Объективный измеритель эквивалентов затухания

 

1. ОБЪЕКТИВНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭКВИВАЛЕНТОВ ЗАТУХАНЯЯ, содержащий генератор испытательного сигнала, подключенный к входу испытуемого электроакустического преобразовател к выходу которого подключен анализа тор громкости, выход которого соеди нен с .входом блока сравнения и реги рации , отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения , анализатор громкости выполнен в виде входного согласующего усилителя , выход которого через параллельно включенные каналы, г1ЖДЬ1й из которых состоит из последовательно соединенных фильтра, масштабного усилителя , формирователя сигнг ла возбуждения и блока определения удельной громкости, подключен к входЬм коммутатора , выход которого через сумматор подключен к входу выходного.интегрирующего элемента. . 2. Измеритель по п, 1, о т л и - ч а ю щ и и с я тем, что формирователь сигнала возбуждения каядого канала выполнен в виде последовательно соединенных однополупбриодного вы-§ прямителя и фильтра нижних частот.

„.$0„„ЦЦДЯЩ:А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(SD

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГГИЙ (21) 2867927/18-09 (22) 11 ° 01.80 (46) 23 ° 03.83. Бюл. Р ll (72) О.К.Сидорин (53) 621. 391. 83: 621 ° 395 (088. 8) (56} 1. Авторское свидетельство СССР

9 327637, кл. H 04 R 29/00, 1970 (прототип)(54)(57) 1. ОБЪЕКТИВНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

ЭКВИВАЛЕНТОВ ЗАТЕМНЯЯ, содержащий генератор испытательного сигнала, подключенный к входу испытуемого злектроакустического преобразователя, к выходу которого подключен анализатор громкости, выход которого соединен с .входом блока сравнения и регистрации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности иэ мерення, анализатор громкости выпол". нен в виде входного согласующего усилителя, выход которого через параллельно включенные каналы, каждый из которых состоит иэ последовательно соединенных фильтра, масштабного усилителя, формирователя сигнала возбуждения и блока определения удельной громкости, подключен к входам коммутатора, выход которого через сумматор подключен к входу .выходного.интегрирующего элемента.

2, Измеритель по и, 1, о т л и ч а ю шийся тем, что формирователь сигнала возбуждения каждого канала выполнен в виде последовательно соединенных однополуперкодного вы-щ прямителя и фильтра нижних частот.

1007206

Изобретение относится к телефонии и может быть использовано для измерения телефонометрических параметров телефонных аппаратов (TA) и различных телефонных устройств .подобно измерениям, проводимым с использованием 5 слухового аппарата человека (аудитора) при субъективном методе измерения.

Известен объективный измеритель эквивалентов затухания (ЭЗ), содер- 10 жащий передающую часть, представляющую собой совокупность генератора испытательного сигнала, искусственного рта и искусственного yxa,а также приемную часть, представляющую собой 15 анализатор громкости с блоком сравнения и регистрации, между которыми включен испытуемый TA с абонентской линией и мостом питания (1) .

Известное устройство позволяет реализовать известное аналитическое выражение для ЭЗ по громкости

Щ

„ I,nI v,"q

Это выражение получено путем аппроксимации результатов субъективностатистических измерений с использованием линейных испытуемых систем и конкретного речевого материала. Известно также, что громкость сигнала, а следовательно и величина ЭЗ, зависит от явлений маскировки (пространственной и временной), т.е. громкость зависит от спектра испытательного сигнала, распределения спектральных составляющих по критическим полосам и их соотношения в этих полосах. Поскольку при измерении нелинейных испытуемых систем деформируются спектральные и временные характе- 40 ристики испытательного сигнала, то сигнал на входе анализатора громкости, реализующего соотношение (1), отличается по спектральным и временным характеристикам от характеристик 45 речевого материала, использованного для получения выражения (1).Количество нелинейных устройств, используемых в телефонии, составляет большинство, поэтому измерения ЭЗ по громкости, 5р проводимые с помощью известных устройств, сопровождаются значительными ошибками. Кроме того, область использования известного устройства ограничена только измеРениями ЭЗ телефонных аппаратов.

