8 novembre 2010misura della risposta all'impulso1 il metodo mls (maximum lenght sequence)
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8 novembre 2010 Misura della Risposta all'Impulso 1
Il metodo MLSIl metodo MLS(Maximum Lenght Sequence)(Maximum Lenght Sequence)
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The first MLS apparatus - MLSSA
• MLSSA was the first apparatus for measuring impulse responses with MLS
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More recently - the CLIO system
• The Italian-made CLIO system has superseded MLSSA for most low-cost electroacoustics applications (measurement of loudspeakers, quality control)
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Il metodo MLS
• x(t) è un segnale periodico binario, ottenuto mediante uno “shift-register”, configurato per la massima lunghezza del periodo di ripetizione
12L N
N stages
XOR
k stages
x’(n)
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Deconvoluzione MLS
• Il segnale misurato y(i) è cross-correlato con il segnale di test x(i) mediante una trasformata veloce di Hadamard. Se il sistema in prova è lineare e tempo-invariante, il risultato è la risposta impulsiva h(i)
yM1L
1h
~
In cui M è la matrice di Hadamard trasposta, ottenuta permutando la sequenza MLS originaria m(i)
1Lmod2jim)j,i(M~
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Esempio di misura MLS
Portable PC with 4-channels sound board
Original Room
SoundField Microphone
B-format 4-channels signal
(WXYZ)
Measurement of B-format Impulse Responses
MLS excitation signal
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Esempio di misura MLS
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Example of a MLS impulse response
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Il metodo ESS (exponential sine sweep)Il metodo ESS (exponential sine sweep)
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Edirol FA-101
Firewire sound card:
10 in / 10 out
24 bit, 192 kHz
ASIO and WDM
Today’s Hardware: PC and audio interface
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Hardware: loudspeaker & microphone
Dodechaedron loudspeaker
Soundfield microphone
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Aurora Plugins
Generate MLS
Deconvolve MLS
Generate Sweep
Deconvolve Sweep
Convolution
Kirkeby Inverse Filter
Speech Transm. Index
The first ESS system - AURORA
• Aurora was the first measurement system based on standard sound cards and employing the Exponential Sine Sweep method
• It also works with traditional TDS and MLS methods, so the comparison can be made employing exactly the same hardware
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Il metodo Log Sine Sweep
• x(t) è un segnale sinusoidale a frequenza variabile, con variazione esponenziale della frequenza nel tempo.
1e
ln
Tsin)t(x 1
2lnT
t
1
2
1
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Il metodo Log Sine Sweep• La metodica di deconvoluzione della risposta all’impulso è semplice:
supponiamo di realizzare un filtro inverso z(t) tale che:
)idealeimpulso()t()t(z)t(x
• Se ora applichiamo tale filtro inverso al risultato della misura y(t), che altro non è che la convoluzione di x(t) con la risposta all’impulso dell’ambiente, h(t), otteniamo:
)()()()()()( thtzthtxtzty
• Il filtro inverso z(t) è semplicemente il “time reversal” del segnale originario x(t), con applicata una appropriata equalizzazione
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Test Signal – x(t)
StopStop
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Measured signal - y(t)
• Le armoniche sono causate dalla distorsione non lineare dell’altoparlante
StopStop
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Inverse Filter – z(t)
StopStop
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Deconvoluzione del Log Sine Sweep• Viene usata la tecnica del “time reversal mirror”, cioè
la convoluzione del segnale misurato con lo stesso segnale di test, temporalmente invertito. Se il contenuto spettrale del segnale non è piatto, occorre una opportuna ri-equalizzazione del risultato.
Segnale di test x(t) Filtro Inverso z(t)
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Deconvoluzione = rotazione del sonogramma
• La convoluzione con il filtro inverso fa ruotare il piano tempo-frequenza in senso antiorario
LinearLinear
22ndnd order order
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Risultato della deconvoluzione
The last impulse response is the linear one, the preceding are the harmonics distortion products of various orders
1°2°3°
5°
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IR Selection• After the sequence of impulse responses has been
obtained, it is possible to select and insulate just one of them:
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Example of an ESS impulse response
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Esperimento di comparazioneTest comparativo fra diverse tecniche di misurazione
Organizzato dalla AES Italian Section (Bergamo’s Workshop 1999, 27/28 aprile 1999)
Sperimentatore Sistema di misura - Metodo Altoparlante Microfono Angelo Farina Aurora (synchronous measurement
on PC+Layla) – MLS Dodechaedron (Look Line D1)
Soundfield MKV + binaural (Ambassador)
Angelo Farina Aurora (synchronous measurement on PC+Layla) – log sweep
Dodechaedron (Look Line D1)
Soundfield MKV + binaural (Ambassador)
Angelo Farina MLSSA board – MLS Dodechaedron (Look Line D1)
Soundfield channel W
A. Ricciardi MLSSA board – MLS Directional, custom-made
Stage Accompany omnidirectional
Walter Conti Techron TEF 20 – MLS & TDS Directional, custom-made
B&K Omnidirectional
Nicola Prodi Aurora (asynchronous playback & record through a Tascam DA38 recorder) – log sweep
Dodechaedron (Look Line D-300)
Soundfield ST250 + binaural (Neumann KU-100)
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Apparecchi
Rack-mounted PCPentium II-400
Mlssa sound board
Layla sound board
Power amplifier
Ambassador pre-amp
Soundfield pre-ampSoundfield Microphone
Ambassador Dummy Head
Dodechaedron Loudspeaker
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Risultati
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Calcolo T20 secondo norma