DE2830837C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Kennwerte eines Lautsprechers - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Kennwerte eines LautsprechersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung bzw. Bestimmung der
Kennwerte eines Lautsprechers, bei welchem der
Lautsprecher mit einem Signalimpuls beaufschlagt wird,
am ihn einen Impulsansprechton erzeugen zu lassen, und der Direkt-Impulsansprechton und der von
mehreren Stellen reflektierte Schall in ein Impulsansprechsignal umgewandelt werden, und dieses Signal
sodann in ein Digital-Ansprechsignal umgesetzt wird, und eine Fourier-Transformation des Digital-Ansprechsignals durchgeführt wird.
Aus der Zeitschrift »Funktechnik«, Jahrgang 32, Nr. 12/1977, F u. E-Seiten 199-202 ist ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Lautsprechermessung mit sogenannten Dirac-Impulsen bekannt bei welchem die
Systemtheorie in Verbindung mit einem Computer zur Anwendung gelangt
Messung des Frequenzgangs eines Lautsprechers ein Mikrofon mit konstantem Amplituden- und Phasengang, sowie einer^ schalltoten Raum, der störende
Reflexionen von den Wänden ausschließt Bei derartigen Messungen ist jedoch zu beachten, daß solche
schalltoten Meßräume unterhalb einer bestimmten Frequenz, der sogenannten »unteren Grenzfrequenz«
nicht mehr schalltot sind. Je kleiner also der Raum ist um so höher liegt diese untere Grenzfrequenz.
mit Computern ist es möglich, die Übertragungseigenschaften im Frequenz- und Zeitbereich genau zu
bestimmen. Hierbei beschreibt die Systemtheorie den Zusammenhang von Zeit und Frequenz, die über die
Fournier-Transformation miteinander verknüpft sind.
Durch die Verwendung eines sehr kurzen Meßimpulses
in der Größenordnung von 5 μ sec ergibt sich der
Vorteil, daß kein schalltoter Raum gebraucht wird. Trotzdem muß jedoch der Raum ausreichend groß sein,
damit die erste Reflexion von den Wänden erst dann
eintritt wenn die Ausschwingvorgänge vollständig
aufgezeichnet sind.
Aus der DE-OS 27 32 359 ist eine automatische akustische Prüfeinrichtung bekannt die einen Oszillator
zur Erzeugung einer ausgewählten Signalfrequenz,
einen Verstärker zur Aufnahme der ausgewählten
Signalfrequenz und zu deren Verstärkung, eine Kopplungseinrichtung zur Ankopplung des Antriebssignals
an eine zu prüfende akustische Einrichtung, Aufnahme- und digitale VerarbeUungseinriehtungen zur Aufnahme
eines Ausgangssignals von der zu prüfenden Einrichtung bzw. Lautsprecher und zur digitalen Verarbeitung
des Ausgangssignals, und schließlich eine Ausleseeinrichtung enthält die über eine Kopplungselektronik mit
dem Digitalcomputer verbunden ist, um ein Auslesen
der analogen und digitalen Signale zu ermöglichen.
Ferner enthält diese bekannte Prüfeinrichtung auch permanente Spsichereinrichtungen.
Aus der DE-AS 22 08 820 ist eine Ton- bzw.
Schsllmeßeinrichwn? insbesondere zur Verwendung
bei einer Anordnung zur Anpassung eines Tonfrequenzwandlersystems
(Lautsprechersystem) an dessen räumliche Umgebung bekannt. Das Wesentliche dieser
bekannten Schallmeßeinrichtung besteht in einer besonderen elektrischen Signalwelle zur Erzeugung
eines durch ein ünienfrequenzspektrum im Tonfrequenzbereich gebildeten elektrischen Signal und aus
einer Einrichtung zur Aufnahme und Einspeisung des Linienfrequenzspektrums an eine Vielzahl von in ihrer
Gesamtheit im wesentlichen die Bandbreite des gesamten Linienfrequenzspektrums überdeckenden Filtern,
wobei an die Ausgänge der Filter eine Einrichtung zur Meßung der jeweiligen Bandbreiten-Spektralleistung
angeschlossen ist.
