DE2830837C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Kennwerte eines Lautsprechers - Google Patents

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

Bei diesem bekannten Verfahren benötigt man zur

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.

Durch Anwendung der Systemtheprie in Verbindung

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

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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

Valog (1 + 2 £ ai ■ co$2nf

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)

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

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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.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. 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. 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. 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. 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. 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 des

   gefilterten Ansprechsignals aufweist
6. 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