Test PCM to DSD con bulgaro

[SM63]

Se possibile volevo continuare a chiedere delle delucidazioni:
- frequenza di campionamento 64 o 128x?

128

- dal primo grafico la THD+ noise è più bassa della THD dalla mia pochissima esperienza di solito non è il contrario?

Giusta ossorvazione mi fa piacere che sei molto attento ....spiego la THD o THD+N in qualche modo anche su cifre decimale e influenza dal rumore sempre fluttuante ...le misure vengono rappresentate graficamente in tempi differenti ...questo spiega la incongruenda nei dati confermata se osservi quella riverita al dac

- la distorsione principale è di 3a armonica ed andamento costante è cosi? dai grafici si legge poco

Ecco ho riportato due condizioni diversi di distrosione se osservi con attenzione nel grafico 1k a -40 le distrosioni sono di ordine disparo piu alte fortemente avvertibili come fastidio ma sempre riferita a una misura statica su una precisa frequenza con segnale di basso livello ...mentre nell'altro quello a -50 le distrosioni sono di sia oridine pari e dispari quasi parificati ..

- sempre da quel poco che ho potuto vedere nei circuiti poco o nulla reazionati la distorsione aumenta al diminuire del livello del segnale di prova mostrando un andamento simile ma non a questi livelli! ( se ho detto una corbelleria correggimi subito)
Ora qualche riflessione.

Esatto ...qui entriamo in un argomento molto delicato ...discreti/op-amp ....come potrebbero essere altri analog/digitale ... Stadio solido/valvolare ... cassa chiusa o reflex
ecc ecc
- è ovvio che tutta l'informazione che il segnale ha è contenuta nello stream "grezzo", la domanda è: è possibile fare con i circuiti passivi quello che fa il processore DA? Se possibile pure meglio!

Bella domanda alla quale non saprei rispondere ...se non quella di confrontare tipologie di filtri e connessioni differenti ... considera quello da me odottato saldato direttamente sui piedini del dac ...piu' corti di cosi non saprei come fare ...forse inerenti l'ordine del filtro ..

- nel caso della misura ai bassi livelli è proprio il caso di parlare di scarsa correlazione fra quello che si ascolta e quello che si misura perché una distorsione di quel livello penso che non solo sia rilevabile da orecchie allenate ma renderebbe il sistema non ascoltabile.

Anche qua la questione è un po delicata ci sono molti aspetti da valutare per una riproduzione "corretta" o prettamente soggettiva ....se mi dici a me piace cosi ...non commento ..il discorso cambia se mi dici cosi si deve sentire se permetti soggettivamente la tua percezione vale quanto la mia fina a prova contraria ..

Salvatore puoi postare il grafico con la trasformata dell'impulso?

Cosa intendi per trasformata dell'impulso ?

Io penso che i vantaggi del dsd siano proprio la ricostruzione temporale del segnale.

Puo' essere ...gia' va bene quando per migliori un aspetto ne peggiori solo un'altro spostando le problematice in zone meno evidenti ...

in ogni caso bisogna insistere se credete veramente ...


continua....

ho preferito rispondere punto su punto

[SM63]

Ok, per le altre cose che hai detto negli altri post, ci devo studiare un bel po' e , umilmente parlando, per qualcuna non so se sarò in grado di capirla...
Il filtro che stò usando ora è R 1K, C 10nF ma il pre buffer non è l'R1 ma l'MML (di F. Micelli) che ha un impedenza di entrata di 470 K quasi puramente resistiva.
Insisto sul filtro RC (o RCL) perché, sempre secondo me, è uno dei punti chiave del dsd only.

Quasi un lavoro inutile non conoscendo MML di F.Micelli molto puo dipende anche da questo ...

[bigtube]

Ciao Alessandro volevi una risposta all'impulso in condizione NoDac ...filtro cosi composto 330 ohm 33 nf

Senta Signor Salvatore ma lei vuole spiegare perchè questo grafico dovrebbe rappresentare una risposta all'impulso?....ma ce lo spieghi bene che lo capisca un bambino

[UnixMan]

Senta Signor Salvatore ma lei vuole spiegare perchè questo grafico dovrebbe rappresentare una risposta all'impulso?....ma ce lo spieghi bene che lo capisca un bambino

Spiegarlo in modo che lo capisca anche un bambino... è un po' difficile, a meno che il bambino in questione non sia un piccolo genio che ha già fatto l'Università...