Schließlich ist aus der US-PS 39 22 506 ein akustisches Meßsystem bekannt, bei welchem ein stabilisierter
und geeichter Tonsignalgenerator verwendet wird, um die zu messende Einrichtung zu erregen, wobei an diese
zu messende Einrichtung eine Schaltungsanordnung angeschlossen wird, die eine digitale Anzeige der
Meßergebnisse liefert. Dieses bekannte Prüfsystem enthält beispielsweise Verstärker, Analog-Digital-Wandler,
jedoch keine Einrichtung zur Founer-Transformation.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren bzw. die Vorrichtung der eingangs genannten
Art zur Messung der Kennnwerte eines Lautsprechers derart zu verbessern, daß eine zufriedenstellende
Messung dieser Kennwerte in einem normalen Raum beliebiger Größe und ohne die Notwendigkeit für einen
schalltoten Raum möglich ist
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt eine Einrichtung zur
Umsetzung des transformierten Ansprechsignals in ein solches mit einer Absolutgröße, eine Logarithmierschaltung
zur Umformung des Absolut-Größensignals in ein logarithmisches Ansprechsignal, eine Einrichtung zum
Filtern des zuletzt genannten Signals zur Beseitigung der Reflexionssignalkomponenten entsprechend dem
Reflexionsschall aus diesem Signal, und einen Digital-Analog-Wandler zur Umwandlung des gefilterten
Ansprechsignals in ein Analog-Ansprechsignal.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Erfindung ergeber sich aus den Ansprüchen 2 und 3 und 5 und 6.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausfülirungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung
näher erläutert.
Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Lautsprecherkennwert-Meßvorrichtung
mit Merkmalen nach der Erfindung;
Fig.2 ein Blockschaltbild einer dynamischen (moving)
Mittelwertbildungsvorrichtung zur Verwendung bei der Vorrichtung nach F i g. 1;
Fig.3 bis 8 Kennlinien zur Verdeutlichung der
Leistung der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung;
Fig.9 ein Blockschaltbild einer abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßvorriehtung
mit einer Kammfilterschaltung;
Fig. 10 eine Kennwert-Meßkurve für die Vorrichtung nach Fig. 9 und
F i g. 11 Kennlinien der Katnmfilterschaltung.
Bei der in F i g. 1 dargestellten Schaltung erzeugt ein Impulsgenerator 11 mit den Taktimpulsen eines
Taktimpulsgenerators 12 synchronisierte Signalimpulse. Das Ausgangssignal des Impulsoszillators 11 wird ober
einen Verstärker 13 einem Lautsprecher 14 eingegeben.
Ein Mikrophon 15 ist in einem Abstand von etwa 50 cm vom Lautsprecher 14 angeordnet und mit seiner
Ausgangsklemme über einen Verstärker 16 an einen
Analog/Digital-(Ablc: A/D-)Wandler 17 angeschlossen,
dessen Ausgangsklemme über eine Addierschaltung 25 mit der Ausgangsklemme des Taktimpulsgenerators 12
ίο verbunden ist, während seine Ausgangsklemme an einen
Direktzugriffspeicher (RAM) 18 angeschlossen ist. Der Direktzugriffspeicher 18 weist eine mit der Ausgangsklemme
des Taktimpulsgenerators 12 verbundene Synchronisiersignal-Eingangsklemme sowie eine erste
Ausgangsklemme, die mit der Addierschaltung gekoppelt ist, und eine zweite Ausgangsklemme auf, die an die
Eingangsklemme eines schnellen Fourier-Transformations- bzw. FET-Prozessors 19 angeschlossen ist, dessen
Ausgangsklemme wiederum mit einer Logarithmierschaltung 21 über eine Absolutwertschaltung 20
verbunden ist Die Ausgangsklemme der Schaltung 21 liegt an einer dynamischen Mittt!»/ert-(bildenden)-Schaltung
22. Diese Mittelwert bildende Schaltung 22 weist gemäß F i g. 2 einen mit der Ausgangsklemme der
Logarithmierschaltung 21 verbundenen Schalterkreis 220 auf, der so ausgelegt ist daß er Schaltvorgänge in
Abhängigkeit von Signalen im Nieder-, Mittel- und Hochfrequenzband durchführt Die Niedrig-, Mittel-
und Hochausgangsklemmen (L, M bis H) des Schalterkreises
220 sind an die Eingänge von Schieberegistern 221, 222 bzw. 223 angeschlossen, die beispielsweise
solche mit drei-, fünf- bzw. siebenstufigem Aufbau sein
können. Die Ausgangsklemmen von erster und zweiter Stufe des ersten Schieberegisters 221 sind mit der ersten
Stufe einer zweistufigen Addierschaltung 224 verbunden, während die dritte bzw. letzte Stufe des
Schieberegisters 221 an deren zweite Stufe angeschlossen ist. Ebenso sind erste und zweite Stufe des
