Desenvolvimento de sistema de matriz de sensores para avaliação de transdutores acústicos

• Main Author: Gilberto Mendes
• Other Authors: Eduardo Bauzer Medeiros
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2013
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9EGMKZ

=== This work involves the creation of a system for evaluating the directivity of sound sources using arrays of microphones. The arrangement as well as the choice of transducers are discussed and focus particularly on the use of two-dimensional arrays of electret microphones in evaluating of a static sinusoidal source with a fixed frequency. It is emphasized the importance of using low cost systems, due to the large number of individual sensors, as the use of processing techniques to reduce the processing volume to a minimum. To study of the configuration is mounted a set of experiments with a tweeter-type emitter and an array of electret microphones, enabling to vary the relative positions, frequencies, signal combinations, to evaluate relevant aspects of the method for characterizing the emitting source. The distribution of microphones is designed to allow the investigation of various geometries and compare their advantages in other works. The acoustic emitter and the sensors were mounted in an enclosure for acoustic isolation in order to eliminate interferences by the external environment. The design of signal conditioning systems is discussed in detail. The system operates with an array of 37 sensors whose signals are multiplexed and processed in sets of four channels after conversion to digital at a Digital Signal Processor development kit. As important factor in the efficiency of the system is presented and confirmed the hypothesis of temporal stationarity of the evaluated signals, i.e. the variations along the time interval of a test are neglected. This study can contribute significantly to identification applications and characterization of sound sources, enabling extensions in terms of hardware and processing. === Este trabalho envolve a criação de um sistema para a avaliação da diretividade de fontes sonoras, a partir da utilização de matrizes de microfones. A disposição e a escolha dos transdutores, bem como os circuitos eletrônicos associados, são discutidos e concentram-se essencialmente nas matrizes bidimensionais de microfones para avaliação de um transdutor em desenvolvimento, por comparação com um transdutor de referencia, ambos emitindo ondas senoidais com frequências fixas. Ressalta-se a importância da utilização de sistemas de baixo custo, em função do numero elevado de sensores em matrizes bidimensionais, bem como do uso de técnicas de processamento que permitem reduzir o volume de processamento mínimo necessário. Como fonte para estudo da configuração foi montado um conjunto de experimentação com um emissor do tipo tweeter e uma matriz com microfones de eletreto, que permite variar posições relativas, frequências, potências, para avaliar aspectos relevantes do método de caracterização da fonte emissora. A distribuição dos microfones foi concebida para permitir a investigação de varias geometrias e comparar suas vantagens, em trabalhos complementares. Emissor e sensores foram montados em um enclausuramento suficiente para isolação acústica de forma a suprimir interferências com o meio ambiente externo. O projeto dos sistemas de aquisição dos sinais e discutido em detalhe. O sistema opera com uma matriz de 37 sensores que são multiplexados e processados de 4 em 4, após a conversão para digital em um kit de desenvolvimento para Processador Digital de Sinais. Como fator de importância na eficiência do sistema apresenta-se e confirma-se a hipótese de estacionariedade temporal dos sinais avaliados, isto e, desconsideram-se as variações ao longo do intervalo de tempo de um ensaio. Este estudo pode contribuir de forma significativa para aplicações de identificação e caracterização de fontes sonoras, permitindo extensões em termos de hardware e de processamento.