Segnali incoerenti per test in ambiente.

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Segnali incoerenti per test in ambiente.

#1 Messaggio da MarioBon » 26/09/2019, 10:51

Per misurare la risposta di una coppia di diffusori contemporaneamente in funzione (ovvero la somma del canale destro + canal sinistro) si deve utilizzare un segnale stereofonico che porta nei due canali due segnali incoerenti. Per ottenere un segnale del genere non serve possedere due generatori di tumore indipendenti. Può essere sintetizzato (molto faclmente).
I segnali incoerenti hanno una proprietà: si sommano in potenza anzichè in ampiezza. Questo significa che il segnale somma sarà (al massimo) tra 0 e 3 dB più "potente" del segale più forte.
Se i segnali fossero coerenti (per esempio uguali nei due canali) l'intrferenza provocherebbe variazioni che potrebbero andare da

-infinito (interferenza distruttiva)
+6 dB (interferenza costruttiva)

Qui di seguito vengono mostrate le analisi statitiche di un segnale stereo con canali tra loro incoerenti.
Immagine
il segnale è un rumore rosa pseudocasuale con banda passante da 20 a 20000 Hz campionato a 44.1kHz (standard CD Audio) di lunghezza pari a 65536 campioni (2^16). La durata dello pseudoperiodo è 65536/44100= 1.486 secondi circa. Ne segue che questo segnale è adatto per ambienti con tempo di riverberazione minore di un secondo (ambienti domestici).
Si noti la figura di Lissajouss che dimostra la incoerenza tra i canali (circolare e "casuale").
Si noti anche che i due segnali (canale destro e sinistro) hanno esattamente lo stesso valore RMS. Anche il fattore di cresta è quasi uguale (4.49 contro 4.46 con errore dello 0.75%).
Il fatto che abbiano lo stesso valore RMS è ampiamente atteso (l'errore teorico è di una parte su 32768) per avere lo stesso fattore di cresta si deve generare il segnale più volte e scegliere quelli con questa caratteristica.
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#2 Messaggio da MarioBon » 26/09/2019, 10:52

Se il canale destro ed il canale sinistro sono incoerenti non ci può essere interferenza ed i segnali si sommano in potenza. Ma questo significa che invertendo uno dei due canali non deve cambiare nulla. Infatti la potenza del segnale non dipende dalla fase assoluta.
Verifichiamo allora che invertendo un canale non cambia nulla. Per farlo calcoliamo la ASDA della somma e della differenza dei canali:
questa è la somma:
Immagine
Lo spettro non mostra buchi o picchi, la figura di Lissajouss mantiene le sue caratteritiche, il fattore di cresta si è ridotto a 3.17. Questo è il segnale (di suono diretto) che arriva al microfono se i due diffusori si trovano alla stessa distanza (del microfono).
Anche se il microfono non è perfettamente al centro il risultato campia poco (e anche questo errore non è difficile da valutare e comunque diminuisce all'aumentare della distanza).
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#3 Messaggio da MarioBon » 26/09/2019, 10:52

Questa è la differenza dei canali:
Immagine
Praticamente rispetto alla somma non è cambiato nulla. Si noti che il fattore di cresta è lo stesso della somma. Il programma mette sia la somma che la differenza sul canale sinistro.

Quindi questo è un segnale ideale per riprendere la risposta in frequenza di una coppia di diffusori contemporaneamente funzionanti in ambiente.
Inutile cercare nei libri come si fa perchè non c'è da nessuna parte.
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#4 Messaggio da MarioBon » 26/09/2019, 11:57

Chi vuole può scaricare il segnale da qui:
http://www.mariobon.com/_X_forum/Incoerente16_lungo.wav
Se volete fare la FFT (o qualsiasi altra prova) ricordate di impostare l'acquisizione di 2^16 compioni (65536). Volendo anche si più (2^17, 2^18, ...) ma certamente non meno di 2^16.
Buon divertimento.

Aggiungo solo una breve spiegazione:
i due segnali hanno lo stesso numero di righe spettrali e le righe corrispondenti alla stessa frequenza hanno la stessa ampiezza. In base ad una proprietà dell trasformazioni di Fourier (e quindi non per un caso fortuito) devono avere lo stesso valore RMS. Il fatto che abbiano anche lo stesso fattore di cresta, invece, è stato ricercato.

Questo significa che due segnali possono essere tra loro non coerenti anche se hanno lo stesso spettro (in modulo) lo stesso valore RMS e lo stesso fattore di cresta.
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#5 Messaggio da MarioBon » 26/09/2019, 12:05

Tanto per capirsi quella che segue è la risposta della scheda audio del mio portatite Asus da quattro palenche eseguita su 2^16 campioni (un intero pseudoperiodo)
Immagine
Questo invece è quello che succede se i campioni analizzati sono solo 2^15.
Immagine
L'ultima schermata è lo stesso segnale analizzato su 2^15 campioni e pesato con una finestra Hanning.
Immagine
Con i segnali spettralmente densi le finestre di pesatura fanno solo danni.
L'analizzatore di spettro è uno strumento che va usato con cognizione di causa.
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Re: Segnali incoerenti per test in ambiente.

#6 Messaggio da NomeUtente » 26/09/2019, 12:15

Bello il primo software. Mi sa che te lo copio.
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Re: Segnali incoerenti per test in ambiente.

#7 Messaggio da TomCapraro » 26/09/2019, 13:03

MarioBon ha scritto: Con i segnali spettralmente densi le finestre di pesatura fanno solo danni.
L'analizzatore di spettro è uno strumento che va usato con cognizione di causa.

Esatto, e aggiungo che...nel caso l'analizzatore non abbia le finestre di pesatura escludibili, quantomeno usare la finestra "rettangolare".
Le finestre rettangolari si adattano, rispetto le altre, maggiormente per analisi spettrali in quanto hanno i lobi principali piu stretti, quindi piu selettivi.
Le finestre di pesatura con lobi principali larghi si adattano meglio per le misure di ampiezza del segnale perchè riducono gli effetti dello scallop loss.
saluti, Tom

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#8 Messaggio da MarioBon » 26/09/2019, 14:17

NomeUtente ha scritto:Bello il primo software. Mi sa che te lo copio.
è quello che usa SUONO per ottenere le figure di Lissajouss per le prove di ascolto dei CD.
Magari lo fai anche meglio.
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Re: Segnali incoerenti per test in ambiente.

#9 Messaggio da NomeUtente » 26/09/2019, 18:20

MarioBon ha scritto:è quello che usa SUONO per ottenere le figure di Lissajouss per le prove di ascolto dei CD.
Per le prove di ascolto? in che senso? Fammi un esempio di utilizzo nella ipotesi di prove d'ascolto.
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Re: Segnali incoerenti per test in ambiente.

#10 Messaggio da carlochiarelli » 26/09/2019, 19:28

Mario: è possibile averlo anche a 48k e 96k? Ho visto che è limitato a 20hz. (Circa...) : arrivare a 10hz?

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