Эффект Допплера на акустических системах (1 онлайн

У

Удалённый пользователь 2234

Guest
В общем, если не пользоваться всякими странными обьяснениями, типа "" при приближении диффузора фронт сигнала нарастает быстрее, а при отдалении диффузора - спадает медленнее""
то можно просто написать, что это частотная модуляция, она же фазовая (частота = производная фазы)
Наверное я плохо объясняю - поэтому картинка (еще раз повторю - единичная синусоида, поэтому частота хода диффузора = частоте синусоиды, поэтому получается не частотная модуляция, а искажение формы сигнала = гармонические искажения). Для того чтобы это было видно невооруженным глазом - в эмуляторе задал значение амплитуды хода диффузора +- 60 см (у математической модели по этому параметру ограничений нет, поэтому можем сделать виртуальный динамик и с такой амплитудой хода :mad:)
Doppler_HarmDist.png
 
У

Удалённый пользователь 2234

Guest
А вот картинка - добавляем к первой синусоиде вторую - с более высокой частотой - и вот здесь уже происходит частотная модуляция высокочастотного сигнала низкочастотным (видно что на фронте низкочастотного сигнала (диффузор приближается) частота вч сигнала повышается, а на спаде нч сигнала (диффузор отдаляется) частота вч сигнала понижается.
Doppler_FM.png
 
  • Like
Реакции: Ortseam и Maxim Kashtanov

baran-ban

Active Member
1 Сен 2011
410
172
43
поэтому получается не частотная модуляция, а искажение формы сигнала = гармонические искажения
А вот тут я не понял... за счет чего по вашему получаются искажения формы сигнала?
Только не надо про скорость нарастания фронта сигнала ;-) , как нибудь более математически точно пожалуйста.

P.S.
Если быть точнее, при однотонном сигнале моделируется мгновенная частота. Т.е. период, конечно остается одинаковым.
это в принципе можно расценить, как изменение формы сигнала без фазовой модуляции
Вы об этом?

На самом деле форма меняется из-за фазовой модуляции, т.е. производная частоты плавает во время периода. И на этом я пожалуй настаиваю.
 
Последнее редактирование:

user811

Well-Known Member
1 Май 2012
864
713
93
Москва
Наверное я плохо объясняю - поэтому картинка (еще раз повторю - единичная синусоида, поэтому частота хода диффузора = частоте синусоиды, поэтому получается не частотная модуляция, а искажение формы сигнала = гармонические искажения)
Проясните, пожалуйста, амплитуда какой физической величины изображена у вас на первом графике по вертикальной оси, там где одна искаженная синусоида?
 
У

Удалённый пользователь 2234

Guest
за счет чего по вашему получаются искажения формы сигнала
за счет того что в течение одного периода сигнала диффузор сначала приближается (половина периода сигнала) а затем отдаляется (вторая половина периода синала) - на картинке все наглядно видно.
А вот когда в течение одного периода хода диффузора имеется много периодов сигнала (для второго сигнала с более высокой частотой), то происходит частотная модуляция вч сигнала нч сигналом.

Проясните, пожалуйста, амплитуда какой физической величины изображена у вас на первом графике по вертикальной оси, там где одна искаженная синусоида?
амплитуда сигнала, который будет воспринимать слушатель (или микрофон) из динамика на который подана одна синусоида 20 гц при амплитуде хода диффузора +- 60 см (мат. модель)..
 
Последнее редактирование модератором:

baran-ban

Active Member
1 Сен 2011
410
172
43
за счет того что в течение одного периода сигнала диффузор сначала приближается (половина периода сигнала) а затем отдаляется (вторая половина периода синала)
= периодическая фазовая модуляция. Мгновенная частота плавает во время периода!
При этом длина периода не меняется.
т.е. частота (не мгновенная) стоит на месте
 
У

Удалённый пользователь 2234

Guest
@baran-ban, можно сформулировать и так, но не нужно усложнять - в результате происходит изменение формы сигнала без изменения периода сигнала, а это = просто гармонические искажения и больше ничего, то есть к исходному сигналу добавляются гармоники, что и видно на спектроанализаторе - я ж картинку спектра дал - там все видно (основной тон 20 гц и гармоники 40, 60, 80 гц и т.д.).
 

MSerg

Well-Known Member
30 Ноя 2015
872
1.539
93
Вот я не понимаю, почему вам интересно столько времени тратить на Эффект Доплера, когда есть действительно серьёзные проблемы, такие как... реверберация в корпусе колонок. Ведь там параллельные стены, стоячие волны, время реверберации на разных частотах, чёрт ногу сломит. Очевидно, что надо пробурить дырку в кубиках, засунуть туда измерительный микрофон и снимать импульсы. А потом подать синусойду, записать гармоники, изменения формы сигнала, всё это будет видно на спектроанализаторе. Пока Вы тут мучаетесь с Доплером, совсем позабывали о реальных проблемах.
 