Цель изобретения — повышение точности измерения величины ЭЗ по громкости, а также расширение области его применения. 60

Цель достигается тем, что в объективном измерителе эквивалентов затухания, содержащем генератор испытательного сигнала, подключенный к входу испытуемого электроакустического 65 преобразователя, к выходу которого подключен анализатор громкости, выход которого соединен с входом блока сравнения и регистрации, анализатор громкости выполнен в виде входного согласующего усилителя, выход которого через параллельно включенные каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных фильтра, масштабного усилителя, формирователя сигнала возбуждения и блока определения удельной громкости, подключен к входам коммутатора, выход которого через сумматор подключен к входу выходного интегрирующего элемента.

Кроме того, формирователь сигнала возбуждения каждого канала выполнен в виде последовательно соединенных однополупериодного выпрямителя и фильтра нижних частот.

Благодаря указанным отличительным особенностям в устройстве появляется возможность вместо конкретного испытательного сигнала использовать любой сигнал, чьи характеристики должны быть измерены подобно слуховому восприятию, Это существенно расширяет область использования устройства, при этом точность измерения возрастает за счет моделирования процессов, происходящих в слуховом аппара-. те при восприятии громкости. В общем виде измерение величины ЭЗ, реализуемое предлагаемым устройством, сводится к сравнению громкости в цепи, содержащей испытуемую систему, к громкости национальной испытательной фразы, прошедшей эталонный тракт Государственной первичной измерительной телефонной системы (для случая измерения ЭЗ телефонных аппаратов), а количественно величина ЭЗ получается как логарифм отношения этих громкостей и выражается в децибелах.

Иа чертеже представлена структур,ная электрическая схема объективного измерителя эквивалентов затухания.

Устройство содержит генератор 1 испытательного сиГнала, подключенный к входу испытуемого электроакустического преобразователя 2, выход которой подключен к входу анализатора 3 громкости — к согласующему усилите" лю 4, выход усилителя 4 параллельно подключен к фильтрам 5 5< критических полос (n — число критйческих полос и соответственно число каналов), выходы фильтров 51 - .5й подключены к масштабным усилителям 6 †. 6, выходы которых соединены с формирователями

7 -,7д сигнала возбуждения, которые, в свою очередь, могут быть выполнены, например, в виде последователь" ного соединения однополупериодных выпрямителей 8< -, 8 и фильтров 9 -.9П нижних частот, выходы формирователей

1007206

7, -:7дснгнала возбуди дения соединены с блоками 10<,10> определения удельной громкости, каждый из выходов блоков 10 вЂ, 10 подсоединяется с помощью коммутатора 11 к сумматору 12, выход которого соединен с выходным интегрирующим элементом 13, .выход которого является выходом анализатора громкости и подключен к блоку 14 сравнения и регистрации, в состав которого входит датчик 3 5 опорного напряжения, Устройство работает на примере измерения ЭЗ телефонного аппарата следую щим образом.

Генератор 1 испытательного сигна- 15 ла воспроизводит электрический сигнал, спектральные и временные характеристики которого соответствуют подобным .характеристикам национальной испытательной фразы. Такое приближе-ъо ние необходимо для более близкого совпадения результатов объективного и субъективного измерения ЭЗ, т.е. для точности измерения. С выхода испытуемого электроакустического преобразователя 2 сигнал поступает на вход анализатора 3 громкости, на входе которого включен согласуюций уси- литель 4-, далее спектр сигнала разделяется на полосы критической ширины при помощи фильтров 5„ †; 5>. Желательно, хотя и не обязательно, чтобы число фильтров критических полос соответствовало рабочему диапазону частот, Такое соответствие дополнительно повысит точность измерения ЭЗ.

Далее моделируется разность восприятия громкости в плоском и диффузном

:звуковом поле. Поскольку она не равномерна в диапазоне .частот, то это обстоятельство желательно учесть, 40 например, используя масштабные усилители 6 - .6 с различными коэффициентами передачи в каждом канале. После масштабных усилителей сигнал преобразуется в величину, пропорциональ" 45 ную функции возбуждения в формирователях 74 -7Л сигнала возбуждения. Так как эта функция в каждой критической полосе пропорциональна интенсивности, т.е. квадрату звукового давления, то это означает (при реализации упомянутого преобразования с помоцью квадратора) удвоение динамического диапазона для всех последуюцих блоков.

