|
|
 |
|
|
Tipuri de detectoare de lilieci
Odatã cu dezvoltarea industriei electronice, au apãrut o serie de aparate pentru conversia ultrasunetelor folosite de lilieci în orientare, în frecvente audibile de cãtre om. Pe plan mondial, existã chiar firme ce "trãiesc" din asa ceva. Prezentul material este destinat pentru a putea alege un model sau altul, din ofertã, în cunostintã de cauzã. Presupunând cã nivelul de cunostinte de electronicã ale viitorului posesor de asemenea aparate, este jos, cu litere mãrunte vom da unele lãmuriri suplimentare.
Indiferent de tipul detectorului, unele blocuri functionale sunt aceleasi. Astfel la "capetele" lantului se aflã un traductor ce produce un semnal electric, la aparitia unui ultrasunet si un difuzor ce genereazã un sunet audibil, fiecare cu amplificatorul sãu.
Deoarece cele douã amplificatoare prelucreazã "sunete", existã riscul ca sã se producã asa numita "reactie acusticã" (chiar se produce în anumite cazuri, deoarece circuitele electronice nu sunt perfecte).Pentru a avita aceasta, caracteristica de frecventã a lor este diferitã. Astfel amplificatorul de la intrare are un filtru care înlãturã frecventele sub 10-15 KHz, iar cel de la iesire nu amplificã frecvente peste limita de mai sus.
Dupã modul de prelucrare al semnalului obtinut la intrare, tipurile de detector pot fi, în principiu, de patru feluri. Fiecare tip are avantaje si dezavantaje fatã de celelalte. Sã le luãm la rând si sã le analizãm pe scurt. Pentru o mai usoarã întelegere a fenomenelor, vom da ca exemplu acelasi semnal (generat de cãtre un Epesicus serotinus), prelucrat prin cele 4 metode.
Detectoare cu divizare de frecventã
În figura de mai jos se observã schema bloc a unui asemenea detector. Deoarece circuitele electronice reale nu pot diviza o frecventã decât dacã aceasta este cu amplitudine constantã, un asemenea detector contine în primul rând un amplificator-limitator care genereazã un semnal dreptunghiular. Divizorul este cu în general cu 10, astfel încât, dacã avem, de exemplu un liliac ce emite pe 88 KHz, în difuzor vom auzi un sunet de 8,8 KHz. |
|
|
|
 |
|
|
|
O variantã a acestui detector este cea în care semnalul de la intrarea în limitator este trecut printr-un detector de nivel, iar nivelul astfel obtinut, controleazã amplificarea amplificatorului de audio. Se obtine astfel o recuperare a informatiei de nivel.
Aceste detectoare au urmãtoarele avantaje:
-cost redus;
-simplitate în utilizare;
-acoperã toatã gama de frecjvente utile, fãrã manevre de acord.
Printre dezavantaje:
-sensibilitate relativ micã;
-se pierde orice informatie de nivel si timbru.
Detectoare cu schimbare de frecventã
Urmãtorul tip este cel mai rãspândit printre amatorii de lilieci. Dupã cum se vede din schema bloc, semnalul util este amestecat cu semnalul de la un oscilator local. Conform teoriei (trebuie sã mã credeti pe cuvânt …), prin amestecul a douã frecvente într-un dispozitiv nelinear se obtin (în principiu…) douã componente: suma si diferenta lor. Deoarece suma nu ne intereseazã (fiind foarte mare, în comparatie cu sensibilitatea urechii), aceasta este eliminatã prin filtrare, rãmânând numai diferenta. Luând acelasi exemplu, folosind un oscilator pe 90 KHz, acelasi liliac de pe 88 KHz se va auzi cu o frecventã de 2 KHz. |
|
|
|
 |
|
|
|
De remarcat cã acelasi ton de 2 KHz se poate obtine si pentru oscilatorul pe 86 KHz; existã detectoare la care schimbarea de frecventã se face de douã ori, existând posibilitatea ca frecventa "imagine" sã fie eliminatã (trebuie iarãsi sã mã credeti pe cuvânt …).
