Cavers Mailing List     № 7147

Re: echogram technique

Автор: Aлександр
Дата: 2 Apr 2005

Спасибо, уважаемый Даниил, за лестный отзыв!

Я заинтересовался этой, внезапно посетившей меня, идеей и провел небольшой поиск в интернете по
словам "реверберация".
Вот выдержки из некоторых статей, которые подтверждают возможную плодотворность "техники эхографии":

"...люди с особо развитым слухом, например слепые, обладают способностью решить обратную задачу:
анализируя каким-то неведомым способом спектр отзвука, они определяют линейные размеры помещения и
их пропорции"

"В моем доме есть подземный коридор, в котором можно, пропев надлежащую ноту, возбудить свободные
колебания, продолжающиеся много секунд, и часто случается, что звучащая нота сопровождается отчетливыми биениями.
Эти биения порождаются одновременным возбуждением двух близких собственных частот."

"Каждый человек обнаружит резонансные частоты помещения, пропев несколько звуков разной частоты.
Помещение отзовется на некоторые из них усилением колебаний."

"замкнутый воздушный объем помещения, если его размеры соизмеримы с длиной волны или больше ее,
следует рассматривать как колебательную систему с распределенными параметрами, которая обладает спектром
собственных (резонансных) частот. После прекращения действия источника звука, поддерживающего вынужденные
колебания воздуха в помещении, в системе совершаются только собственные колебания, они затухают по мере
поглощения энергии. Отзвук есть собственное затухающее колебание воздушного объема с частотами,
зависящими от размеров и формы помещения."

"Следовательно, сутью реверберации являются не многократные отражения (и они тоже - примечание
мое), а постепенно затухающие собственные колебания объемного резонатора, не зависящие от внешних влияний."

Поэтому, возможно, эхограммы правильнее будет снимать не столько как запись реакции системы на
ударное возбуждение, а как амплитудные отклики на длительные (секунды) посылки разных частот, как бы
снимая АЧХ аккустического резонатора. Хотя физически оба мтода эквивалентны (импульсная реакция и
спектр), "метод АЧХ" может быть более помехоустойчивым при наличии посторонних шумов (ветер, вода) и
менее требовательным к свойствам излучателя звука, от которого не будет требоваться большая
импульсная мощность. Само собой напрашивается применение линейной частотной модуляции, но
медленной, что бы успевать проанализировать отклик. Хотя альтернативный путь (путь "импульсной
реакции") также хорошо реализуется при применении быстрой ЛЧМ и последующим "сжатии" сигнала на
приеме согласованным фильтром.
Диапазон частот для исследования должен быть расширен в сторону малых частот. Так, например, для
помещения с характерными размерами 10 х 6 х 4 м низшая резонансная частота составит около 17 Гц.
(Максимальная длина волны = удвоенному максимальному размеру помещения).

Считаю создание "спелеоэхолокатора" делом возможным и, если не будет очень лениво, проведу некоторые
исследования в этой области и напишу программку для экспресс-анализа на компьютере.

Основной задачей, решаемой разрабатываемым прибором, как я понимаю, должно стать приблизительное определение
основных размеров недоступных пока полостей. Попутно реально оценить характер стен - камень/глина -
по скорости затухания эха.

У кого будут какие идеи - пишите в рассылку и лично, буду признателен.
Если кто-то найдет возможность сделать записи звуков в реальных пещерах и пришлет их также мне (как
и Д.Усикову) в виде *.wav файлов для анализа, снабдив кратким описанием характера "помещения", в
котором запись производилась, - это может облегчить разработку. (файлы мне можно слать довольно
приличного размера - я на выделенке. Формат оцифровки существенного значения не имеет, достаточно
Моно 8000 Гц)


--
Best regards,
 Aлександр




CML archive browser created by Pavel Gulchouck