JPH0460229B2 - - Google Patents
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- JPH0460229B2 JPH0460229B2 JP417484A JP417484A JPH0460229B2 JP H0460229 B2 JPH0460229 B2 JP H0460229B2 JP 417484 A JP417484 A JP 417484A JP 417484 A JP417484 A JP 417484A JP H0460229 B2 JPH0460229 B2 JP H0460229B2
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Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、例えば増幅器やスピーカー等の伝
送系における使用状態での動的非直線歪を測定す
る方法に関する。
送系における使用状態での動的非直線歪を測定す
る方法に関する。
伝送系の非直線の測定方法としては、ある一定
周波数の定常信号を印加してバンドパスフイルタ
により出力中の高調波成分を測定する高調波歪測
定方法や、周波数の異なる２信号を同時に印加
し、出力中に存在するそれら２信号の和、又は差
の周波数成分をバンドパスフイルタで検出する混
変調歪測定方法が一般的であるが、これらはある
一定周波数の定常信号を使用するため非測定系の
静的な歪値を得るに過ぎなかつた。
周波数の定常信号を印加してバンドパスフイルタ
により出力中の高調波成分を測定する高調波歪測
定方法や、周波数の異なる２信号を同時に印加
し、出力中に存在するそれら２信号の和、又は差
の周波数成分をバンドパスフイルタで検出する混
変調歪測定方法が一般的であるが、これらはある
一定周波数の定常信号を使用するため非測定系の
静的な歪値を得るに過ぎなかつた。
プログラム等、強度と周波数スペクトラムとが
時間的に、ランダムに変化するような非定常信号
が伝送系に印加されている、すなわち使用状態に
おける動的非直線歪を測定する方法としては、日
本音響学会誌、VoL28，No.９，P485〜495に記載
されている方法が著名であるが、この方法概略は
第１図に示すごとく、信号発生器１１から出力さ
れたプログラム、或はノイズ等、多くの周波数成
を含み、且つ時間的にも変動する測定用信号１２
（第１図においては、各信号はすべてスペクトラ
ムで図示する。）を、ある測定周波数F0を中心と
する非常に急峻な帯域除去フイルター１３を通し
て当該周波数成F0が除去された信号１４として
非測定系１５に印加し、次いで当該非測定系１５
の出力信号１６の前記周波数成分F0が除去され
た帯域内に派生している成分１７を、非常に急峻
な帯域フイルタ１８により検出して動的非直線歪
１９とするものであるが、この方法は上記各フイ
ルタの遮断特性が急峻ない場合には測定精度が極
めて悪くなること、所望の遮断特性を有するフイ
ルタは極めて高価であり、更にこれら高価なフイ
ルタが１測定周波数ごとに１組づつ必要とするこ
と、従つて測定周波数が多数となると測定設備に
要する費用が多額となり、大がかりな設備となる
等の欠点があつた。
時間的に、ランダムに変化するような非定常信号
が伝送系に印加されている、すなわち使用状態に
おける動的非直線歪を測定する方法としては、日
本音響学会誌、VoL28，No.９，P485〜495に記載
されている方法が著名であるが、この方法概略は
第１図に示すごとく、信号発生器１１から出力さ
れたプログラム、或はノイズ等、多くの周波数成
を含み、且つ時間的にも変動する測定用信号１２
（第１図においては、各信号はすべてスペクトラ
ムで図示する。）を、ある測定周波数F0を中心と
する非常に急峻な帯域除去フイルター１３を通し
て当該周波数成F0が除去された信号１４として
非測定系１５に印加し、次いで当該非測定系１５
の出力信号１６の前記周波数成分F0が除去され
た帯域内に派生している成分１７を、非常に急峻
な帯域フイルタ１８により検出して動的非直線歪
１９とするものであるが、この方法は上記各フイ
ルタの遮断特性が急峻ない場合には測定精度が極
めて悪くなること、所望の遮断特性を有するフイ
ルタは極めて高価であり、更にこれら高価なフイ
ルタが１測定周波数ごとに１組づつ必要とするこ
と、従つて測定周波数が多数となると測定設備に