[SM63]

Bigtube
Le sue parole scivolano sul piano inclinato della mia piu' completa indifferenza

[bigtube]

Spiegarlo in modo che lo capisca anche un bambino... è un po' difficile, a meno che il bambino in questione non sia un piccolo genio che ha già fatto l'Università...

Paolo con tutto il rispetto, la domanda è rivolta al Sig. Salvatore...ma se vuoi rispondere tu siamo qua' ad ascoltare o leggere che cosa è una risposta all'impulso e come quel grafico
in foto la possa rappresentare....siamo tutt'orecchi e cervello...come dei bambini...sentiamo.
Ci dobbiamo per caso far propinare questa roba e non sentire una bella spiegazione?

[SM63]

LA MISURA DELLA RISPOSTA ALL'IMPULSO PER LA
CARATTERIZZAZIONE DI SISTEMI ACUSTICI E VIBRAZIONALI

Angelo Farina (1), Andrea Capra (1), Simone Campanini (1)

1) Universita’ degli Studi di Parma, Dip. Ing. Industriale, Parma













1. Introduzione
Allorche’ si vuole analizzare il comportamento di un sistema acustico, elettroacusti-
co o vibrazionale che possa ragionevolmente venire schematizzato come sistema LTI
(Lineare Tempo Invariante), si tratta di determinarne sperimentalmente la cosiddetta
“Risposta all’Impulso”. Essa è definita come il segnale che esce dal sistema allorche’ si
applica come input allo stesso uno speciale segnale impulsivo, definito matematicamen-
te “funzione Delta di Dirac”. Se, come usuale, utilizziamo segnali digitali con codifica
PCM, un segnale Delta di Dirac è costituito da una lunga sequenza di campioni di am-
piezza “zero”, contenente nel mezzo un unico campione avente valore pari al fondo sca-
la, nominalmente assunto pari a 1.
Tuttavia, la misura della Risposta all’Impulso utilizzando un segnale Delta di Dirac
presenta numerosi problemi: cattivo rapporto segnale-rumore, rischio di eccitare feno-
meni non lineari causa l’utilizzo di un segnale con elevatissimo “slew rate”, presenza
nel segnale di test di frequenze molto basse e molto alte che possono danneggiare i tra-
sduttori.
Di conseguenza, sono state sviluppate tecniche “indirette” di misura della Risposta
all’Impulso, basate sull’utilizzo di segnali di test diversi dal segnale Delta di Dirac. In
ordine di tempo, si è visto affermarsi per primo il cosiddetto segnale di rumore bianco
pseudo-causale “MLS”, seguito dal segnale “sweep sinusoidale lineare”, a cui si è re-
centemente iniziato a preferire il segnale “sweep sinusoidale esponenziale”.
In questo articolo viene presentata la base matematica che consente di ricavare la ri-
sposta all’impulso dal risultato di una misura effettuata con questi “strani” segnali di
test. Vengono poi discussi pregi e difetti di ciascuna delle tre tecniche su enunciate, ed
infine viene presentata una serie di accorgimenti operativi che consentono di risolvere
praticamente tutti i problemi, facendo impiego del segnale ESS (Exponential Sine Swe-
ep) e di opportune tecniche di filtraggio digitale basate sul metodo di inversione di Kir-
keby.
La presentazione è corredata di opportuni esempi, che illustrano in modo evidente
gli artefatti di misura derivanti da inappropriati utilizzi dei metodi esposti.

1
2. I sistemi di rilevamento tradizionali

2.1 Il metodo impulsivo
Un modo classico per misurare un sistema come un altoparlante o un amplificatore è
quello di applicare un impulso unitario all’ingresso ed osservare l’uscita del sistema. Se
il segnale applicato all’ingresso è molto simile ad un impulso ideale, l’uscita sarà la ri-
sposta all’impulso del sistema. Da questa si possono calcolare la risposta in frequenza
ed altre utili informazioni.

