Il metodo MLS Il metodo MLS (Maximum Lenght Sequence) (Maximum Lenght Sequence)

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8 novembre 2010 Misura della Risposta all'Impulso 1

Il metodo MLS Il metodo MLS

(Maximum Lenght Sequence)

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The first MLS apparatus - MLSSA

• MLSSA was the first apparatus for measuring impulse responses with MLS

(3)

More recently - the CLIO system

• The Italian-made CLIO system has superseded MLSSA for most low-cost

electroacoustics applications (measurement of loudspeakers, quality control)

(4)

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)

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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)

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 ^L  ¹

m )

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)

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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

(13)

Il metodo Log Sine Sweep

• 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

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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:

) 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

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Test Signal – x(t)

Stop Stop

(16)

Measured signal - y(t)

• Le armoniche sono causate dalla distorsione non lineare dell’altoparlante

Stop Stop

(17)

Inverse Filter – z(t)

Stop Stop

(18)

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)

(19)

Deconvoluzione = rotazione del sonogramma

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

Linear

2 2

^nd^nd

order order

(20)

Risultato della deconvoluzione

The last impulse response is the linear one, the preceding are the harmonics distortion products of various orders

1°

2°

5° 3°

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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 comparazione

Test 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 PC Pentium II-400 Mlssa sound board Layla sound board Power amplifier Ambassador pre-amp Soundfield pre-amp

Soundfield Microphone Ambassador Dummy Head

Dodechaedron Loudspeaker

(25)

Risultati

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Il metodo MLS Il metodo MLS (Maximum Lenght Sequence) (Maximum Lenght Sequence)