Schieberegisters 222 mit der ersten Stufe einer fünfstufigen Addierschaltung 225 verbunden, während
dritte bis fünfte Stufe mit zweiter bis vierter Addierstufe verbunden sind. Weiterhin sind die sieben Stufen des
Schieberegisters 223 auf ähnliche Weise an eine sechstufige Addierschaltung 226 angeschlossen. Die
jweiligen letzten Stufen der Addierschaltunger. 224,225 und 226 sind mit 1/L-, l/M- bzw. 1/N-Teilern 227, 228
bzw. 229 verbunden, deren Ausgangsklemmen mit einem Digital/Analog-Wandler 23 gekoppelt sind,
dessen Ausgangsklemme an eine Ausgangseinheit, etwa ein X-Y-Aufzeichnungsgerät oder einen Oszillographen,
angeschlossen ist
Wenn bei der vorstehend beschriebenen Lautsprecherkennwert-Meßvorrichtung
der Impulsoszillator 11 einen mit einem Taktimpuls vom Taktimpulsoszillator
»2 synchronen Impuls abgibt wird dieser durch den Verstärker auf einen vorbestimmten Pegel verstärkt
und dann an den Lautsprecher 14 geliefert, worauf letzterer einen Impulsansprechton erzeugt, der
wiederum durch das Mikrophon 15 in ein Ansprechsignal umgewandelt wird. Wenn Mikrophon 15 und
Lautsprecher 14 in einer praktisch zentralen Position eines normalen Raums angeordnet sind, empfängt das
Mikrophon 15 den Direktansprechton vom Lautsprecher 14 sowie den von den Wandflächen in mindestens
drei verschiedenen Richtungen, nämlich Decke und Fußboden, Sinke und -echte Seitenwand sowie vordere
und hintere Wand, des betreffenden Raums reflektierten Schall. Durch das Mikrophon 15 werden dann der
10
15
30
Direktansprechton und der reflektierte Schall in ein elektrisches Signal umgewandelt. Das elektrische Signal
bzw. Ansprechsignal des Mikrophons 15 wird durch den Verstärker 16 verstärkt und dann synchron mit dem
Taktimpuls vom Taktimpulsoszillator 12 durch den A/D-Wandler 17 in ein Digital-Ansprechsignal umgewandelt, das im Direktzugriffspeicher 18 gespeichert
wird. Das gespeicherte Digital-Ansprechsignal wird aus dem Speicher 18 synchron mit dem Taktimpuls
ausgelesen und dann über eine Addierschaltung 25 wieder in den Speicher 18 eingeschrieben.
Der volle Zyklus dieser Lese/Addier/Einschreib-Vor
gänge wird mehrfach wiederholt, um dabei den Pegel der effektiven Signalkomponenten des Digital-Anspreehsignals
anzuheben, d. h. den Rauschabstand zu verbessern. Das Ansprechsignal, dessen effektive
Signalkomponenten auf einen vorbestimmten Pegel angehoben worden sind, wird dann aus dem Speicher 18
ausgelesen und zur Fourier-Transformation dem FFT-Prozsssor
19 ein^ceben. Der verwendete FFT-Prozes- 20 dl?
sor 19 kann z. B. ein Gruppenprozessor sein. Das durch diesen FFT-Prozessor 19 verarbeitete Ansprech- oder
Frequenzspektrumsignal wird durch die Absolutwertschaltung 20 in ein Absolutwertsignal umgewandelt und
dann logarithmisch umgeformt, d. h. durch die Logarithmierschaltung 21 in ein Decibel-Signal umgewandelt,
das sodann durch die dynamischen Mittelwert bildende Schaltung 22 gefiltert wird. Bei dieser Filtierung werden
Signale in einem Frequenzbereich bzw. -band unter 80 Hz dem Schieberegister 221 zugeleitet, während die
Signale im Frequenzband von 80—122Hz dem Schieberegister 222 und diejenigen im Frequenzband
von über 122 Hz dem Schieberegister 223 zugeführt werden. Die Signale von unter 80 Hz werden durch das
Schieberegister 221, die Addierschaltung 224 und die Schaltung des Teilers 227 für jeweils 37 Hz einer
dynamischen Mittelwertbildung unterworfen, während die Signale von 80— 122 Hz einer solchen Mittelwertbildung
für jeweils 61 Hz durch das Schieberegister 222, die Addierschaltung 225 und die Teilerschaltung 228 und
die Signale von über 122 Hz einer solchen Mittelwertbildung für jeweils 85 Hz durch das Schieberegister 223,
die Addierschaltung 226 und die Teilerschaltung 229 unterworfen werden. Wenn diese dynamische Mittelwertbildung
durch die Schaltung 22 durchgeführt wird, werden Signalkomponenten entsprechend dem Reflexionsschall
ausgetastet, während ein praktisch dem Direktschall entsprechendes Ansprechsignal am Ausgang
der Mittelwert bildenden Schaltung 22 erscheint. Das geglättete Signal wird durch den D/A-Wandler 23
in ein Analogsignal umgewandelt und beispielsweise dem Aufzeichnungsgerät 24 zugeliefert, in welchem es
in Form von Frequenzgang- oder Kennwertkurven auf einem Aufzeichnungsblatt aufgezeichnet wird.