Sistema
sotto test
t
τ
Impulso unitario (δ)
Risposta all’impulso del sistema
Figura 1 – Risposta all’impulso di un sistema
Questo metodo è valido ed accurato ed è comunemente usato; ha però uno svantag-
gio: il segnale di prova da applicare all’ingresso deve essere sufficientemente simile ad
un impulso ideale per ottenere buoni risultati. Sfortunatamente, un impulso che si avvi-
cini a quello reale è di durata così corta che, per qualsiasi ampiezza che non sovraccari-
chi l’apparecchio, contiene troppo poca energia. Se nella misura non c’è rumore, questo
problema risulta irrilevante; tale metodo, infatti, funziona ottimamente in laboratorio ed
in uffici silenziosi. In un ambiente reale, la situazione è invece quella mostrata in fig. 2:

“Black Box”
F[x(t)]
Noise n(t)
input x(t)
+
output y(t)

Figura 2 – Sistema lineare con rumore

Nel caso di misure acustiche nelle sale, perdipiu’, il sistema in prova comprende i-
nevitabilmente anche le distorsioni dei trasduttori impiegati, in particolare
dell’altoparlante, come mostrato nella fig. 3.

2

test signal output
Loudspeaker

Microphone Input
Reverberant Acoustic Space
microphone
Portable PC with

full- duplex sound card

Figura 3 – Catena di misura in un teatro

In queste condizioni puo’ divenire necessario effettuare una media sincrona su nu-
merose ripetizioni del segnale di test, onde ottenere un ragionevole rapporto S/N, senza
essere costretti a spingere l’altoparlante a potenze insostenibili.

2.2 Il metodo MLS
Una sequenza di massima lunghezza (MLS) è un tipo di segnale che può essere usato
per misurare sistemi a due porte, come altoparlanti, sale e la maggior parte degli appa-
recchi che abbiano un’entrata ed un’uscita. Un segnale MLS riprodotto da un altoparlan-
te assomiglia ad un rumore bianco. La caratteristica del rumore bianco è di essere casua-
le e non periodico, quindi per misurare il rumore bianco è necessario mediare la misura
per un tempo relativamente lungo, per essere sicuri di stimare correttamente il suo spec-
tro a lungo termine.
Le sequenze di massima lunghezza appartengono alla famiglia dei segnali pseudoca-
suali. Un segnale pseudocasuale è la ripetizione di una sequenza, di durata definita, ma
con qualche caratteristica simile a quelle del rumure casuale. Il rumore pseudocasuale
può avere un andamento temporale ed uno spettro simili a quelli del rumore bianco. In-
fatti, se la sequenza che verrà ripetuta è abbastanza lunga (forse qualche minuto), il se-
gnale pseudocasuale è essenzialmente indistinguibile dal rumore bianco.
Questo è il metodo su cui sono basati la maggior parte di generatori di rumore “ca-
suale”.
Un segnale MLS si può pensare come una ripetizione di una stessa sequenza di im-
pulsi positivi e negativi, di uguale ampiezza, distribuiti in modo casuale. Poiché, tipi-
camente, ci sono migliaia di questi impulsi per ogni sequenza, il segnale contiene un più
elevato contenuto energetico del classico impulso di prova, il quale contiene un solo
impulso per ogni intervallo di misura. Come per altri segnali di misura pseudocasuali,
anche il segnale MLS potrebbe essere utilizzato, per ottenere la risposta
dell’apparecchio, insieme alle tradizionali tecniche di FFT. Ma, viste le peculiarità
dell’MLS, si può utilizzare un metodo più semplice: la correlazione.

3
Segnale MLS
Segnale MLS
t
t
Φ τ
Correlazione
circolare
δ di Dirac

Figura 4 – L’autocorrelazione di un segnale MLS con se stesso produce una δ di Dirac
La correlazione è un’operazione mediante la quale si confronta una cosa con
un’altra. Nelle misure audio, solitamente vengono confrontati due segnali nel dominio
del tempo. Se essi sono uguali, la correlazione è massima. In pratica, la correlazione
consiste nell’introdurre un ritardo temporale fra i due segnali da confrontare. Tale ritar-
do viene solitamente indicato con τ, al posto di t che indica il tempo “reale”. Per segnali
identici, non ritardati fra di loro, con τ = 0, la correlazione è massima e vale 1.
La correlazione circolare, che a volte viene implementata attraverso la FHT
(Fast Hadamard Transform), può essere persino più veloce ed efficiente della normale
FFT. La correlazione circolare di un segnale MLS con se stesso risulta essere un impul-
so.
Per misurare la risposta all’impulso di un sistema, si applica il segnale MLS al suo
ingresso. Il segnale di uscita viene correlato con il segnale di ingresso, e si ricava così la
risposta all’impulso del sistema. Il segnale MLS utilizzato deve essere lungo almeno
quanto il tempo di riverbero dell’ambiente da misurare. Di solito si usano due sequenze
di tale lunghezza: la prima assicura che l’apparecchio sia veramente a regime, mentre la
seconda serve per la misura vera e propria [1].