Последнее редактирование:
У

Удалённый пользователь 2234

Guest
А я не понимаю почему вам интересно
пробурить дырку в кубиках, засунуть туда измерительный микрофон и снимать импульсы. А потом подать синусойду, записать гармоники, изменения формы сигнала, всё это будет видно на спектроанализаторе.
И самое главное я не понимаю для какой цели можно использовать результаты таких странных замеров.
Пока Вы тут мучаетесь с Доплером
Я не мучаюсь, я сделал по заказу в свое время модель динамика, которая в числе прочего включала в себя и эмуляцию эффекта Доплера и получил за это оговоренную контрактом устраивающую меня сумму денег. Это моя работа.
 
Последнее редактирование модератором:

Garin

Active Member
3 Авг 2015
527
118
43
47
Балаково
@NickCrow, - Вот Вы говорите "Чтоб получить эффект Д. нужно всего одно условие - чтобы источник звука приближался / отдалялся от слушателя". Да,но что является источником звука.Диффузор в любом случае приближается и удаляется и это не считается эффектом Доплера,а при колебаниях высокочастотных на фоне низкочастотных просто меняется скорость движения диффузора,то есть при "положительном" низкочастотном движении происходит еще толчок вперед,что ускоряет диффузор и обратный эффект при обратном движении.Но скорость колебаний диффузора не дает эффекта Доплера,например возьмем диффузор колеблющийся с частотой 30 Гц и проходящий путь при этом за одно колебание 10 мм,тогда диффузор пройдет за 1 сек. 300 мм,но мы можем сохраняя амплитуду заставить диффузор воспроизводить частоту равную 300 Гц и тогда диффузор будет двигаться в десять раз быстрее,то есть пройдет за секунду путь длинной в 3000 мм и при том,что скорость диффузора относительно слушателя будет в этом случае в 10 раз больше,но смещения частоты (эффекта Доплера) не произойдет,слушатель так же будет слышать те же 300 Гц(не говорю о громкости),что и воспроизводит динамик.Диффузор передает энергию среде с какой то частотой,выше скорость диффузора,больше передается энергии за один толчок,больше толчков,больше передается энергии в единицу времена,а Доплер,это плотность звуковой энергии в пространстве.Представьте,-поставьте колонку на крышу машины,пусть диффузор колеблется с частотой 30 Гц,динамик будет работать 10 секунд,машина поехала вперед,а динамик смотрит в обратную сторону,мысленно отмечайте его колебания черточками в пространстве,заметьте,расстояние между черточками,теперь машина едет назад,ставим так же черточки,сравниваем,расстояние между черточками в двух вариантах одно,но так как среда одна и та же,скорость звука в ней одинаковая,а рас так,то при движении машины вперед энергия распределилась на больший участок,то есть за 10 секунд в первом случае энергия звука оказалась распределена на участке пространства равном месту от нахождения машины при последнем колебании динамика,до места до которого дошел звук первого колебания,во втором случае участок пространства на который распределилась энергия звука за 10 секунд будет меньше на путь машины пройденном в первом случае.Эта разница в плотности звуковой энергии при удалении или приближении источника от слушателя дает эффект Доплера,но если машина будет двигаться туда-сюда 30 раз в секунду,средняя плотность звуковой энергии в пространстве будет одинаковой,что за долю секунды прозвучало чуть более низкочастотно,за другую долю секунды прозвучит чуть более высокочастотно,в общем это будет оцениваться ухом скорее всего как усредненное значение,как то,что и выдает динамик.
 
Последнее редактирование:
  • Like
Реакции: PianoIst

Ortseam

Well-Known Member
28 Фев 2006
2.872
2.875
113
53
Ruthenia Nigra
Да,но что является источником звука
умение усложнять простые вещи - это, наверное, тоже талант :) Эффект Доплера - это не физическая величина. Это качественное описание феномена частотной модуляции сигнала при изменении положения источника в пространстве. О нем удобно и наглядно говорить, когда частота колебания этого источника существенно выше частоты изменения положения источника в пространстве, а амплитуда наоборот меньше. А там, где НЕудобно и НЕнаглядно - там просто не нужно говорить про Доплер, только и всего.
 
У

Удалённый пользователь 2234

Guest
@Methafuzz, там для тестов используется схема фазового модулятора, модулирующая частота (50 гц) - чистая синусоида, без учета гармонических искажений, о которых я писал выше. Так что модель которую они применяют - упрощенная, моя точнее.
P.S. Если кто нибудь захочет повторить замеры по схеме фазового модулятора, применяемого по этой ссылке, имейте в виду, что в приведенной там схеме есть ошибки.
 