Bei der Messung der Lautsprecherkennwerte auf die vorstehend beschriebene Weise lassen sich in einem
normalen Raum dieselben Ergebnisse wie in einem schalltoten Raum erzielen. Diese Tatsache ist im
folgenden anhand der Frequenzgang- und Kennwertkurven gemäß den F i g. 3 bis 8, die auf tatsächlich
durchgeführten Messungen beruhen, näher erläutert.
Die Frequenzgangkurve A gemäß F i g. 3 zeigt einen Schalldruck-Frequenzkennwert, der bei Lieferung eines
reinen Tonsignals zu einem in einem schalltoten Raum befindlichen Lautsprecher erhalten wird. Die Frequenzgangskurve B veranschaulicht einen Frequenzgang für
den Fall einer Fourier-Transformation eines Ansprechsignals, das durch Anlegung eines Signalimpulses an den
Lautsprecher im schalltoten Raum erhalten wird. Die Kurven Cl und C2 verdeutlichen den Frequenzgang
für den Fall, daß der Signalimpuls dem in einem normalen Raum befindlichen Lautsprecher mit einem in
einem Abstand von 0,5 m bzw. 1 m davon angeordneten Mikrophon eingegeben wird. Diese Kurven Cl und C2
zeigen die Wirkung des von den Wandflächen reflektierten Schalls. Erfindungsgemäß kann diese
Wirkung bzw. dieser Einfluß des Reflexionsschalls wie folgt vermieden werden: Das Mikrophon 15 empfängt
eine Direktschallwelle y(t) vom Lautsprecher 14 sowie die r?f!ek!!?r'?n Scba.Hu/pllpn nivft—r.i) vnn den
Wandflächen. Dabei bedeuten: txi = Reflexionskoeffizient
(0 <«/<!) und r/= eine Verzögerungszeit
entsprechend dem Zeitunterschied zwischen dem Direktschall und dem Reflexionsschall. Das Eingangssignal
g(t)z\im Mikrophon 15 läßt sich folglich durch die
folgende Gleichung (1) darstellen:
g('). = .v(/) + Σ α i ■ Yit-ii).
Ein durch schnelle Fourier-Transformation dieses Meßsignals g(t) mittels des FFTProzessors 19 erhaltenes,
Fourier-transformiertes Signal G(f) entspricht der Gleichung:
G(f) = Y(f)
Ti). (2)
40 Darin bedeuten:«o= 1 und ro = 0. Das fourier-transformierte
Signal G(f) zeigt ein Frequenzspektrum des Ansprechsignalimpulses g(t) gemäß Fig.4. Wie aus
Fig.4 hervorgeht, ist dieses Frequenzspektrumsignai
über einen weiteren Frequenzbereich hinweg dem Einfluß des Reflexionsschalls unterworfen. Die diesem
Reflexionsschall entsprechenden Signalkomponenten sind den durch den Ausdruck
50 Σ ai ■ exp(-y2/r/r;)
von Gleichung (2) dargestellten Komponenten äc,.ivalent.
