Всем привет.

Пытаюсь суммировать сигналы от нескольких микрофонов, так что бы в результирующем сигнале шум стал меньше.
Но, по результатам измерений, шум меньше не становится. Пытаюсь понять, верны ли мои рассуждения ?

Пусть на выходе каждого микрофона есть Напряжение полезного сигнала Us и напряжение шума UN.
Все три напряжения полезного сигнала равны , и результирующее напряжение полезного сигнала справа, очевидно, равно им же (1)
В то же время, напряжения шума на выходе каждого микрофона в каждый момент времени не равны (2). Посчитаем, чему же равно результирующее напряжение шума справа:
Напряжение шума от каждого из микрофонов проходит делитель R 0.5R , т.е. делится на 3.
Для того, что бы найти результирующее напряжение шума справа, нужно посчитать среднеквадратичное от всех трёх напряжений. Получится, что справа амплитуда шум должна быть в корень из 3 раз меньше чем на выходе каждого микрофона. (3)

Заранее спасибо всем кто направит мои мысли в верную сторону.

Это как это оно делится?

У шума есть мощность в полосе, с напряжением шума оперировать не так просто, как с амплитудным напряжением стационарного источника.

Только сигналы надо складывать в фазе во всём диапазоне частот, а так максимум диаграммы есть, да не в том направлении где источник звука, если правильно складывать, то сигнал/шум увеличится на 10log(количество микрофонов) дБ.

У меня микрофоны стоят на расстоянии 3.5 см, смотрят в одну сторону.
Длинна волны при частоте например 5КГц 8.5см , т.е. длинна полупериода всего 4.25см.
Получается, что сигналы не в фазе. Эх....

Всё же, ещё раз спрошу об основном :
Мои рассуждения верные ? Т.е. суммарный шум на самом деле должен становится меньше чем чем на выходе одного микрофона ?
Я имею в виду амплитуду в милливольтах.

Если предварительная настройка приемлема, то это относительно не сложно сделать в цифре адаптивными фильтрами по эталонному источнику.

Так у меня нет АЦП на каждый микрофон. Сигналы суммируются аналогово.
Ещё поэкспериментирую с расстоянием между микрофонами, и если получу интересные результаты напишу.

Кстати, "10log(количество микрофонов) дБ." если перевести из децибел в разы для 3 микрофонов то будет 1.73, ровно как получилось у меня.

Тогда лучше аналогово суммировать параболическим зеркалом с одним микрофоном в фокусе. :)

Когда-то, очень давно, лет 40 назад было много статей о том, что можно так же включить прорву операционников и получить малошумящий усилитель... Но техника этим путем не пошла...

Вы ошибаетесь.
Сверхмалошумящие полевые транзисторы состоят из параллельно включенных секций.

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa37.pdf
Figure 16.
Правда, давно было. Возможно, актуально и сейчас.


Схему - в студию. У вас каждый микрофон на два других нагружены, а нужно каждый отдельно усилить (повторить), а потом складывать.

Я вообще не понимаю, о чём эта тема. Собственный шум микрофонов никак не учитывается? А ведь он чаще всего как раз и определяет соотношение сигнал/шум, и шум этих микрофонов никоем образом не когерентен, и даже не синфазен. Поэтому будет только увеличиваться по среднеквадратичноиу законую Что тут обсуждать???

Или тут попутаны понятия шум и фон???

А сигнал - когерентен. Отсюда и выигрыш в корень из N.
А был бы и шум когерентный, тогда точно выигрыша не было бы.

точто, попутал он шум и фон, который еще и от длины кабеля зависит.

может поможет.... ссылка 1 + ссылка 2

Да, микрофоны нагружены друг на друга. А чего тут плохого ? Что изменится, если повторить ? Можно даже быть уверенным, что внутри микрофона сигнал берётся из примитивного усилителя-повторителя.

Задача то у вас примитивная. Вопрос только в том, что где и как вы измеряли. А в теории да, всё отлично)

Простите мой юношеский максимализм, но сигналы с разных микрофонов не бывают когерентными НИКОГДА. (Ну кроме может быть совершенно искусственных условий, подогнанных специально с большой тщательностью и только для одной-двух точек). Так что выигрыш - исключительно теоретический.
На практике такого не добиться.