  • Like
Реакции: Shadow spawn

Methafuzz

Loading. Please, wait...
16 Май 2006
7.539
5.334
113
55
Калуга
@NickCrow, да, верно. Но что я еще хотел сказать, дебаты на эту тему в западной тусовке имели место примерно лет десять назад. Ну и особого резонанса не вызвали. Если кому интересно, гуглить doppler distortion, там по этой теме даже платные научные статьи имеются.
 
У

Удалённый пользователь 2234

Guest
И вообще изначально мои объяснения по поводу того каким образом в динамике могут появиться гармонические и интермодуляционные искажения (на примере эффекта Доплера, хотя есть и другие, конечно причины, эффект Доплера в качестве примера я взял поскольку хорошо изучил этот вопрос) после этой реплики:
чтобы получить модуляцию надо чтобы одна частота умножалась на другую. обычно такие вещи происходят в усилителях, в динамиках это невозможно.
 
  • Like
Реакции: James Kru

Ga_rY

Мучитель-синтезаторов
2 Янв 2008
1.324
802
113
62
Полтава, UA
www.realmusic.ru
Заходя в тему однобоко, т.е. только со стороны эфф. Допплера, отсекается например вариант возникновения искажений, если рассматривать динамик как некий смеситель сигналов, про который известно, что количество побочных (разностных) частот зависит от нелинейности самого элемента на котором происходит смешение. Чем больше нелинейность тем больше амплитуда побочных частот. И это по моему имеет гораздо большее значение.
 
Последнее редактирование:
У

Удалённый пользователь 2234

Guest
Чем больше нелинейность тем больше амплитуда побочных частот.
Совершенно верно. А эфф. Допплера является одним из источников увеличения этой нелинейности. Задачи рассмотреть все причины нелинейности и не ставилось.
 
  • Like
Реакции: James Kru

Check_oFF

Well-Known Member
15 Сен 2009
791
252
63
39
Казань
www.Audiocells.com
Прочитав до конца и даже проведя эксперимент с синусами я сделал вывод:
1) Допплер - сволочь. Придумал эффект и спать теперь спокойно я не могу.
2) Эффект реально существует.
3) На мою музыку не влияет. Моя музыка больше урона приносит, чем эффект Допплера.
4) Рад, что у меня трёх полоски. Не рад, что в них есть какой-то там кроссовер, а ведь у микрофона одна мембрана и большая.
5) Надо купить кубики и обшить комнату чем-то мягким.
6) Старожилы форума всегда за музыку и теперь ещё и против Допплера.
(Сарказм Mode off)
Все ИМХО. Всем Мир!
 

belovw

Well-Known Member
22 Апр 2009
9.228
8.406
113
50
RK Almaty
Прочитав до конца и даже проведя эксперимент с синусами я сделал вывод:
1) Допплер - сволочь. Придумал эффект и спать теперь спокойно я не могу.
А Доплер то тут причём? Все вопросы к ТС @Shadow spawn. Это он тему затеял ))
 
У

Удалённый пользователь 2234

Guest
А эффект кто придумал?)))))
Ответ на этот вопрос может быть разным, в зависимости от вашего ответа на вопрос - кто создал нашу вселенную с такими именно законами физики, в ней действующими. o_O:)
 

Ortseam

Well-Known Member
28 Фев 2006
2.872
2.875
113
53
Ruthenia Nigra
@NickCrow,
@NickCrow, в какой-то степени можно говорить о том, что Вселенную (такой, как мы ее видим и осознаем) создают те, кто вводит понятия для ее описания.
 

Ortseam

Well-Known Member
28 Фев 2006
2.872
2.875
113
53
Ruthenia Nigra
@belovw,
"Эффект не мой, я только разместил описание..." Не катит. Кто описал, тому за него и отвечать. )))):D
 

Shadow spawn

Active Member
9 Июл 2008
534
245
43
Minsk/ Belarus
recording.by
@belovw как выяснилось, вопросы возникли не только у меня) начиналось все в контексте фраз разработчика широкоплосных мониторов о их уникальности и непогрешимости.
я не против таких мониторов как одного из видов контроля, но закрались подозрения, что есть нюанс...
честно говоря удивлен, что этот сугубо теоретический вопрос вызвал такую жаркую дискуссию.
 

Rarr

Well-Known Member
31 Июл 2008
6.798
8.804
113
Москва
я так понимаю, народ сумлевается в том, что коррекция ФЧХ вообще имеет место быть? Типа, сусл...фаза есть, но мы её не вид...слышим?
 
  • Like
Реакции: M Clis

Сейчас онлайн (Пользователей: 0, Гостей: 1)