Das Ziel der Erfindung kann also erreicht werden, wenn dieser Ausdruck in Gleichung (2) ausgeschaltet
wird. Das Signal G(f) wird folglich durch die
Absolutwertschaltung 20 in ein Absolutwert- bzw. -größensignal umgewandelt und dann durch die
Logarithmierschaltung 21 logarithmisch umgesetzt Das logarithmisch umgesetzte Signal C(f) läßt sich wie folgt
60 ausdrucken:
= iog|}'(Z)i+!61og
<*ia\ ■ cos 2 nf (ii-
i-0 1-0
(3)
Wenn die Reflexionswellenkumponenten klein sind, läßt sich Gleichung (3) entsprechend den Bedingungen
aO = 0 und rl = 0 der folgenden Formel annähern:
log|G(/)| " logt
ri)
(4)
Wie aus Gleichung (4) hervorgehl, lassen sich die ReflexUmsschallkomponenten von den Direktschallkomponanten
trennen. Infolgedessen enthält das durch die Fourier-Transformation erhaltene Frequenzspektrum
einen Welligkeitsanteil entsprechend λ/r· cos 2xhi. wobei die Frequenzbasis in F i g. 4 als
Zeitbasis angesehen wird.
F i g. 5 zeigt Frequenzgang- und Kennwertkurven, die durch Nachahmung der vorstehend geschilderten
Beziehungen mittels eines elektronischen Rechners erhalten wurden. In Fig. 5 gibt die Kurve A einen
Frequenzgang an, der durch Fourier-Transformation des Signals bestimmt wird, das aus der Addition der
Reflexionswellenkompcnenten
\\y(t-r\) («l=0,3,rl= 8ms)und
*2yft-r2) («2 = 0.3, r2 = 10 ms)
*2yft-r2) («2 = 0.3, r2 = 10 ms)
mit dem in einem schalltoten Raum gemessenen Ansprechsignalimpulsy(i.d. h.
resultiert.
Die Kurve B gemäß Fig. 5 ist dagegen eine
Cepstrum-Kennlinie, die durch zusätzliche schnelle
Fouri'r-Transformation des Signals unter Heranziehung der Kurve A als Wellenform auf Zeitbasis erhalten
wird. Das durch die Cepstrum-Kennlinie B angegebene
Signal wird als »Cepstrum« bezeichnet, ausgedrückt als
Quefrency (ms). Die Hochquefrency-Komponente dieses Signals entspricht den Reflexionsschallkomponenten
nach Kurve .·\. Die Reflexionsschallkomponenten (Welligkeit) in Kurve A können daher unterdrückt
werden, indem das Signal nach Kurve B mit einem Tiefpaßfilter im Cepstrum-Bereich gefiltert wird und die
Hochquefrency-Komponenten gedämpft werden. Der durch λ/ · cos 2πίτί vorgegebene Welligkeitsanteil
zeigt jedoch gemäß Kurve B große Spitzen bei Quefrencies von 8 ms und 10 ms, einschließlich solcher
Spitzen, die auf die nicht-lineare Verarbeitung, d. h. logarithmische Verarbeitung, zurückzuführen sind und
die auch in einem Bereich über diesen Quefrencies liegen. Zur Austastung der Reflexionsschallkomponenten
ist es nötig, die Wellen eines wesentlich niedrigeren Quefrency-Bereichs zu filtern. Wenn die Filterung von
niedrigerer Quefrency als derjenigen der Welligkeitsanteile durchgeführt wird, können die effektiven Komponenten
im Niederfrequenzbereich verloren gehen.
F i g. 6 zeigt die in einem Zuhörraum gemessenen Cepstrum-Kennlinien (Kurve Β)\ιηά den Frequenzgang
(Kurve A). der durch Filtern des Cepstrums in einem
Bereich von über 2 ms bei —6 dB/oct und anschließende Wiederherstellung der Frequenzkomponente von der
Quefrency-Komponente mittels eines invertierenden schnellen Fourier-Transformations- bzw. IFFT-Prozessors
bestimmt wurde. Dieses Ergebnis zeigt, daß die Information der Lautsprecherkennlinien im unteren
Frequenzbereich gleichzeitig vermindert wird. Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil durch die dynamische
Mittelwertbildung mit variablen Mittelwertpunkten vermieden, wodurch Kennlinien praktisch entsprechend
denen eines Kammfilters von —6 dB/oct gemäß F i g. 7 geliefert werden. Es ist von großem Vorteil, daß die Zahl
der Mittelwertbildungspunkte der dynamischen Mittelwertbildung in der Frequenzebene leicht variiert
werden kann. Dies bedeutet, daß die äquivalente Grenzfrequenz des Kammfilters in der oberen Ebene