Уж если так сильно хочется использовать возможности нескольких микрофонов - то оцифровывать сигнал от каждого из них самостоятельно, а потом нехилый корреляционный анализ с восполнением недостатков одного сигнала из другого.

Да Вы, юноша, реалист .
Ну кроме, того случая, когда длина акустической волны на несколько порядков превышает расстояние между микрофонами. Тогда, можно рассуждать о псевдокогерентности.
Правда, чувствительность может подвести

Что-то мне рисование резисторов в цепи сигнала у топикстартера не нравится. Ну ибо эквивалентные шумы современных микрофонов эквивалентны резисторам сопротивлением 100-200 ом в плохом случае. И эти шумы обычно меньше, чем шум окружающей среды. А я подозреваю, что нифига там не сотня ом в сумматоре.

Рассказывайте задачу подробнее, подробнее про применяемые микрофоны и предусилители - думаю, что это суммирование Вам нафиг не надо, а надо просто взять хороший микрофон и сделать к нему вменяемый малошумящий усилитель.

Речь идёт о разработке диктофона.
Изначально была идея суммировать сигналы из микрофонов для увеличения сигнал/шум.
Кто-то на раннем этапе проекта даже получил экспериментальное подтверждение.
Дизайнер разработал корпус. Корпуса изготовили к количестве нескольких тыс. шт.
В корпусе предусмотрены дырочки для микрофонов, по 3 шт на канал, в линию, со шагом 3.5см.
Сейчас моя задача - используя то что есть, всё-таки сделать диктофон.

P.S.
Рассказывать мне про малошумящие усилители и пр. скорее всего бессмысленно. Я и сам умею ходить по каталогам farnell , digi-key,... и сайтам производителей. Отличать белый шум микрофона от наводок на линии и помех по питанию я то же умею.
Будет здорово, если кто-нибудь предложит свежую идею, что делать с дырочками в корпусе для микрофонов, раз уж идея суммирования провалилась и-за некогерентности сигналов.

Дык это за счёт расширения суммарной диаграммы направленности, а не за счёт самоликвидации шумов!

Соединяйте микрофоны последовательно - увеличите напряжение сигнала. Не втрое конечно, из-за некогерентности, но некоторый выигрыш, я думаю будет. Направленность увеличится тоже, как уже отметили.

(А вообще, конечно, лучше бы сперва испытывать макет, прежде чем много тысяч штук сразу делать, сорь за тривиальность).

Не уверены — и правильно, потому что "идея" давно реализована, и называется микрофонной решёткой (массивом). В частности, поддерживается Windows начиная с Vista.

Так что, можете распечатать соответствующий пресс-релиз 10-летней давности, наколоть его на копьё, и к начальству — за судьбой контейнера корпусов с тремя дырочками, потому что задача реализуема, но совсем другими денюжками.

Берёте многоканальный АЦП, в цифре складываете, коээффициенты фильтров один раз адаптивно вычислить в безэховой камере, в готовых диктофонах никакой адатации, только фильтры.

Ох и трэш. Во-первых 3.5см сравнимо с длиной волны в районе верха речевого сигнала (т.е. 3кГц). Это значит, что будет безумно кривая АЧХ и весьма некруговая диаграмма направленности.

Я бы посоветовал сделать вот что. Оставить один микрофон, например, взять такой - http://www.panasonic.com/industrial/compon...m61_a_b_dne.pdf

Его шум на уровне примерно 10dB SPL - это чуть громче, чем ничего - ну примерно как еле слышимое тикание часов.

Ну и с чувством, с толком, с расстановкой посчитать уровень электрического шума на его выходе и выбрать усилитель, который не угробит это соотношение (вроде порядка 12нВ/корень_из_Гц получается). Что по нынешним временам не представляет сложности.

Безусловно, но каждый из микрофонов одного канала должен работать на разных участках полосы частот. Уже полоса- больше соотношение С/Ш.
Главное, труд дизайнера не пропадет даром - диктофон будет одинаково хорошо записывать писклявые и басовитые источники.

Не должен.

А как посчитать уровень электрического шума на выходе ?
И интересно, почему его в документации никогда не указывают, в единицах как у усилителей нв/корень из Гц ?

