Στην εργασία αυτή μελετήθηκε η γενική θεωρία των πυκνωτικών μικροφώνων που βρίσκουν εφαρμογή σε MEMS εφαρμογές της ακουστικής και αναλύθηκαν διεξοδικά δύο πυκνωτικά μικρόφωνα, ένα single-backplate και ένα dual-backplate, όσον αφορά τη γεωμετρία και τη συμπεριφορά τους. Επίσης, πραγματοποιήθηκε η υλοποίηση αυτών στο περιβάλλον του SIMULINK με τμηματικό τρόπο ανάλογα με τα φυσικά χαρακτηριστικά που προσομοιώνονται στο κάθε μοντέλο. Στη συνέχεια, προκειμένου να μετατοπιστεί ο θόρυβος αυτών πέρα από τις ακουστές συχνότητες, υλοποιήθηκαν δύο διαφορετικοί ΣΔ διαμορφωτές, ο μεν πρώτος βασισμένος στη βιβλοθήκη Delsig, ο δε δεύτερος στο περιβάλλον του SIMULINK. Και στις δύο περιπτώσεις μέσω κατάλληλου κώδικα γραμμένου στο περιβάλλον της MATLAB, οι εξόδοι των δύο μικροφώνων διαμορφώνονται κάθε φορά και από τους δύο ΣΔ διαμορφωτές, με σκοπό τη βελτίωση αυτών όσον αφορά τους δείκτες των SNR,THD και THD+NOISE. Σκοπός αυτής της εργασίας λοιπόν, είναι η εξακρίβωση της λειτουργίας των δύο ισοδύναμων μικροφώνων και ο σχολιασμός τόσο αυτής όσο και των επιδράσεων που προκαλούν στις εξόδους των δύο μικροφώνων η ΣΔ διαμόρφωση. / Στην εργασία αυτή μελετήθηκε η γενική θεωρία των πυκνωτικών μικροφώνων που βρίσκουν εφαρμογή σε MEMS εφαρμογές της ακουστικής και αναλύθηκαν διεξοδικά δύο πυκνωτικά μικρόφωνα, ένα single-backplate και ένα dual-backplate, όσον αφορά τη γεωμετρία και τη συμπεριφορά τους. Επίσης, πραγματοποιήθηκε η υλοποίηση αυτών στο περιβάλλον του SIMULINK με τμηματικό τρόπο ανάλογα με τα φυσικά χαρακτηριστικά που προσομοιώνονται στο κάθε μοντέλο. Στη συνέχεια, προκειμένου να μετατοπιστεί ο θόρυβος αυτών πέρα από τις ακουστές συχνότητες, υλοποιήθηκαν δύο διαφορετικοί ΣΔ διαμορφωτές, ο μεν πρώτος βασισμένος στη βιβλοθήκη Delsig, ο δε δεύτερος στο περιβάλλον του SIMULINK. Και στις δύο περιπτώσεις μέσω κατάλληλου κώδικα γραμμένου στο περιβάλλον της MATLAB, οι εξόδοι των δύο μικροφώνων διαμορφώνονται κάθε φορά και από τους δύο ΣΔ διαμορφωτές, με σκοπό τη βελτίωση αυτών όσον αφορά τους δείκτες των SNR,THD και THD+NOISE. Σκοπός αυτής της εργασίας λοιπόν, είναι η εξακρίβωση της λειτουργίας των δύο ισοδύναμων μικροφώνων και ο σχολιασμός τόσο αυτής όσο και των επιδράσεων που προκαλούν στις εξόδους των δύο μικροφώνων η ΣΔ διαμόρφωση.

Στόχος της εργασίας είναι η σχεδίαση και η κατασκευή ενός παντοκατευθυντικού ηχείου, το οποίο θα χρησιμοποιηθεί σαν εργαλείο για τη μέτρηση χώρων. Το ηχείο αυτό θα έχει σχήμα δωδεκάεδρου, με μέγεθος που θα επιτρέπει τη φορητότητά του και μαζί θα κατασκευαστεί και ένας ενισχυτής για τη διέγερσή του ηχείου. Το σύστημα αυτό με τη χρήση ενός φορητού υπολογιστή και μικροφώνων θα δώσει τη δυνατότητα μετρήσεων των ιδιοτήτων ενός χώρου, όπως ο χρόνος αντήχησης, δίνοντας τη δυνατότητα να γίνει η ακουστική του παραμετροποίηση. / The aim of this work is the design and manufacture of a omnidirectional speaker, which will be used as an instrument for sites measuring. The speaker would the shape of a dodecahedron, a size that allows portability and alongside an amplifier will be manufactured for the stimulation of the speaker. This system with the use of a laptop and a microphone will allow measuring of the properties of a site, such as reverberation time, allowing you to make the acoustic configuration.