4
Segnale MLS
t
Φ
Correlazione
circolare
τ
t
Uscita del sistema
Risposta all’impulso del sistema

Figura 5 – La Correlazione circolare dell’uscita del sistema con il segnale MLS applica-
to al suo ingresso dà la risposta all’impulso del sistema
Una volta ottenuta la risposta all’impulso del sistema, la sua risposta in frequenza è
facilmente ottenibile applicando la FFT. Ci sono due modi per rappresentarla: in am-
piezza e fase o come parte reale e parte immaginaria. La trasformata di Fourier, viene
applicata una volta sola dopo che si è effettuata la media.

τ
Hz
Hz
Ampiezza (dB)
Fase (°)
F
Risposta all’impulso
del sistema

Figura 6 – La risposta in frequenza di un sistema è la trasformata di Fourier della rispo-
sta all’impulso del sistema
Negli anni scorsi, dopo anni di studio sull’efficacia del metodo MLS [2], si è notato
come si verifichino distorsioni di diversa natura nelle risposte all’impulso ricavate con
questa metodologia e come queste anomalie influenzino i rilievi del tempo di riverbera-
5
zione nello studio dell’acustica degli ambienti chiusi. Le distorsioni di basso ordine
(low order distorsion) contaminano la PIR (periodic impulse response) e hanno effetti
deleteri sull’andamento della funzione di Schroeder. La figura 5 mostra la risposta
all’impulso di una chiesa, misurata con un altoparlante omnidirezionale ed un microfo-
no da misura. La PIR mostra un suono estraneo ed un comportamento irregolare negli
istanti in cui la risposta dovrebbe decadere in modo omogeneo. Anche nell’andamento
del diagramma di Schroeder il normale decadimento è impedito dal rumore dovuto alla
distorsione in banda larga e dall’irregolare segnale alle basse frequenze. Altre non-
linearità come distorsioni trasversali, cambi di guadagni all’origine, clipping, limitazio-
ni di slew hanno conseguenze significative sulle misurazioni in MLS; conseguentemen-
te tale metodo è oggi considerato del tutto obsoleto, e chi lo usa ancora si espone al ri-
schio di commettere errori significativi.



Figura 7 – Esempio di misura con tecnica MLS che mostra numerosi picchi “di distor-
sione”, tali da rendere la misura del tutto inusabile

2.3 Il metodo TDS (sweep lineare)
La spettometria a ritardo di tempo (TDS) si basa su un segnale di eccitazione con
sweep di frequenza e su un ricevitore, sintonizzato in modo sincrono con lo sweep. Il
terzo elemento fondamentale è l’offset, che può introdurre un ritardo di tempo tra il se-
gnale di eccitazione sweeppato e il ricevitore. La figura 8 spiega la sincronizzazione tra
lo sweep e il ricevitore. Il segnale sweepato inizia in A (t1, f1) e si sviluppa linearmente
fino a B (t3, f2). Dopo un ritardo di tempo (td), lo sweep del ricevitore inizia in c (t2, f1) e
insegue linearmente il primo segnale, con velocità identica, fino a D (t4, f2). Il ricevitore,
che viene ritardato di un tempo td, è ora perfettamente sintonizzato per ricevere l’onda
sinusoidale sweepata, dopo che essa ha il viaggiato nell’aria per il tempo td. In ogni i-
stante, il ricevitore ha un offset di fo hertz rispetto al segnale di eccitazione. I vantaggi di
questa soluzione sono diversi. Se il segnale impiega un certo tempo per raggiungere la
6
parete e un intervallo ulteriore è necessario affinché la riflessione ritorni al microfono di
misurazione. Se l’offset del ricevitore è uguale alla somma di questi due intervalli, il ri-
cevitore vede solamente la componente riflessa. L’offset può essere visto come una dif-
ferenza di frequenza: infatti, quando il ricevitore è in grado di accettare la riflessione
dalla parete, tutte le riflessioni non volute arrivano al microfono quando il ricevitore che
le analizza è sintonizzato su un’altra frequenza, per cui non vengono captate: il ricevito-
re è infatti fuori sintonia e lo è quindi per il rumore, per la riverberazione e per tutte le
riflessioni non volute. [3]