leicht geändert werden kann. Andererseits ist es bekanntlich nötig, ein längeres Zeitfenster für den
unteren Frequenzbereich eines Lautsprechers und ein kürzeres Zeitfenster für den höheren Frequenzbereich
anzuwenden, um Reflexionen wirksam zu vermindern. Unter Berücksichtigung des Umstands, daß das
Kammfilter oder das kammartige Fenster im oberen Bereich eine ähnliche Rolle spielt wie das Zeitfenster
mit Kammform im Zeitbereich, ist eine Änderung der Zeitfensterlänge somit einer Änderung der Grenz-Quefrency
im oberen Bereich äquivalent. Gemäß Fig. 8 erfolgt die dynamische Mittelwertbildung mit variablen
Mittelwert(bildungs)punkten in der Frequenzebene alle 37 Hz im Frequenzbereich unter 80 Hz. alle 61 Hz im
Bereich von 80—122Hz und alle 85 Hz im Bereich
oberhalb 122 Hz. Im Frequenzbereich unter 80 Hz wird
das Ansprechsignal sequentiell in drei aufeinanderfol-
jo genden Einheiten von 12,2 Hz (erste, zweite und dritte
Frequenzeinheit) gemittelt, und die resultierenden drei Mittelwerte werden weiterhin zur Ermittlung eines
einzigen Mittelwerts gemittelt. Dieser Wert entspricht 12,2 Hz χ 3 = 37 Hz. Als nächstes werden die betreffenden
Mittelwerte der zweiten, der dritten und der vierten Frequenzeinheit gemittelt. Die Mittelwerte für die
betreffenden 37 Hz-Frequenzbereiche werden dabei für den Frequenzbereich unter 80 Hz erhalten. Im Frequenzbereich
von 80—122 Hz wird das Ansprechsignal auf ähnliche Weise sequentiell in fünf aufeinanderfolgenden
Einheiten von je 12,2Hz gemittelt. Dies bedeutet, daß — wie im vorher beschriebenen Fall —
der dynamische Mittelwert, welcher 12,2 Hz χ 5 = 61 Hz entspricht, ermittelt wird. Für den Frequenzbereich von
122Hz und darüber wird der dynamische Mittelwert entsprechend 12,2 Hz χ 7 »85 Hz auf ähnliche Weise
ermittelt. Wenn das Signal der dynamischen Mittelwertbildung mittels solcher variablen Mittelwertbildungspunkte
unterworfen wird, nähen sich die resultierende
so Kennlinie der Ansprech- oder Frequenzgangkurve (gemäß der gestrichelten Linie in Fig.8), die durch
Messung im schalltoten Raum erhalten wird. Bei der Meisung im normalen Raum kann, genauer gesagt,
praktisch derselbe Frequenzgang erhalten werden wie bei der Messung im schalltoten Raum.
Während die Erfindungsaufgabe, wie erwähnt, durch
Unterdrückung der reflektierten Wellenkomponenten (cos 2ηίτί) und dem n-fachen dieser Komponenten
gelöst werden kann, kann ein vergleichsweise höheres Cepstrum, verglichen mit der Direktwellenkomponente
Y(f0[Y(O]. für diese Komponenten erzielt werden,
indem der betreffende Lautsprecher praktisch in der Mittel des Raums aufgestellt wird. Außerdem braucht
der Arbeitspunkt der dynamischen Mittelwert bildenden Schaltung nur einmal eingestellt zu werden, wenn
der Lautsprecher in der Mitte desselben Raums festgeiegi ist.
Im folgenden ist anhand von Fig.5 eine andere
Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Dabei sind
den vorher beschriebenen Teilen entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet und
daher nicht mehr näher beschrieben. Gemäß Fig.9 ist
die Ausgangsklemme der Logarithmierschaltung 21 der Art gemäß F i g. 1 mit einem zweiten FFT-Prozessor 30
verbunden, dessen Ausgangsklemme an einen Kammfilterkreis 31 angeschlossen ist. Letzterer besteht aus drei
Multiplizierstufen 311, 312 und 313 sowie einem Funktionsgenerator zur Speisung dieser Multiplizierer
mit Funktionssignalen rl,r2 bzw. τ 3, die durch
to
sin
π/τ
η/τ
15
vorgegeben sind. Die Ausgangsklemme des Kammfilterkreises 31 ist über einen invertierenden schnellen
Fourier-Transformations-Prozessor 32 und den D/A-Wandler 32 an das Aufzeichnungsgerät 24
angeschlossen.
