Тихий_омутовец

возможно ли приложить рисунок установки? известно что в бетонных помещениях upper sound "ультразвук" хорошо распространяется и заполняет их за счет переотражений, можно ли гарантировать изоляцию комнаты с источником от комнаты с приемником? чтобы избежать паразитного ультразвука, распространяющегося не через испытуемый бетон

Настоящий способ мстить врагу — это не походить на него

RSS-материал