Figura 8 - Principio di funzionamento della spettometria a ritardo di tempo

Per effettuare misure TDS si utilizza un analizzatore TEF, che sta per tempo, e-
nergia, frequenza (Time, Energy, Frequency). L’analizzatore TEF genera una scansione
di frequenza sinusoidale, la quale è riprodotta attraverso il sistema in prova e restituita
al TEF. Un microfono collegato all’ingresso dell’unità riceve questo segnale che viene
immesso attraverso un filtro che traccia, a sua volta, una scansione. Il filtro è sincroniz-
zato con la scansione di frequenza del generatore. Per compensare il ritardo dovuto alla
propagazione del suono nel suo tragitto dall’altoparlante, ovvero dalla sorgente, al mi-
crofono c’è un ritardo di tempo (offset). Modificando la larghezza di banda ed il ritardo
interno del tracciamento del filtro, si può studiare lo spettro del suono diretto, con certe
riflessioni o in una combinazioni di entrambi. Per esempio, supponiamo che in una
scansione di frequenza un tono 1 kHZ vada al microfono essendo prodotta da un alto-
parlante. In questo istante il centro banda del filtro tracciante (tracking filter) è predi-
sposto ad un 1 kHz. Supponiamo ora che il suono emesso dalla sorgente venga riflesso
da una superficie ed entri nel ricevitore con un certo Δt di ritardo. Nel momento in cui
questa riflessione entra nel microfono, il filtro tracciante si è spostato su una frequenza
superiore a quella riflessa (fig. 9). Se la larghezza di banda del filtro è sufficientemente
stretta, le riflessioni vengono ignorate, o esclude dal filtro, cioè l’analizzatore TDS i-
7
gnorerà i segnali riflessi. In questo modo con il TEF si possono eseguire misure anecoi-
che in un ambiente che non lo è.

Figura 9 - L’analizzatore TDS ignora le riflessioni escluse dallo spostamento del filtro
tracciante che si è spostato su una frequenza più alta di quella della riflessione.

Il sistema TDS tradizionale oggi non viene piu’ impiegato, in quanto si è scoperta
una nuova, piu’ semplice tecnica per ottenere la risposta all’impulso a partire dal risulta-
to di una misura con segnale di test costituito da uno sweep sinusoidale lineare. È infatti
possibile deconvolvere la risposta all’impulso del sistema, applicando un opportuno fil-
traggio inverso al segnale registrato dal microfono.
In pratica, passando nel dominio della frequenza, si ha:

Y = X * H

Da cui si ricava:

H = Y / X

È dunque sufficiente effettuare il rapporto, ad ogni frequenza, fra lo spettro del se-
gnale misurato dal microfono (Y) e lo spettro del segnale sinusoidale di test (X). Questa
operazione viene chiamata “deconvoluzione circolare” in quanto il calcolo degli spettri,
a partire dai segnali nel tempo, viene effettuato utilizzando l’operatore FFT, che è un
operatore “circolare”.
Affinche’ l’operazione riesca correttamente, è tuttavia necessario che la lunghezza
del segnale analizzato (e quindi anche della sweppata) sia significativamente maggiore
del tempo di riverbero dell’ambiente. In questo senso, ritroviamo la stessa limitazione
gia’ vista per il segnale MLS, ed il problema del “time aliasing” se tale condizione non
viene rispettata.