При желательном динамическом диапазоне измерения 60 дБ (в этих пределах изменяется ЭЗ большинства телефонных систем) построение блоков с динамическим диапазоном 120 дБ суцественно усложнило бы реализацию подобного устройства. В предлагаемом объектив- 6О ном измерителе ЭЗ вместо квадратора можно использовать последовательное соединение однополупериодных выпрямителей 8 -, 8 и фильтров 9 -. 9д нижних частот, позволяющее получить ве-. 65 личину возбуждения, приближающуюся к интенсивности сигнала с точностью, достаточной для слухового восприятия.

Сигнал, пропорциональный возбуждению, далее преобразуется в характе-— ристику восприятия в блоках 10 - .10П определения удельных громкостей. Преобразование ведется согласно зависимости где Š— интенсивность сигнала, приходящаяся на критическую полосу, E - интенсивность сигнала на пороге слышимости для чистых тонов

E0 - пороговая интенсивность.

Суммирование удельных громкостей происходит в сумматоре 12 путем последовательного подключения каналов с помоцью коммутатора ll. Суммирование происходит с учетом пространственного маскирующего действия. Обцая громкость сигнала, прошедшего испытуемую систему, получается после учета временного маскирующего действия в интегрирующем элементе 13.

Величина, пропорциональная ЭЗ по громкости, получается сравнением на-. пряжений, пропорциональных громкостям испытательной фразы, прошЕдшей через испытуемую и эталонную.системы. В предлагаемом измерителе это сравнение осуществляется в блоке 14 сравнения и регистрации, который может быть выполнен в виде логарифматора.

В общем случае на один его вход подается сигнал, прошедший испытуемую систему (из анализатора 3 громкости), а на другой вход (не показан) - сигнал, прошедший эталонную систему (не показана). Однако для упрощения процесса измерений ЭЗ предоставляется желательным ввести в состав блока 14 датчик 15 опорного напряжения, пропорционального громкости национальной испытательной фразы, прошедшей через эталонную систему.

Следует отметить, что основное достоинство предлагаемого измерителя состоит в увеличении точности измерения ЭЗ, т.е. степени совпадения с результатами субъективных измерений, Это достигается за счет моделирования реальных процессов, происходящих в слуховом аппарате аудитора при прослушивании, Благодаря тому, что данный изме« ритель применим к измерению нелиней1007206

Составитель A.Ñåñåëêèí

Редактор Н,Лазаренко Техред А.Бабинец

Корректор A,Äçÿòêo

Заказ 2155/77 Тираж 675

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, г,Ужгород, ул.Проектная, 4 ных испытуемых систем, составляюших большинство в телефонии, упомянутое достоинство измерителя приобретает особую значимость.

Поскольку данный измернтель предполагает анализ громкости сигналов с различной временной и спектральной. струкТурой, то, используя как испытательный сигнал любой другой сигнал (например, любую фразу, а не только национальную испытательную), можно производить ухоподобные измерения громкости относительно громкости в тракте телефонометрического этало" на. Таким образом, появляется возмож-. ность производить качественно новые )5 измерения, в отличие от измерения физических величин, при проведении работ по исследованию электрических сигналов на телефонных сетях.

Дополнительным преимушеством пред-2О лагаемого измерителя является возможность получить с выхода маскируюшего контура трехмерную величину ощушения, в координатах время — удельная гром.— кость — высота тона. Вывод этой величины на устройство отображения впервые даст возможность визуального анализа величины .слухового восприятия, Принимая во внимание, что пропускная информационйая способность зрительного аппарата человека значительно выше, чем слухового, можно говорить о возможности разработки на принципиально новых основах методов оценки качества телефонной передачи, а также индивидуальных характеристик речевого аппарата человека, Время измерения испытуемой системы предлагаемым измерителем, по сушеству, определяется временем его подключения, в то время как при субьективных измерениях величина ЭЗ получается усреднением 12 †; 24 уравниваний громкости для каждой испытуемой системы, на которые уходит свыше

10 мин.