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Misura della risposta all’impulso Misura della risposta all’impulso

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Academic year: 2022

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(1)

19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 1

Misura della risposta all’impulso

Misura della risposta all’impulso

(2)

Schema di misura della risposta all’impulso

(3)

Misura della Risposta all'Impulso 3

Schema del processo di misura

• Si desidera misurare la risposta impulsiva lineare h(t). Essa puo’ essere ricavata dalla conoscenza del segnale di test x(t) e del segnale misurato y(t). L’influenza della parte non lineare K e del rumore n(t) deve essere minimizzata.

Not-linear, time variant

system K[x(t)]

Noise n(t)

input x(t)

+

output y(t) linear system

w(t)h(t) distorted signal

w(t)

19 febbraio 2014

(4)

Tempo di Riverberazione dalla Risposta Impulsiva

• Integrale inverso di Schroeder.

• E’ possibile

ricostruire sia la curva di

“carico” sia la curva di

“scarico”

integrando in avanti o

all’indietro la risposta

all’impulso.

A

 

B

g t d t

2

0

' '

 

g t d t

t

2

' '

 

g t d t

t 2

0

' '

(5)

Misura della Risposta all'Impulso 5

La Risposta Impulsiva

19 febbraio 2014

(6)

I metodi tradizionali (veri impulsi)

I metodi tradizionali (veri impulsi)

(7)

Misura della Risposta all'Impulso 7

Metodi tradizionali

• Sorgenti veramente impulsive: palloni, pistole, petardi

19 febbraio 2014

(8)

Palloncini

• Il diametro influenza la risposta alle basse frequenze

(9)

Spettro «a campana»

Spettro «a campana»

Esempio di risposta impulsiva (pistola)

(10)

Petardo

 Ottimo spettro ed omnidirezionalità, molto ripetibile

(11)

Petardo Vs. Dodecaedro

• Confronto Nell’Odeion di Patrasso Confronto Nell’Odeion di Patrasso

Dodechaedron

Firecracker

(12)

Petardo Vs. Dodecaedro

• Confronto Nell’Odeion di Patrasso Confronto Nell’Odeion di Patrasso

Dodechaedron Firecracker

Lo spettro del petardo è molto più piatto di quello di un costoso dodecaedro

(13)

Misura della Risposta all'Impulso 13

Il metodo MLS Il metodo MLS

(Maximum Lenght Sequence) (Maximum Lenght Sequence)

19 febbraio 2014

(14)

Il primo dispositivo MLS - MLSSA

(15)

Misura della Risposta all'Impulso 15

Più recentemente - CLIO

• Più recentemete ils sitem,a CLIO, svilupato in Italia, ha rimpiazzato MLSSA per le applicazioni di misura con segnale MLS degli altoparlanti

19 febbraio 2014

(16)

Il metodo MLS

• x(t) è un segnale periodico binario,

ottenuto mediante uno

“shift-register”, configurato per la

massima lunghezza del periodo di ripetizione

1 2

L  N

N stages

XOR k stages

x’(n)

(17)

Misura della Risposta all'Impulso 17

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)

y 1 M

L

h 1  ~

 

 In cui M è la matrice di Hadamard trasposta, ottenuta permutando la sequenza MLS originaria m(i)

 

i j 2 mod L1

m )

j ,i (

M ~    

(18)

Procedura di misura con 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

(19)

Procedura di misura con MLS

playplay

record record

(20)

Esempio di risposta all’impulso MLS

(21)

19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 21

Il metodo ESS (exponential sine sweep)

Il metodo ESS (exponential sine sweep)

(22)

Edirol FA-101 Firewire sound

card:

10 in / 10 out 24 bit, 192 kHz ASIO and WDM

Hardware low-cost: PC e scheda audio

(23)

Misura della Risposta all'Impulso 23

Hardware: altoparlante & microfono

Dodechaedron loudspeaker

Soundfield microphone

19 febbraio 2014

(24)

Aurora Plugins Generate MLS

Deconvolve MLS Generate Sweep Deconvolve Sweep Convolution

Kirkeby Inverse Filter Speech Transm. Index

Il primo Sistema ESS - AURORA

• Aurora fu il primo sistema di misura basato su comuni schede audio a fare impiego del segnale ESS (Exponential Sine Sweep)

• Funziona comunque anche con i tradizionali segnali di test MLS e TDS

(25)

Misura della Risposta all'Impulso 25

Il metodo Exp. Sine Sweep (ESS)

• x(t) è un segnale sinusoidale a frequenza

variabile, con variazione esponenziale della frequenza nel tempo.

 

 

 

 



 



 

 

 

  

 

 

1 e

ln sin T

) t (

x 1

ln 2

T t

1 2 1

19 febbraio 2014

(26)

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:

) ideale impulso

( ) 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:

) ( )

( )

( )

( )

( )

( t z t x t h t z t h t

y     

• Il filtro inverso z(t) è semplicemente il “time reversal” del segnale

originario x(t), con applicata una appropriata equalizzazione

(27)

Misura della Risposta all'Impulso 27

Segnale di test – x(t)

Stop Stop

19 febbraio 2014

(28)

Segnale registrato- y(t)

Stop Stop

(29)

Misura della Risposta all'Impulso 29

Filtro Inverso– z(t)

Stop Stop

19 febbraio 2014

(30)

Deconvoluzione dell’Exp. 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.

(31)

Misura della Risposta all'Impulso 31

Deconvoluzione = rotazione del sonogramma

• La convoluzione con il filtro inverso fa ruotare il piano tempo-frequenza in senso antiorario

Linear Linear 2 2

ndnd

order order

19 febbraio 2014

(32)

Risultato della deconvoluzione

L’ultima risposta impulsiva è quella lineare, le precedenti sono i

5° 3°

(33)

Misura della Risposta all'Impulso 33

IR Selection

• Dopo che si è ottenuta la sequenza di risposte

all’impulso, è possibile selezionarne solo una (ad esempio l’ultima, la risposta lineare):

19 febbraio 2014

(34)

Esempio di misura di risposta all’impulso ESS

(35)

8 novembre 2010 Misura della Risposta all'Impulso 35

Calcolo T20 secondo norma

19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 35

Riferimenti

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