8
3. Un nuovo metodo di misurazione acustica: il metodo ESS (Exponential Sine
Sweep)
Fino ad ora si parlava di sweep di frequenza inteso come sweep lineare, ovvero
il segnale di prova veniva emesso con la frequenza che variava linearmente col tempo.
Questa limitazione in realta’ non è necessaria, e possiamo pensare ad una vasta fa-
miglia di sweeppate, in cui la legge con cui la frequenza “istantanea” varia nel tempo
puo’ essere arbitraria. Fra di esse, assume particolare interesse il caso di una sweeppata
esponenziale, in cui il segnale di test ha forma sinusoidale, e frequenza che cresce con
una funzione esponenziale del tempo.
Un altro caposaldo della nuova tecnica di misura è costituito dal fatto che il proce-
dimento di deconvoluzione non è piu’ circolare, in quanto viene effettuato rimanendo
nel dominio del tempo. L’effetto del sistema sul segnale di test x puo’ essere descritto
come:
y = x ⊗ h

in cui ⊗ è il simbolo della convoluzione. Definiamo ora x’(t) il “filtro inverso” del
segnale x(t), come quel segnale che, convoluto con x, mi da’ la funzione delta di Dirac.
Convolvendo tale filtro inverso con entrambi i membri, abbiamo:

y ⊗ x’ = x ⊗ h ⊗ x’

Quindi:

h = y ⊗ x’

Rimane da definire come determinare il “filtro inverso” x’. La tecnica piu’ semplice
consiste nell’usare come filtro inverso il segnale di test stesso, riprodotto in senso inver-
so (quindi il primo campione diventa l’ultimo). Nel caso la sweeppata non fosse lineare,
tuttavia, essa avra’ un contenuto spettrale non piatto, e sara’ quindi necessario applicare
una opportuna equalizzazione onde “spianare” la risposta in frequenza della riposta
all’impulso deconvoluta.
I vantaggi nell’uso della sweeppata non lineare (o logaritmica) rispetto a quella line-
are sono due:
1. Una migliore distribuzione dell’energia sullo spettro, infatti una sweepata loga-
ritmica ha più energia alle basse frequenze che alle alte perché l’avanzamento della fre-
quenza è più lento alle basse e più veloce alle alte. Il risultato è che alla fine si ha uno
spettro rosa e non più bianco.
2. In presenza di un sistema lineare che distorce, è possibile studiare la distorsione
del sistema.
Infatti, quando un sistema distorce, se, per esempio, si immette un segnale a 1 kHz,
il sistema risponde anche a 2 kHz, a 3 kHz, …, cioè genera le armoniche, si ha quindi la
distorsione armonica. Nel caso lineare (fig. 8), il sistema distorcente risponde ancora in
modo lineare, ma risponde anche a frequenze doppie e triple (multiple) del segnale e-
messo. Per arrivare alle risposte all’impulso, queste rette vengono fatte ruotare sul piano
(f, t) finché non si ha un impulso di Dirac. Le rette corrispondenti ad un comportamento
distorsivo ruotano maggiormente e si posizionano prima di quella lineare, ovvero la IR
lineare è preceduta da altre IR dovute alla distorsione del sistema.
Con uno sweep lineare queste IR precedenti non sono distribuite in modo ordinato,
poiché non si ha sempre lo stesso anticipo temporale perché la distanza tra le curve cor-
9
rispondenti ad ogni armonica varia sull’asse del tempo. Se invece la sweeppata è espo-
nenziale (fig. 9), dal momento che, a causa del carattere logaritmico dell’asse delle fre-
quenze, è costante l’intervallo di tempo che passa tra ciascuna frequenza e la sua prima
armonica, è costante l’anticipo di tempo con cui ogni ordine armonico va ad impaccarsi
prima della risposta lineare.
Quindi sull’asse del tempo si avranno separate le singole IR dei vari ordini armonici
e l’ultima è quella lineare. Questa separazione più nitida tra i termini distorsivi e quello
lineare permette di analizzare separatamente le singole distorsioni armoniche, di som-
marle e di avere la distorsione armonica totale. Quindi il grande vantaggio della sweep-
pata esponenziale è che, in presenza di un sistema che distorce, è possibile studiare la
distorsione del sistema.


Figura 10 - Il sistema distorcente risponde in modo lineare anche a frequenze multiple
di quella del segnale emesso.
Nell’acustica dei teatri questo fatto è irrilevante in quanto si parte dall’ipotesi che
l’altoparlante sia lineare e, nel caso non lo fosse, si eliminerebbero tutte le distorsioni.