Bei uci' AusfülltuiigMurrii nach F i g. 9 isi der
Kammfilterkreis 31 so ausgebildet, daß die jeweiligen anfänglichen Nullpunkte für die reflektierten Signalkomponenten dem Reflexionsschall von den Wandflächen in mindestens drei Richtungen entsprechen. Die
anfänglichen Nullpunkte können mittels der Funktionssignale rl —r3 vom Funktionsgenerator 314 in Abhängigkeit vom Zeitunterschied zwischen dem Direktschall
und dem Reflexionsschall eingestellt werden. Wenn die Reflexionsschallkomponenten ihre jeweiligen anfänglichen Spitzen z. B. bei Quefrencies von 6,9 ms, 12 ms und
17 ms besitzen, läßt sich gemäß Fig. 10 eine Kennlinie (ausgezogene Linie) erzielen, die (innerhalb von 1 dB im
Bereich über JO Hz) praktisch identisch ist mit einer
(gestrichelt eingezeichneten) durch Messung im schalltoten Raum ermittelten Kennlinie, wenn der Kammfilterkreis so eingestellt ist, daß die anfänglichen
Nullpunkte diesen Quefrencies entsprechen können. Der verwendete Kammfilterkreis kann eine vergleichsweise flache Steilheit (-1,5 dB/oct) besitzen, so daß die
effektiven Komponenten im Niederfrequenzbereich des Lautsprechers keinesfalls verloren gehen. Außerdem
kann bei dieser Ausführungsform der Arbeitspunkt des Kammfilterkreises festgelegt werden, indem der betreffende Lautsprecher in der Mitte desselben Raums
aufgestellt wird. Weiterhin kann die Erfindungsaufgabe dadurch gelöst werden, daß die Nullpunkte auf
Verzögerungszeiten eingestellt werden, die den Zeitunterschied zwischen dem Direktschall und dem von den
Wandflächen reflektierten Schall äquivalent sind. Dies bedeutet, daß die anfänglichen Nullpunkte jeder Stufe
des Kammfilcerkreises auf die Maße des Raums abgestimmt werden. Bei versuchsweisen Untersuchungen wurden für die Frequenzkomponenten über 50 Hz
Kennwerte ermitteit, weiche den durch Messung im schalltoten Raum ermittelten äquivalent sind.
Erfindungsgemäß können also die Kennwerte eines Lautsprechers unter vorteilhaften Bedingungen und
ohne die Notwendigkeit für einen schalltoten Raum gemessen werden, was zu einer beträchtlichen Vereinfachung und Verbilligung der Meßanlage beiträgt. Die
Messung der Lautsprecher-Kennwerte kann somit, unbeeinflußt von ungünstigen Auswirkungen von
reflektiertem Schall, ohne Rücksicht auf die Meßumstände oder -bedingungen vorgenommen werden,
beispielsweise auch in einem Laboratorium o. dgl. Arbeitsraum.
Claims (6)
- Patentansprüche:L Verfahren zur Messung bzw. Bestimmung der Kennwerte eines Lautsprechers, bei welchem der Lautsprecher mit einem Signalininuls beaufschlagt wird, um ihn einen Impulsansprechton erzeugen zu lassen, und der Direkt-Impulsansprechton und der von mehreren Stellen reflektierte Schall in ein Impulsansprechsignal umgewandelt werden, und dieses Signal sodann in ein Digital-Ansprechsignal umgesetzt wird, und eine Fourier-Transformation des Digital-Ansprechsignals durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dieses transformierte Ansprechsignal mit der Absolutgröße in ein logarithmisches Ansprechsignal umgewandelt wird, daß das zuletzt genannte Signal zur Beseitigung der dem Reflexionsschallsignal entsprechend Signalkomponenten gefiltert wird, und daß das gefilterte logarithmische Ansprechsignal in ein Analog-Ansjirechsignal umgesetzt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterung mittels einer Fourier-Transformation des logarithmischen Ansprechsignals durch mindestens drei Stufen eines Kammfilterkreises mit jeweiligen Nullpunkten entsprechend den Zeitunterschieden zwischen einem Direktschallsignal und Reflexionsschallsignalen in einem Cepstrum-Bereich und mittels einer invertierenden Fourier-Transformation des gefilterten Ansprechsignals durchgeführt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Filtern der dynamische Mittelwert des AnsprechsigrVils mit · ariablen Mittelwertbildungspunkten in dem Frequenzbereich des Ansprechsignals berechnet wird.