Αντικείμενο αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός γραφικού περιβάλλοντος σε MATLAB που θα προσομοιώνει τη συμπεριφορά ηλεκτροδυναμικού μεγαφώνου τοποθετημένου σε διαφορά κουτιά της επιλογής του χρήστη. Επίσης προσομοιώνει τη συμπεριφορά του μεγαφώνου σε αντίστροφη λειτουργία, δηλαδή ως ακουστικός δέκτης (μικρόφωνο). Για την πιστοποίηση της εγκυρότητας των προσομοιώσεων έγιναν εργαστηριακές μετρήσεις, σύγκριση αυτών με τις προσομοιώσεις και στη συνέχεια μελέτη με χρήση του αναπτυχθέντος λογισμικού για διάφορες διατάξεις. / Purpose of this project is to develop a MATLAB interface in order to simulate loudspeaker behaviour mounted in various enclosures. Additionaly, the application shall simulate the inverse behaviour of a loudspeaker (as a microphone).To certify the simulations, they are compared with laboratory measurements.Finallly, various loudspeaker-enclosure systems are simulated.

Αντικείμενο της διπλωματικής αυτής εργασίας είναι η σχεδίαση, εξομοίωση και υλοποίηση συστήματος οδήγησης ψηφιακής συστοιχίας ηχείων με 5-bit PCM και 1-bit Σ-Δ σήματα εισόδου, δια μέσω διαφορετικών τεχνικών ανάθεσης των bits της πληροφορίας σε κάθε ηλεκτροακουστικό μετατροπέα της συστοιχίας, και ο υπολογισμός της απόκρισης πλάτους της συστοιχίας και των THD και THD+N σε διάφορες θέσεις ακρόασης. Τέλος γίνεται σύγκριση των αποτελεσμάτων μεταξύ εξομοίωσης και υλοποίησης. / The object of this thesis is the design, simulation and implementation of a system driving a digital transducer array loudspeaker with 5-bit PCM and 1-bit Sigma-Delta input signals, by applying different bit allocation methods on the transducers of the array, and the calculation of the array's amplitude response, THD and THD+N at different positions. Finally, simulation and implementation results are contrasted.

Η παρούσα εργασία ασχολείται με την εξομοίωση σε προγραμματιστικό περιβάλλον, της λειτουργίας συστοιχιών ηχείων κάθετης διάταξης και συγκεκριμένα για τις περιπτώσεις ευθύγραμμων (Uniform) και υβριδικού τύπου (J-Shaped) συστοιχιών, σε περιβάλλον ανοιχτών και κλειστών χώρων. Οι εξομοιώσεις που υλοποιήθηκαν επιτρέπουν την αξιολόγηση και σύγκριση των συστοιχιών σε θέματα εκπομπής, εστιάζοντας στην ηχητική κάλυψη των επιπέδων ακρόασης. Επιπλέον, αναπτύσσονται τα εργαλεία για την εξομοίωση και μελέτη του διάχυτου πεδίου που παράγεται κατα τη λειτουργία των συστοιχιών σε κλειστούς χώρους. / The current thesis is about simulating the function of Uniform and J-Shaped line arrays in open and closed space. It also allows the comparison among between the two types af arrays in terms of beaming and sound coverage especially at the audience planes. Furthermore, tools of simulation of the diffuse field are being developed.

Ce travail de thèse (CIFRE, Renault) porte sur la conception, le développement et la pré-industrialisation d'un nouveau type de moteur de haut-parleur sans fer utilisant des plasto-aimants, permettant à la fois de réduire très nettement la distorsion due au moteur, ainsi que d'alléger le haut-parleur grâce à une optimisation de la masse magnétique utile.Après un rappel sur le fonctionnement du haut-parleur, sa modélisation, les différentes non-linéarités qui lui sont propres, et plus particulièrement celles liées au moteur du haut-parleur, le manuscrit présente ensuite une nouvelle structure de moteur de haut-parleur tout aimant réalisée en plasto-aimant. Plusieurs mesures réalisées sur un prototype et sur le même haut-parleur équipé du moteur standard permettent de vérifier les attentes théoriques et de quantifier les avantages et les inconvénients de ce nouveau type de moteur. Ce prototype a été réalisé sur la base d'un haut-parleur automobile standard sur lequel le moteur a été changé. Le moteur a été réalisé par Paulstra/Hutchinson puis assemblé par Faital S.p.A., deux fournisseurs automobiles certifiés. Les méthodes utilisées pour réaliser ce prototype pourraient être directement dérivées pour une production en série. / This PhD work (CIFRE, Renault) deals with the conception, development and pre-industrialization of a new kind of ironless loudspeaker motor using bonded magnets, allowing to highly reduct the distortion due to the motor, as well as making the loudspeaker lighter thanks to an optimization of the useful magnetic mass.After reminding the general laws that describe the functioning of a loudspeaker, the different intrinsic non-linearities, and more particularly those directly linked to the loudspeaker motor, this thesis presents a new ironless structure made of bonded magnet that we developed during these three years. A complete theoretical study of this new structure, presenting the magnetic model and the design of the motor, is proposed and completed with several measurements realized on a prototype and on the standard loudspeaker in order to verify the theoretical expectations, with regard to harmonic and intermodulation distortion reduction, and quantify the advantages and disadvantages of this new kind of motor. This prototype was based on the design of a standard automotive loudspeaker on which the motor was replaced by a bonded magnet motor. The motor was fabricated by Paulstra/Hutchinson and then assembled on the loudspeaker by Faital S.p.A., both of whom are certified automotive suppliers. The methods used to realize this prototype could be directly derivated for mass production. This PhD work is used by the people in charge of the development of this technology with a view to a potential industrialization for mass market.