要する費用が多額となり、大がかりな設備となる
等の欠点があつた。
本発明は、楽音、ランダムノイズ、インパルス
等、使用状態に近いアナログ非定常信号をデジタ
ル化し、デジタル上でその信号を加工処理してか
らアナログ化し、該アナログ信号により被測定系
を測定し、該被測定系の出力信号を再度デジタル
化して非直線歪成分を検出し表示する測定法であ
つて、第２図〜第３図により詳述する。
等、使用状態に近いアナログ非定常信号をデジタ
ル化し、デジタル上でその信号を加工処理してか
らアナログ化し、該アナログ信号により被測定系
を測定し、該被測定系の出力信号を再度デジタル
化して非直線歪成分を検出し表示する測定法であ
つて、第２図〜第３図により詳述する。
本発明第１の実施例を示す第２図において、２
１は信号源で、その出力は楽音、ランダムノイ
ズ、楽音成分に近似したフイルタを通したノイ
ズ、インパルス等非定常のアナログの第１の時間
軸信号２２である。当該第１の時間軸信号２２は
FFTアナライザにより高速フーリエ変換２３す
ると第１の周波数軸データ２４となり、振幅２４
ａと位相２４ｂとの組、或は実数部を虚数部との
組（図面省略）によるデータとして出力される。
１は信号源で、その出力は楽音、ランダムノイ
ズ、楽音成分に近似したフイルタを通したノイ
ズ、インパルス等非定常のアナログの第１の時間
軸信号２２である。当該第１の時間軸信号２２は
FFTアナライザにより高速フーリエ変換２３す
ると第１の周波数軸データ２４となり、振幅２４
ａと位相２４ｂとの組、或は実数部を虚数部との
組（図面省略）によるデータとして出力される。
当該第１の周波数軸データ２４をコンピユータ
２５に取り込み、ある周波数（第２図ではF1）
成分を欠除させた第２の周波数軸データ２６と
し、これを逆フーリエ変換２７すると、デジタル
上の時間軸データ２８となる。この逆フーリエ変
換を行うには、前記FFTアナライザが逆フーリ
エ変換機能を有する場合は当該FFTアナライザ
を使用するが、逆変換機能を有しない場合は、コ
ンピユータプログラム上で逆フーリエ変換を行う
か、フーリエ級数展開の逆と考えて、振巾（A1
〜An）、位相（φ1〜φn）としてFFTアナライザ
より出力された第１の時間軸データ２４が Ｔ＝A1sin（θ＋φ1）＋A2sin（2θ＋φ2）＋……＋
Ansin（nθ＋φn） と表示できるので、そのうちのF1に相当する一
項のみ除去し時間軸データ２８を作ることも可能
である。尚この時間軸データ２８はコンピユータ
のメモリーに収録しておくことも可能である。
２５に取り込み、ある周波数（第２図ではF1）
成分を欠除させた第２の周波数軸データ２６と
し、これを逆フーリエ変換２７すると、デジタル
上の時間軸データ２８となる。この逆フーリエ変
換を行うには、前記FFTアナライザが逆フーリ
エ変換機能を有する場合は当該FFTアナライザ
を使用するが、逆変換機能を有しない場合は、コ
ンピユータプログラム上で逆フーリエ変換を行う
か、フーリエ級数展開の逆と考えて、振巾（A1
〜An）、位相（φ1〜φn）としてFFTアナライザ
より出力された第１の時間軸データ２４が Ｔ＝A1sin（θ＋φ1）＋A2sin（2θ＋φ2）＋……＋
Ansin（nθ＋φn） と表示できるので、そのうちのF1に相当する一
項のみ除去し時間軸データ２８を作ることも可能
である。尚この時間軸データ２８はコンピユータ
のメモリーに収録しておくことも可能である。
次に上述の時間軸データ２８をコンピユータ２
９に取り込み、任意波形発振器２１０に送り込み
出力すると、被測定系に入力すべき第２の時間軸
信号２１１を得、これを被測定系２１２に入力す
る。
９に取り込み、任意波形発振器２１０に送り込み
出力すると、被測定系に入力すべき第２の時間軸
信号２１１を得、これを被測定系２１２に入力す
る。
被測定系２１２からの出力された第３の時間軸
信号２１３は前記した第２の時間軸信号２１１に
被測定系による非線形歪成分が重量された形とな
つているので、これを再度高速フーリエ変換２１
４して得た第３の周波数軸データ２１５は本来欠
除されてゼロ振巾であるべきF1周波数に、ある
レベルの信号成分２１６が検出される。これが被
測定系２１２の非線形性に起因する前記した動的
非直線歪に相当するものであり、このF1周波数
を変化させコンピユータ２１７により表示するこ
とにより動的非直線歪の周波数特性２１８と被測