- 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Impulsgenerator zur Lieferung eines Signalimpulses, der einen Lautsprecher zur Abgabe eines Impuls-Ansprechtons ansteuert einer Einrichtung zur Umwandlung des Direkt-Impulsansprechtons oder -Schalls zusammen mit dem von mehreren Stellen reflektierten Schall in ein Digital-Ansprechsignal, mit einem Fourier-Transformator für die Fourier-Transformation des Digital-Ansprechsignals, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (20) zur Umsetzung des so transformierten Ansprechsignals in ein solches mit einer Absolutgröße, durch eine Logarithmierschaltung (21) zur Umformung des Absolutgrößensignals in ein logarithmisches Ansprechsignal, durch eine Einrichtung (22; 30, 31, 32) zum Filtern des zuletzt genannten Signals zur Beseitigung der Reflexionssignalkomponenten entsprechend dem Reflexionsschall aus diesem Signal, durch einen Digital-Analog-(Abk.: D/A-)Wandler (23) zur Umwandlung des gefilterten Ansprechsignals in ein Analog-Ansprechsignal.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtung einen Fourier-Transformator (30) für die Fourier-Transformation des logarithmischen Ansprechsignals, einen Kammfilterkreis (31) mit mehreren Stufen, die Nullpunkte entsprechend den Zeitunterschieden zwischen einem Direktschallsignal und mehreren Reflexionsschallsignalen in dem Cepstrum-Bereich besitzen, und einen invertierenden Fourier-Transformator (32) für die inverse Fourier-Transformation desgefilterten Ansprechsignals aufweist
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß die Filtereinriehtung eine Schaltung (22) zur Berechnung des dynamischen Mittelwerts des Ansprechsignals mit variablen Mittelwertbildungspunkten in dem Frequenzbereich des Ansprecbsignals aufweist
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8413377A JPS5439119A (en) | 1977-07-15 | 1977-07-15 | Measuring device for measuring speaker characteristics |
JP8413477A JPS5439120A (en) | 1977-07-15 | 1977-07-15 | Speaker characteristics measuring device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2830837A1 DE2830837A1 (de) | 1979-01-18 |
DE2830837C2 true DE2830837C2 (de) | 1983-06-09 |
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ID=26425205
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2830837A Expired DE2830837C2 (de) | 1977-07-15 | 1978-07-13 | Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Kennwerte eines Lautsprechers |
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---|---|
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US4346268A (en) * | 1981-01-30 | 1982-08-24 | Geerling Leonardus J | Automatic audiological analyzer |
US4587642A (en) * | 1982-12-06 | 1986-05-06 | Texaco Inc. | Seismic data enhancement method and apparatus |
NL8300671A (nl) * | 1983-02-23 | 1984-09-17 | Philips Nv | Automatisch egalisatiesysteem met dtf of fft. |
GB2199466A (en) * | 1986-11-08 | 1988-07-06 | G L Communications Limited | Monitoring loudspeakers |
US4884247A (en) * | 1987-03-09 | 1989-11-28 | Mobil Oil Company | Method of processing geophysical data to compensate for earth filter attenuation |
US4780859A (en) * | 1987-03-09 | 1988-10-25 | Mobil Oil Corporation | Method of interpreting seismic data |
US4909064A (en) * | 1988-07-22 | 1990-03-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Impulse calibration of mechanical to electrical transducers |
US6269318B1 (en) * | 1997-04-30 | 2001-07-31 | Earl R. Geddes | Method for determining transducer linear operational parameters |
JP4275848B2 (ja) * | 2000-10-23 | 2009-06-10 | パイオニア株式会社 | 音場計測装置および音場計測方法 |
DE10242333A1 (de) * | 2002-09-12 | 2004-03-18 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Bestimmen der Hüllkurve eines modulierten Signals |
WO2006093152A1 (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-08 | Pioneer Corporation | 特性測定装置及び特性測定プログラム |
LV13342B (en) * | 2005-05-18 | 2005-10-20 | Real Sound Lab Sia | Method and device for correction of acoustic parameters of electro-acoustic transducers |
US10396865B2 (en) * | 2015-03-19 | 2019-08-27 | Commscope Technologies Llc | Spectral analysis signal identification |
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GB1426604A (en) * | 1973-07-06 | 1976-03-03 | Post Office | Acoustic measurements |
US3922506A (en) * | 1974-01-03 | 1975-11-25 | Frye G J | Acoustical testing system |
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US4066842A (en) * | 1977-04-27 | 1978-01-03 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method and apparatus for cancelling room reverberation and noise pickup |
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