Winkel- und radiusbezogene Steuerung der Abstrahlung von kugelförmigen Lautsprecher-Arrays

Diplomarbeit (pdf 3.614KB)

Die in der vorliegenden Arbeit beschriebenen sphärischen Lautsprecher-Arrays bestehen aus einer endlichen Anzahl von elektro-akustischen Wandlern, welche auf der Oberfläche einer Kugel oder eines platonischen Körpers verteilt sind. Mit diesen Arrays sollen künstliche akustische Abstrahlungen synthetisiert, sowie jene von natürlichen Schallquellen nachgebildet werden. Das relativ junge Forschungsthema kann in vielen Bereichen Anwendung finden, wie z.B. bei musikalischen Aufführungen oder in der akustischen Messtechnik. Diese Arbeit entwickelt eine Steuerung zur Synthese von Abstrahlcharakteritiken mit einem ikosaederförmigen Array. Um geeignete Steuerparameter zu erhalten, wird mit einem umgebenden, kugelförmigen Mikrofon-Array die individuelle Abstrahlung der einzelnen Lautsprecher gemessen. Bereits durch eine gewichtete Kombination der Wandlersignale ergibt sich eine variable Richtcharakteristik am Radius der Messanordnung. Es ist jedoch von Vorteil, diese Abstrahlungsmuster in orthogonale Komponenten (Kugelflächenfunktionen) zu zerlegen. Dadurch werden eine gleichmäßige Winkelauflösung und einfache Rotationsvorschriften für die synthetisierten Richtmuster erreicht. An anderen Radien werden jedoch synthetisierte Richtmuster im Allgemeinen unscharf, da sie sich aufgrund der Schallausbreitung verändern. Die Kugleflächenfunktionen behalten ihre ursprüngliche Form und zeigen ausbreitungsbedingt nur Amplituden- und Phasenänderungen. Durch die Einführung effizienter zeitdiskreter radialer Steuerungsfilter wird eine Fokussierung der synthetisierten Richtmuster auf bestimmte Radien bewirkt. Weiters werden die Grenzen eines gesamten Steuersystems untersucht.