定系のレスポンス２１９とを得る。
信号２１３は前記した第２の時間軸信号２１１に
被測定系による非線形歪成分が重量された形とな
つているので、これを再度高速フーリエ変換２１
４して得た第３の周波数軸データ２１５は本来欠
除されてゼロ振巾であるべきF1周波数に、ある
レベルの信号成分２１６が検出される。これが被
測定系２１２の非線形性に起因する前記した動的
非直線歪に相当するものであり、このF1周波数
を変化させコンピユータ２１７により表示するこ
とにより動的非直線歪の周波数特性２１８と被測
定系のレスポンス２１９とを得る。
上述した本願発明による測定方法を先述の電気
音響学誌記載の従来測定法と比較すると、第１の
周波数軸データ２２から特定の周波数成分F1を
除去する際にコンピユータ操作によるので、この
処理プロセスをフイルタとして見た場合、非常に
急峻な遮断特性で（F1の近傍の周波数成分のレ
ベル変化は、実質的にほとんど無い状態で）除去
或は検出されるので測定精度が極めて高いこと、
除去或は検出する周波数を任意に変化させること
ができるので、一個の装置で必要な周波数帯域内
で自由に測定できること、一度取り込んだデータ
をコンピユータに収録することにより、目的に応
じた処理が繰返し何度でも可能なこと、時間軸の
測定範囲を変えることで測定器をふやすことなく
何点でも測定できること、等の特徴を有する。
音響学誌記載の従来測定法と比較すると、第１の
周波数軸データ２２から特定の周波数成分F1を
除去する際にコンピユータ操作によるので、この
処理プロセスをフイルタとして見た場合、非常に
急峻な遮断特性で（F1の近傍の周波数成分のレ
ベル変化は、実質的にほとんど無い状態で）除去
或は検出されるので測定精度が極めて高いこと、
除去或は検出する周波数を任意に変化させること
ができるので、一個の装置で必要な周波数帯域内
で自由に測定できること、一度取り込んだデータ
をコンピユータに収録することにより、目的に応
じた処理が繰返し何度でも可能なこと、時間軸の
測定範囲を変えることで測定器をふやすことなく
何点でも測定できること、等の特徴を有する。
本願発明の上記した第１の実施例では第１の時
間軸信号の取り込み時間0.2秒、サンプリング数
1024点の場合は測定の周波数ポイントは400点、
周波数分解能５Hzであり、最大周波数は誤差を生
じる分を除去して2KHzまで可能である。又取り
込み時間を0.02秒とすれば、分解能50Hz、最大周
波数は20KHzとなり、オーデイオ帯域を完全にカ
バーすることが可能である。従つて信号の取り込
み時間を変えて複回測定を行い、周波数軸上の測
定点を多数とし、その中から適当に周波数を撰定
することにより、測定結果の表示において周波数
軸を対数表示とすることができる。
間軸信号の取り込み時間0.2秒、サンプリング数
1024点の場合は測定の周波数ポイントは400点、
周波数分解能５Hzであり、最大周波数は誤差を生
じる分を除去して2KHzまで可能である。又取り
込み時間を0.02秒とすれば、分解能50Hz、最大周
波数は20KHzとなり、オーデイオ帯域を完全にカ
バーすることが可能である。従つて信号の取り込
み時間を変えて複回測定を行い、周波数軸上の測
定点を多数とし、その中から適当に周波数を撰定
することにより、測定結果の表示において周波数
軸を対数表示とすることができる。
次に本願発明の第２実施例として、特の周波数
の基本波に対する高次周波の測定が可能であるこ
とを説明する。
の基本波に対する高次周波の測定が可能であるこ
とを説明する。
前記第１の実施例との相違点のみを示し、且つ
共通部分を同一番号を付した第３図において、測
定する周波数をF2とすれば、前記第２図に示し
たと同一の信号処理によつて2F2，3F2，……
3nF2、或はF2／２，F2／４……の各成分を除し
た第４の周波数軸データ３１を、引続き第１の実
施例と同一手法で時間軸アナログ信号に変換して
から非測定系に印加し、歪成分を含んだ出力時間
軸信号２１３を再度フーリエ変換２１４して得た
第５の周波数軸データ３２上の上記周波数成が除
去された各位置に出現する歪成３２ａ，３２ｂ，
……を検出することによりF2周波数に対する
１／２次、１／４次等の低次歪や２次、３次……
ｎ次、の高次歪を測定することができ、第１の実
施例と同じくF2周波数を変えることにより、そ
れら各次数の歪レベルを周波数特性データ３３と
して被測定系のレスポンス３４とともに表示する
