Geluidsonderdrukking

ONDERDELEN EN MATERIALEN

• Laagspannings-wisselstroomvoeding
• Twee luidsprekers
• Twee 220 Ω weerstanden

Grote, laagfrequente ("woofer") luidsprekers zijn het meest geschikt voor dit experiment. Voor optimale resultaten moeten de luidsprekers identiek zijn en in behuizingen worden gemonteerd.

KRUISVERWIJZINGEN

Lessen in elektrische circuits , Volume 2, hoofdstuk 1:"Basis AC-theorie"

LEERDOELSTELLINGEN

• Om te illustreren hoe faseverschuiving ervoor kan zorgen dat golven elkaar versterken of verstoren
• Om het belang van luidspreker "phasing" in stereosystemen te laten zien

SCHEMATISCH DIAGRAM

ILLUSTRATIE

INSTRUCTIES

Sluit elke luidspreker aan op de laagspannings-wisselstroomvoeding via een weerstand van 220 . De weerstand beperkt de hoeveelheid stroom die door de voeding aan elke luidspreker wordt geleverd. Uit de luidsprekers moet een lage toon van 60 Hertz te horen zijn. Als de toon te hard klinkt, gebruik dan weerstanden met een hogere waarde.

Met beide luidsprekers aangesloten en geluid producerend, plaatst u ze zo dat ze slechts een voet of twee verwijderd zijn, naar elkaar gericht. Luister naar het volume van de 60-Hertz toon. Draai nu de verbindingen (de "polariteit") van slechts één . om van de luidsprekers en noteer opnieuw het volume. Probeer de polariteit van een luidspreker heen en weer te schakelen van origineel naar omgekeerd, waarbij u de volumeniveaus in beide richtingen vergelijkt. Wat valt je op?

Door de draadverbindingen naar één luidspreker om te draaien, keert u de fase om van de geluidsgolf van die luidspreker ten opzichte van de andere luidspreker. In de ene modus versterken de geluidsgolven elkaar voor een sterk volume. In de andere modus zullen de geluidsgolven destructief interfereren, wat resulteert in een verminderd volume. Dit fenomeen is gebruikelijk voor alle golfgebeurtenissen:geluidsgolven, elektrische signalen (spanningsgolven), golven in water en zelfs lichtgolven!

Meerdere luidsprekers in een stereogeluidssysteem moeten correct "gefaseerd" zijn, zodat hun respectieve geluidsgolven elkaar niet opheffen, waardoor er minder totaal geluidsniveau overblijft voor de luisteraar(s) om te horen. Dus zelfs in een AC-systeem waar er echt niet zoiets bestaat als constante "polariteit", kan de volgorde van draadverbindingen een aanzienlijk verschil maken in de systeemprestaties. Dit principe van volumevermindering door destructieve interferentie kan worden gebruikt voor ruisonderdrukking.

Dergelijke systemen samplen de golfvorm van het omgevingsgeluid en produceren vervolgens een identiek geluidssignaal 180 ^o uit fase met het geluid. Wanneer de twee geluidssignalen elkaar ontmoeten, heffen ze elkaar op, waardoor idealiter alle ruis wordt geëlimineerd. Zoals men zou kunnen raden, is dit veel gemakkelijker te bereiken met ruisbronnen met een constante frequentie en amplitude. Annulering van willekeurige breedspectrumruis is erg moeilijk, omdat een soort signaalverwerkingscircuit de ruis moet samplen en precies de juiste hoeveelheid annuleringsgeluid op het juiste moment moet genereren om effectief te zijn.