FAQ-G.2: Jak przebiega proces przekształcania sygnałów ultradźwiękowych na dźwięk słyszalny w metodach heterodynowej i fazowej?

Dzięki przetwarzaniu sygnału ultradźwięki można przekształcić w wtórny sygnał „zmiksowany w dół” w zakresie słyszalnym.

W metodzie heterodynowej wybiera się wąską częstotliwość w zakresie ultradźwiękowym (np. częstotliwość nośną 40 kHz ± 2 kHz) i przekształca się ją do zakresu słyszalnego za pomocą częstotliwości różnicowych. Metoda ta jest stosowana w tradycyjnych analogowych urządzeniach testowych, które działają w wąskim paśmie wokół 40 kHz. Szerokopasmowe cyfrowe urządzenie SONPAHONE® wykorzystuje to podejście. Dzięki przesunięciu częstotliwości nośnej (ruchoma linia na spektrogramie w paśmie szerokopasmowym 20...100 kHz) uzyskuje się odpowiedni wąskopasmowy sygnał audio.
W wielu przypadkach ocena jakościowa jest już możliwa przy użyciu metody heterodynowej na podstawie wrażeń słuchowych, na przykład podczas wykrywania wycieków oraz podstawowej oceny stanu łożysk.

W większości przypadków sygnały ultradźwiękowe rozkładają się w szerokim zakresie częstotliwości. Oznacza to, że informacji zawartej w sygnale akustycznym nie da się w pełni uchwycić w wąskim paśmie częstotliwości. W przypadku SONAPHONE, działającego w paśmie szerokopasmowym, możliwe jest przekształcenie sygnałów metodą kodera fazowego. W ten sposób cały zakres częstotliwości od 20 do 100 kHz zostaje skompresowany 32-krotnie. Pomimo niewielkiej utraty informacji można odtworzyć pierwotną sytuację akustyczną w paśmie szerokopasmowym, a wrażenie słuchowe jest dostępne dla całego zakresu ultradźwięków.

Obie metody „brzmią” inaczej. Użytkownik może odsłuchiwać sygnał za pomocą wbudowanych głośników lub słuchawek. Częstotliwość próbkowania sygnałów audio wynosi 8 kHz. Głośność sygnału zmienia się w taki sam sposób, jak natężenie oryginalnych sygnałów o wysokiej częstotliwości. Ponadto zachowane są zmiany sygnału pierwotnego w czasie, dzięki czemu odzwierciedlona jest dynamika zdarzeń w sygnale słyszalnym.
Dodatkowo SONAPHONE rejestruje sygnały słyszalne. Są one dostępne w formacie WAV, a tym samym nadają się również do dalszego przetwarzania danych.