ことができる。
共通部分を同一番号を付した第３図において、測
定する周波数をF2とすれば、前記第２図に示し
たと同一の信号処理によつて2F2，3F2，……
3nF2、或はF2／２，F2／４……の各成分を除し
た第４の周波数軸データ３１を、引続き第１の実
施例と同一手法で時間軸アナログ信号に変換して
から非測定系に印加し、歪成分を含んだ出力時間
軸信号２１３を再度フーリエ変換２１４して得た
第５の周波数軸データ３２上の上記周波数成が除
去された各位置に出現する歪成３２ａ，３２ｂ，
……を検出することによりF2周波数に対する
１／２次、１／４次等の低次歪や２次、３次……
ｎ次、の高次歪を測定することができ、第１の実
施例と同じくF2周波数を変えることにより、そ
れら各次数の歪レベルを周波数特性データ３３と
して被測定系のレスポンス３４とともに表示する
ことができる。
尚上記した第１、第２の実施例において使用す
る各器具について、逆フーリエ変換２７、フーリ
エ変換２１４は最初にフーリエ変換２３を行なつ
たFFTアナライザを兼用し、またコンピユータ
２９、およびコンピユータ２１４は、コンピユー
タ２５を兼用することができるものである。
る各器具について、逆フーリエ変換２７、フーリ
エ変換２１４は最初にフーリエ変換２３を行なつ
たFFTアナライザを兼用し、またコンピユータ
２９、およびコンピユータ２１４は、コンピユー
タ２５を兼用することができるものである。
以上本願発明は、上記した如くデジタル技術を
応用した信号処理によりスピーカーや増幅器等、
被測定物の動的非直線歪を測定する方法に関する
ものであり、前述した如く、測定結果が高精度
で、装置が比較的簡単、安価であり、且つデータ
処理の多様性等の測定上の利点の他に、実際の試
聴用プログラムによる測定が可能である特徴を有
する。このことは例えば先頭値の極めて大きい過
度的な入力に対する歪を測定する場合に従来から
行なわれた正弦波による先頭値に相当する大振幅
の定常信号を用いることは、被測定物を破壊する
こととなつて測定不能であるが本願発明による方
法では破壊に至らない一過性のレスポンスとして
測定可能である。更に測定用信号が多数の周波数
成分からなるため、単に２信号の純音による混変
調歪とは本質的に異なる多くの周波数成からなる
混変調歪が得られる長所があり、試聴実験と歪測
定とを同一条件とすることができるために、測定
によつて得られた結果を、試聴実験により得られ
た結果と照合させ、研究開発に寄与させるうえで
非常に有用な測定方法である。
応用した信号処理によりスピーカーや増幅器等、
被測定物の動的非直線歪を測定する方法に関する
ものであり、前述した如く、測定結果が高精度
で、装置が比較的簡単、安価であり、且つデータ
処理の多様性等の測定上の利点の他に、実際の試
聴用プログラムによる測定が可能である特徴を有
する。このことは例えば先頭値の極めて大きい過
度的な入力に対する歪を測定する場合に従来から
行なわれた正弦波による先頭値に相当する大振幅
の定常信号を用いることは、被測定物を破壊する
こととなつて測定不能であるが本願発明による方
法では破壊に至らない一過性のレスポンスとして
測定可能である。更に測定用信号が多数の周波数
成分からなるため、単に２信号の純音による混変
調歪とは本質的に異なる多くの周波数成からなる
混変調歪が得られる長所があり、試聴実験と歪測
定とを同一条件とすることができるために、測定
によつて得られた結果を、試聴実験により得られ
た結果と照合させ、研究開発に寄与させるうえで
非常に有用な測定方法である。
第１図は従来の動的非直線歪測定法の原理の説
明図、第２図は本発明の動的非直線歪測定の第１
の実施例による原理説明図、第３図は同じく本発
明第２実施例の説明図である。 ２２は第１の時間軸信号、２３は高速フーリエ
変換処理、２４は第１の周波数軸データ、２５は
コンピユータ、２６は第２の周波数軸データ、２
７は逆フーリエ変換処理、２１１は第２の時間軸
データ、２１２は被測定系、２１３は第３の時間
軸信号、２１４はフーリエ変換処理、２１５は第
３の周波数軸データ、２１６は動的非直線歪成
分、２１７はコンピユータ、２１８は周波数特性
として表示された動的非直線歪である。
明図、第２図は本発明の動的非直線歪測定の第１
の実施例による原理説明図、第３図は同じく本発
明第２実施例の説明図である。 ２２は第１の時間軸信号、２３は高速フーリエ
変換処理、２４は第１の周波数軸データ、２５は