Есть чувствительность микрофона (определена как напряжение при 1Па, что есть 93dB SPL, и это напряжение получается 17мВ). Есть уровень шумов микрофона, опорный уровень для которого 0.1Па (73dB SPL). При 0.1Па напряжение сигнала будет 1.7мВ, а напряжение шумов - на 62дБ ниже, для круглого счета 1.7мкВ. Осталось разделить на корень из полосы (sqrt(20кГц)=141) - это и есть результат.

Почему?

Мы же хотим выигрыш получить, сигнал сложить в фазе и некоррелированные шумы от разных микрофонов, увеличив таким убразом сигнал/шум, суммируя разные полосы с разных микрофонов никакого увеличения не будет.

Где ж его взять, в фазе? Ведь источник сигнала и микрофоны не зафиксированы относительно друг друга в пространстве.
А в узкой полосе сигнал выделить легче, думаю .

Разумеется это размен усиления на сужение диаграммы направленности, видимо это допустимо, иначе вообще не понятно на что в принципе рассчитывали с несколькими микрофонами. С полосами вообще бессмысленно.

Здрасьте! Откуда такие "разумеющиеся" выводы???

Допустимо для диктофона сужение диаграммы? С какого?

А как иначе вы с ФАР получите и усиление и диаграмму всенаправленную?




Об этом и речь, раз заложили несколько микрофонов. Ну и собственно почему нет? Концепция неизвестна, эргономика устройства может подразумевать использование в правильном направлении, тем более с 3-мя элементами не получится узкой диаграммы.

А можно ссылку на документ, что именно так измеряется с/ш для этого микрофона?
Если прикинуть на пальцах, то получаем, что уровень шума равен 73 - 62 = 11 dBSPL или приблизительно 7-8 dBA, что является вполне нормальным параметром для [очень] дорогих измерительный микрофонных картриджей уровня Брюля или Роде. И совсем уж оптимистичная цифра для 6мм микрофона, производимого сразу для "всего" и скорее всего где нибудь в кетае

Где-то в Нете встретилось, сейчас не найду; кто-то из умельцев разобрал дорогущий измерительный микрофон. И внутри оказался вот такой кетайский капсюль Что немало всех изумило, потому что заявленные (нехилые) параметры соблюдены - были.

Что там искать какой нибудь беринджер за 100 баксов. Для тех кто в теме удивительно, как 2-х долларовый микрофон в пластиковом корпусе с разъемом можно впаривать за такие деньги. И тем не менее удивительно, как от такой "конструкции" можно добиться такого низкого уровня акустического шума.

Вот, нашел - http://user.faktiskt.se/RogerGustavsson/Pa...nic%20WM-61.pdf

Похоже, лажанул на порядок, там видимо -62дБ от 1 Па. Это значит, что не 10dB SPL, а 30dB SPL. Это заметно хуже.

Ребята, позвольте напомнить: слово Китай пишется через "и".

В смартфонах бывают функции шумоподавления. Один микрофон принимает звук, другой направлен в противоположную сторону, принимает шум. Потом из первого вычитается второй. Оценку качества работы дать не могу, не проверял. Кто-то жалуется (рукой направленность меняет, наверное).

ведь это всего 5дБ, стоит ли оно того?
если все три микрофона соединить в упор друг другу и поднести к одному из отверстий в корпусе, то сигнал будет когерентнее? а два других оставить или закрыть - как вам удобнее.
еще как невероятный вариант- сделать 3 канала, в каждом оценивать С/Ш (пожалуй самое сложное) и выбирать наилучший.

Вы абсолютно правы, напоминание принимается.
Только пожалуйста укажите нам, каким словом тогда будем обозначать примитивные поделки, имея ввиду в первую очередь их качество?


ЗЫ:
как я понимаю, название страны плавно перешло в нарицательные, поскольку по производству подобных изделий Китай впереди планеты всей.
Однако слово намеренно изменили, чтобы подчеркнуть, что говорится не о стране изготовления как таковой.
Лично я против искажения русского языка, и стараюсь, чтобы это было заметно и по моим текстам. Однако в данном случае считаю слово вполне целесообразным термином, и даже вдвойне точным: какие искореженные изделия выпускают, таким покореженным словом их и называем. Всё по справедливости.
Вы как считаете?