Figura 11 - Spectral view nel caso di segnale logaritmico: in questo caso è costante
l’intervallo di tempo tra ciascuna frequenza e quando questa raddoppia.
10

Vediamo ora con un esempio la sequenza di operazioni necessaria ad effettuare una
misura ESS. Si parte generando il segnale di test, segnale che puo’ essere descritto ma-
tematicamente come:
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎟
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎜
⎜
⎝
⎛
− ⋅
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
ω
ω
⋅ ω
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
ω
ω
⋅
1 e
ln
T
sin )t(x
1
2 ln
T
t
1
2
1

Il segnale viene riprodotto, e contemporaneamente si campiona la risposta del siste-
ma con idoneo trasduttore (microfono, o, in caso di misura vibrazionali, accelerometro).
La seguente figura mostra il sonogramma del segnale emesso e di quello captato dal mi-
crofono, nel caso di un sistema dotato di significativa distorsione non lineare.

Figura 12 – sonogramma del segnale emesso (x) e del segnale ricevuto (y))

Al segnale ricevuto va applicat il filtro inverso h’, che viene di seguito mostrato.
11


Figura 13 – sonogramma e spettro del filtro inverso x’

Quando il filtro inverso viene convoluto con il segnale registrato, si ottiene una se-
quenza di risposte all’impulso, di cui l’ultima è quella che ci interessa (riposta lineare),
come mostrato in fig. 14.


Figura 14 – traccia temporale e sonogramma del segnale deconvoluto

12
A questo punto si isola solo la risposta all’impulso piu’ a destra, che risulta cosi de-
privata di ogni effetto-parassita derivante dai fenomeni di distorsione non lineare.
Confrontando il sistema a sweeppata non lineare con il sistema MLS già descritto, i
vantaggi della nuova metodologia sono tre:

1. L’immunità da distorsioni.
2. La possibilità di funzionamento asincrono, cioè non è necessario il rispetto esat-
to del clock del campione da parte del clock del generatore del suono.
3. Un miglior rapporto segnale-rumore; la sweeppata è più pulita.

A titolo di esempio, in fig. 15 è mostrata la risposta all’impulso misurata con la tec-
nica Sweep esponenziale nella stessa chiesa e con gli stessi trasduttori elettroacustici
(altoparlante, microfono) impiegati per la misura con metodica MLS illustrata in fig. 7.
Si osserva come la risposta all’impulso sia ora perfettamente pulita e priva di artefatti
causati dalla distorsione non lineare, e come il rapporto segnale rumore sia molto piu’
elevato.


Figura 15 – Esempio di misura con tecnica ESS che mostra un ottimo rapporto S/N
ed un decadimento (coda sonora) perfettamente lineare

4. Conclusioni
Il metodo ESS ha portato nuova linfa al settore delle misure elettroacustiche di ru-
more e vibrazioni. Il migliorato rapporto S/N rende oggi possibili le misure anche senza
fare medie sincrone per lunghi periodi, utilizzando sorgenti poco potenti e strumenta-
zione molto economica (basta un PC con scheda audio di bassa qualita’).
Poiche’ il metodo è sostanzialmente immune alle distorsioni ed ai problemi di sin-
cronizzazione fra generatore e campionatore, si puo’ operare anche con segnali di test
riprodotti a partire da un supporto audio indipendente (CD, lettore MP3, etc.).
13
Infine, la tecnica ESS consente di operare anche abbandonando le iniziali ipotesi di
sistema LTI, in quanto essa è altrettanto idonea a caratterizzare sistemi fortemente non
lineari, e tempo-varianti (ovviamente ripetendo la misura piu’ volte).
Maggiori dettagli sull’implementazione del metodo ESS possono essere trovati in
letteratura [4,5,6]. In particolare, in [7] viene illustrata una estesa campagna di misura
della riposta all’impulso dei migliori teatri del mondo: le risposte all’impulso cosi’ otte-
nuto sono di qualita’ cosi’ elevata da poter essere usate come filtri digitali per la river-
berazione artificiale delle registrazioni “asciutte” o anecoiche effettuate in studio di re-
gistrazione.


