Misura della risposta allimpulso 19 febbraio 2014 Misura

Misura della risposta all’impulso 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 1

Schema di misura della risposta all’impulso 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 2

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. 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 3

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. 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 4

La Risposta Impulsiva 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 5

I metodi tradizionali (veri impulsi) 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 6

Metodi tradizionali • Sorgenti veramente impulsive: palloni, pistole, petardi 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 7

Palloncini • Il diametro influenza la risposta alle basse frequenze 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 8

Esempio di risposta impulsiva (pistola) Spettro «a campana»

Petardo § Ottimo spettro ed omnidirezionalità, molto ripetibile 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 10

Petardo Vs. Dodecaedro • Confronto Nell’Odeion di Patrasso Dodechaedron Firecracker

Petardo Vs. Dodecaedro • Confronto Nell’Odeion di Patrasso Dodechaedron Firecracker Lo spettro del petardo è molto più piatto di quello di un costoso dodecaedro 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 12

Il metodo MLS (Maximum Lenght Sequence) 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 13

Il primo dispositivo MLS - MLSSA • MLSSA fu il primo apparato per la misura di risposte all’impulso con segnale MLS 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 14

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 Misura della Risposta all'Impulso 15

Il metodo MLS • 19 febbraio 2014 x(t) è un segnale periodico binario, ottenuto mediante uno “shift-register”, configurato per la massima lunghezza del periodo di ripetizione Misura della Risposta all'Impulso 16

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) l In cui M è la matrice di Hadamard trasposta, ottenuta permutando la sequenza MLS originaria m(i) Misura della Risposta all'Impulso 17

Procedura di misura con MLS 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 18

Procedura di misura con MLS play record

Esempio di risposta all’impulso MLS Spettro povero di basse

Il metodo ESS (exponential sine sweep) 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 21

Hardware low-cost: PC e scheda audio Edirol FA-101 Firewire sound card: 10 in / 10 out 24 bit, 192 k. Hz ASIO and WDM 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 22

Hardware: altoparlante & microfono Dodechaedron loudspeaker Soundfield microphone 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 23

Il primo Sistema ESS - AURORA Aurora Plugins Generate MLS Deconvolve MLS Generate Sweep Deconvolve Sweep Convolution Kirkeby Inverse Filter Speech Transm. Index • • 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 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 24

Il metodo Exp. Sine Sweep (ESS) • x(t) è un segnale sinusoidale a frequenza variabile, con variazione esponenziale della frequenza nel tempo. 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 25

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: • 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: • Il filtro inverso z(t) è semplicemente il “time reversal” del segnale originario x(t), con applicata una appropriata equalizzazione 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 26

Segnale di test – x(t) Stop 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 27

Segnale registrato- y(t) Stop • Le armoniche sono causate dalla distorsione non lineare dell’altoparlante 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 28

Filtro Inverso– z(t) Stop 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 29

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. Segnale di test x(t) Misura della Risposta all'Impulso Filtro Inverso z(t) 8 novembre 2010 30

Deconvoluzione = rotazione del sonogramma 2 nd order Linear • La convoluzione con il filtro inverso fa ruotare il piano tempo-frequenza in senso antiorario 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 31

Risultato della deconvoluzione 2° 5° 1° 3° L’ultima risposta impulsiva è quella lineare, le precedenti sono i prodotti di distorsione armonica ai vari ordini Misura della Risposta all'Impulso 32

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 Misura della Risposta all'Impulso 33

Esempio di misura di risposta all’impulso ESS Spettro perfettamente piatto

Calcolo T 20 secondo norma 8 novembre 2010 19 febbraio 2014 Misura della Risposta all'Impulso 35 35