А я считаю такое пренебрежительное искажение неприемлемым как раз не из-за нарушения норм русского языка, а из-за его оскорбительной коннотации.
Во-первых, Китай - древнейшая, великая и вызывающая уважение цивилизация независимо от контекста, в котором упоминается эта страна и этот народ.
Во-вторых, Китай - мировая фабрика не только "подобных" изделий, а и вообще почти всех товаров, потребляемых в мире. И это мы все способствовали тому,
соблазнившись дешёвой рабочей силой и ленясь работать самим. И это мы все предопределили это качество ширпотреба, желая, чтобы у всех было всё и дёшево.
В-третьих, это просто пошло: не будучи способным ни на альтернативу, ни даже на аналог, высокомерно и презрительно отзываться о целой нации, ежедневно
пользуясь, тем не менее, плодами её труда. Поработайте в таких условиях и за такие деньги, а потом получите в награду подобный эпитет....

Поэтому: не пей шмурдяк, чтобы не морщить нос. Покупай дорогой коньяк, раз такой эстет и знаток качества. А ещё лучше - научись гнать сам. Тогда критикуй других.
Вот так я считаю.

+1. Есть Китай, а есть кетай (==дерьмовый китай).

Вот с этим полностью согласен! И не имею ничего против Китая, китайцев как нацию тоже очень уважаю.

И это тоже чистая правда. Даже более того: добавлю, что например в США китайские товары считаются одними из лучших.
Почему? А очень просто - у Китая следующая политика: надо вам хорошо? - сделаем хорошо! Но это будет и стоить хорошо. Надо вам хреново, но дешево? - пожалуйста!- сделаем дешево.

Вот в этом с Вами не соглашусь. Кто это "все"? Лично я ничего не предопределял, не надо меня до кучи сваливать!
Кто способствовали - последнему школьнику известно: наши доблестные менеджеры закупают в Китае самое дешевое и отстойное г...(зачеркнуто) изделия, и продают здесь у нас по вполне себе выгодным ценам.
Вот и весь секрет Полишинеля.

Гм, ну Вам-то, как модератору форума и специалисту навряд ли не известно, что прямо тут, на нашем форуме, есть немало мастеров такого уровня, которые способны не только на альтернативу, но и на гораздо большее!
И если руководство страны целенаправленно гробит электронную промышленность, не инженеры в этом виноваты.

Отзываемся о низкокачественных изделиях, а не о нации совершенно!

Если мастер, способный изготовлять чудеса, так себя унижает, что изготавливает дрянь и отдает ее по бросовым ценам - он заслужил такой эпитет.

Я учусь. И ни про одно мое изделие те, кто пользуется им, ни разу не сказали, что это дрянь и низкопробная поделка.
Да, были и огрехи, были неудачи, я их исправлял: до тех пор пока не достигал качества лучшего из возможного.
Так что считаю себя в полном праве сказать всё, что сказал выше.

С уважением,
Меджикивис.

один из таких производителей аудиочипов Audience

Я бы добавил, что помимо специфической политики производства, в Китае можно наблюдать чуть ли не пропасть в технологическом уровне и культуре производства разных предприятий. От самых современных и продвинутых, до полной кустарщины.

И все прекрасно понимают, что когда говорят о "кетайщине", подразумевается именно низкокачественная продукция.
И это слово никак не компроментирует ни Китай, ни высокотехнологичную продукцию, сделанную там же.

Можете не соглашаться. Обычно так всегда и бывает: "я конкретно - ни при чём! Не в курсе, ребята! (с)" Однако доблестные менеджеры прекрасно знают своё дело: спрос рождает предложение, а не наоборот.


О да, мастеров немало и горы могут свернуть, а продукции нет. Даже такой, как у китайцев, но своей. И снова не мы виноваты....


Однако, обратите внимание: пренебрежительное "кетайский" - не от слов "качество", "брак", "кустарщина", "дерьмо" или других, имеющих отношение к качеству, а именно трансформация слова Китай!
То есть, акцент на национальное происхождение. С какого же бодуна мы походя плюём свысока на всю нацию, не удостаивая её даже грамотного названия, а коверкая прилагательное так, чтобы поставить качество товара в один ряд с "качеством" производителя?
Это уровень дошкольника: коверкать фамилию с целью "опустить" неприятеля.

Ну да, ну да. У них - всё по-другому: это они себя сами унижают. У них нет ни руководства страны, ни доблестных менеджеров... Заслужили...
Как рабы когда-то "заслуживали" к себе скотского отношения...

Воля Ваша. Однако и я считаю своим долгом высказать, что я об этом высокомерии думаю.