Avantajele acestui tip de detector sunt:
- se pãstreazã informatia de nivel;
- relativ simplu si relativ ieftin.
Dezavantaje:
- mai complicat de utilizat;
- existã posibilitatea de a pierde unele "treceri";
- se pierde orice informatie de timbru;
- la unele, posibilitatea de eroare de acord.
Cele mai multe detectoare din zona noastrã sunt din aceastã categorie, fabricate de firma Peterson.
Detectoare cu expansiune de timp
Principiul acestor detectoare, desi simplu, este mai dificil de aplicat în practicã. Metoda aplicatã este asemãnãtoare cu, de exemplu, înregistrarea unei melodii pe un magnetofon pe viteza de 19 si redarea ei cu 4. În practicã, realizarea unui magnetofon sau casetofon care sã înregistreze frecvente de ordinul de mãrime al sunetelor de liliac, este foarte costisitoare economic. Astfel cã în practicã se iau esantioane dese ale semnalului util (frecventa de esantionare trebuie sã fie cel putin dublul frecventei dorite a fi puse în evidentã), care se convertesc în valori numerice. Acestea sunt memorate, iar apoi sunt redate cu o frecventã de 10 ori mai micã.
De remarcat cã orice sunet din naturã este definit prin frecventã (înãltime), nivel (tãrie) si timbru. Este si cazul ultrasunetelor generate de cãtre lilieci. Pentru o analizã corectã a lor este necesar a pãstra nealterate aceste informatii. Dacã frecventa si tãria se pot pãstra mai usor, timbru este mai greu de pãstrat. Astfel el este dat de armonicele frecventei fundamentale. Deoarece în cazul liliecilor chiar fundamentala are o frecventã mare, se observã cã armonicele (multiplii frecventei fundamentale) au astfel de valori care pun la grea încercare proiectantul de circuite electronice.
Avantajele acestor detectoare sunt:
-se pãstreazã informatia de nivel si timbru (în mãsura în care esantionarea se face la frecvente mari);
-simplu de utilizat.
Printre dezavantaje:
-cost ridicat;
-existã posibilitatea de pierde unele "treceri";
-nu este în timp real, fiind necesarã prezenta în timpul înregistrãrii, a unui detector din una din primele douã categorii.
Detectoare bazate pe DSP (digital signal procesing)
Dacã în prima parte acest detector se aseamãnã cu cel precedent (se esantioneazã semnalul de intrare), în continuare avem o prelucrare diferitã a sa. Esantioanele digitizate sunt introduse într-o rutinã de calcul ce realizeazã transformata Fourier (…) inversã. Într-un cuvânt, se obtin informatii despre armonicele semnalului si amplitudinea lor relativã. Ulterior se sintetizeazã un semnal cu frecventa de 10 ori mai micã, dar care contine armonici si alte componente spectrale în aceleasi proportii ca si în semnalul original. Se obtine astfel sunetul pe care îl genereazã liliacul, dar audibil de cãtre om.
Avantaje:
- se pãstreazã informatia de nivel si timbru;
- simplu de utilizat;
- este în timp real;
- este simplu de a pãstra sonograma pentru viitoare prelucrãri.
Singurul dezavantaj este costul foarte mare (necesitã un calculator cu interfatã specializatã).
Informatiile au fost preluate de pe adresa www.kam.auc.dk de unde am preluat si sonogramele din anexe. Detectorul DSP a fost implementat printr-un kit ADSP-2181 EZ-LAB de la ANALOG DEVICES. Calculatorul folosit a fost un Pentium la 200 MHz, tip laptop.
Adrian Done
Fundatia Speologica "Club Speo Bucovina" Suceava |
|
|
|
Eptesicus serotinus prin detector cu expandare de timp |
|
|
|
Eptesicus serotinus prin detector cu prelucrare digitala a semnaleleor |
|