コンピユータ、２６は第２の周波数軸データ、２
７は逆フーリエ変換処理、２１１は第２の時間軸
データ、２１２は被測定系、２１３は第３の時間
軸信号、２１４はフーリエ変換処理、２１５は第
３の周波数軸データ、２１６は動的非直線歪成
分、２１７はコンピユータ、２１８は周波数特性
として表示された動的非直線歪である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 下記の各信号処理プロセスからなることを特
徴とする被測定系の動的非直線歪測定方法。 (a) 測定に使用する第１の時間軸信号２２を一定
時間Ｔ取込み、高速フーリエ変換２３により第
１の周波数軸データ２４とするプロセス、 (b) 当該第１の周波数軸データ２４をコンピユー
タ２５により少くとも１箇所以上周波数成分が
欠除された部分f′，f″，……を有する第２の周
波数軸データ２６とするプロセス、 (c) 当該第２の周波数軸データ２６を逆フーリエ
変換２７して第２の時間軸信号２１１に変換
し、被測定系２１２に印加するプロセス、 (d) 被測定系２１２から出力された動的非直線歪
を含む第３の時間軸信号２１３をフーリエ変換
２１４し、第３の周波数軸データ２１５とする
プロセス、 (e) 当該第３の周波数軸データ２１５の前記周波
数成分欠除部分f′，f″，……に生じた動的非直
線歪２１６，……等を検出し、コンピユータ２
１７により前記(b)プロセスと連動して欠除部分
f′，f″，……の周波数を変化させ、検出された
動的非直線歪の周波数特性２１８として表示す
るプロセス。 ２ 前記(b)プロセスの周波数欠除部分f′，f″，…
…が１箇所で、その周波数がF1であり、同じく
前記(e)プロセスにおける動的非直線歪２１６を検
出する周波数が同じくF1であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の動的非直線歪測定
方法。 ３ 前記(b)プロセスの周波数欠除部分f′，f″，…
…がそれぞれ測定周波数F2の整数倍、或は整数
分の一の周波数であり、同じく前記(e)プロセスに
おける動的非直線歪２１６を検出する周波数が、
上記したF2の整数倍、或は整数分の一であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の動的
非直線歪測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP417484A JPS60146158A (ja) | 1984-01-11 | 1984-01-11 | 動的非直線歪測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP417484A JPS60146158A (ja) | 1984-01-11 | 1984-01-11 | 動的非直線歪測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60146158A JPS60146158A (ja) | 1985-08-01 |
| JPH0460229B2 true JPH0460229B2 (ja) | 1992-09-25 |
Family
ID=11577351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP417484A Granted JPS60146158A (ja) | 1984-01-11 | 1984-01-11 | 動的非直線歪測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60146158A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02109500A (ja) * | 1988-10-18 | 1990-04-23 | Onkyo Corp | スピーカの周波数特性測定装置 |
-
1984
- 1984-01-11 JP JP417484A patent/JPS60146158A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60146158A (ja) | 1985-08-01 |
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