5. Bibliografia
[1] A. Farina, F. Righini, “Software implementation of an MLS analyzer, with tools
for convolution, auralization and inverse filtering”, Pre-prints of the 103rd AES
Convention, New York, 26-29 September 1997.
[2] J. Vanderkooy, “Aspects of MLS measuring systems”, JAES vol. 42, n. 4, 1994
April, pp. 219-231.
[3] “Time Delay Spectrometry”, edited by John R. Prohs. Thirty-two articles of the
works of Richard C. Heyser, reprintd by the Audio Engineering Society. 280
Pages
[4] A.Farina – “Simultaneous measurement of impulse response and distortion with a
swept-sine technique”, 110th AES Convention, February 2000.
[5] S. Müller, P. Massarani – “Transfer-Function Measurement with Sweeps”, JAES
Vol. 49, Number 6 pp. 443 (2001).
[6] G. Stan, J.J. Embrechts, D. Archambeau – “Comparison of Different Impulse Re-
sponse Measurement Techniques”, JAES Vol. 50, No. 4, p. 249, 2002 April.
[7] A. Farina, R. Ayalon – “Recording concert hall acoustics for posterity” - 24th
AES Conference on Multichannel Audio, Banff, Canada, 26-28 June 2003






14

[rogers]

Daniele non è mia intenzione parare da nessuna parte mi è stato chiesto un aiuto e cerco per quanto possibile dare il mio contributo ....non so cosa tu voglia intendere con questa frase (che razza di risposta all'impulso è riportata ) spiegati meglio perche dalla convoluzione dell'impulso si ottine una risposta in frequenza ...questo mi è stato chiesto questo ho riportato ...

Ta tecnico raggiono col la testa del tecnico ...i problemi si possono risolvere primo :essere consapavoli che il problema realmente c'è secondo risalendo alle cause ...altrimenti io non saprei come e dove muovermi... con questo non posso escludere che altri riescano ...

Tratto da una parte del testo ...riferita alle misura all'impulso con segnali sweep ...

3. Un nuovo metodo di misurazione acustica: il metodo ESS (Exponential Sine
Sweep)
..................

Se la risposta all’impulso è rappresentata da un grafico definito nel dominio del tempo (e non lo dico io, ma lo si può leggere in un libro qualunque di teoria dei segnali) con un bel grafico con (t) in ascissa, beh quella pubblicata non lo è di certo.
Sembrerebbe..... più una risposta in frequenza, ovvero un’analisi nel dominio della (f). Basta guardare l’asse, quello orizzontale in basso… c’è scritto Hz, frequency.

Il testo riportato dopo in questo caso non c’entra nulla... a meno che sm63 non ci stia dicendo che SpectraPlus
(il software utilizzato per la misura) effettui analisi di frequenza partendo da risposte all’impulso a cui poi applica il metodo ESS.
Però, per quello che ho letto sul data sheet di questo software, non risulta.
Bah,chissà perchè non si trovano facilmente queste fantomatiche informazioni segrete

[bigtube]

Se la risposta all’impulso è rappresentata da un grafico definito nel dominio del tempo (e non lo dico io, ma lo si può leggere in un libro qualunque di teoria dei segnali) con un bel grafico con (t) in ascissa, beh quella pubblicata non lo è di certo.
Sembrerebbe..... più una risposta in frequenza, ovvero un’analisi nel dominio della (f). Basta guardare l’asse, quello orizzontale in basso… c’è scritto Hz, frequency.

Il testo riportato dopo in questo caso non c’entra nulla... a meno che sm63 non ci stia dicendo che SpectraPlus
(il software utilizzato per la misura) effettui analisi di frequenza partendo da risposte all’impulso a cui poi applica il metodo ESS.
Però, per quello che ho letto sul data sheet di questo software, non risulta.
Bah,chissà perchè non si trovano facilmente queste fantomatiche informazioni segrete

Il bambino che c'è in me infatti invano cercava il t(tempo) ma trovava solo frequenze....BOHHH!

[UnixMan]

Rugge', cosa rappresenta la risposta all'impulso di un sistema? E cosa viene fuori se la trasformo nel dominio della frequenza?

... dimenticate forse che i due "domini" (tempo e frequenza) non sono altro che diverse (ma perfettamente equivalenti) rappresentazioni matematiche delle stesse cose?