DD267616A1

DD267616A1 - METHOD FOR MEASURING SENSITIVITY OF ACOUSTIC AND TELEPHONOMETRIC EQUIPMENT

Info

Publication number: DD267616A1
Application number: DD30783587A
Authority: DD
Inventors: Bernd Philipp; Lothar Boeer
Original assignee: Nordhausen Veb Fernmeldewerk
Priority date: 1987-10-12
Filing date: 1987-10-12
Publication date: 1989-05-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Empfindlichkeitsmessung akustischer und telefonometrischer Einrichtungen, insbesondere in der Fernsprechtechnik. Von einem Steuerrechner wird ein einstellbarer Sinusgenerator auf eine dem Frequenzbereich und der geforderten Genauigkeit angepasste Zahl von Einzelfrequenzen in kurzer Folge eingestellt und diese Frequenz dem Messobjekt zugefuehrt. Die ueber eine Gleichrichterschaltung anfallenden diskreten Messergebnisse werden ueber einen Analog-Digitalumsetzer nacheinander abgespeichert und entsprechend den Erfordernissen bewertet und weiterverarbeitet oder angezeigt. Fig. 1The invention relates to a method for measuring the sensitivity of acoustic and telephone -ometric devices, in particular in telephone technology. From a control computer, an adjustable sine wave generator is set to a frequency range and the required accuracy adapted number of individual frequencies in short order and fed this frequency the DUT. The discrete measurement results resulting from a rectifier circuit are successively stored via an analog-to-digital converter and evaluated and further processed or displayed in accordance with the requirements. Fig. 1

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren zur Empfindlichkeifsmessung akustischer und telefonometrischer EinrichtungenMethod for measuring the sensitivity of acoustic and telephone -ometric devices

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Empfindlichkeitsmessung für Schallwandler in der Fernsprechtechnik, Das Meßverfahren dient vor allem zur schnellen Bestimmung der Empfindlichkeit von akustischen Wandlern oder elektrischen Übertragungseinrichtungen der Fernsprechtechnik, Die Erfindung ist auf das automatisierte Messen d&r hergestellten Baugruppen ausgerichtet.The invention relates to a method for measuring the sensitivity of sound transducers in telephone technology, The measuring method is used primarily for the rapid determination of the sensitivity of acoustic transducers or electrical transmission equipment of telephone technology, The invention is directed to the automated measurement d & r assemblies manufactured.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Empfindlichkeit von akustischen Wandlern oder elektrischen Übertragungseinrichtungen, speziell in der Fernsprechtechnik, Die Empfindlichkeit (Bezugsdämpfung) von Wandlern und Übertragungseinrichtungen ist definiert als der mit einer bestimmten Funktion bewertete Mittelwert des Übertragungsfaktors über der Frequenz, wobei Frequenzbereich, Änderung der Frequenz über der Zeit sowie die Bewertungsfuhktion genau festgelegt sind.The invention relates to a method of determining the sensitivity of acoustic transducers or electrical transmission equipment, especially in telephone technology. The sensitivity (reference attenuation) of transducers and transmission equipment is defined as the functionally weighted average of the transmission factor over frequency, where frequency range , Change in frequency over time, as well as the evaluation function are precisely defined.

Bni herkömmlichen Meßverfahren überstreicht der Generator ständig den Frequenzbereich 200 Hz - 4 kHz, öer Verlauf der Frequenz über der Zeit ist logarithmisch. Die Ausgangsspannung wird einem Lautsprecher zugeführt, der als Schallquelle zur Anregung des zu prüfenden Mikrofons dienl. Diese« Mikrofon erhält seine Stromversorgung von einer Caugruppe. Die vom Mikrofon abgegebene Spannung wird vom Bewertungsnetzwerk und der Kennlinie Y= χ ' bewertet. Die Mittelwertbildung übernimmt ein Kondensator zusammen mit dem Drehspulmeßwerk, dessen Skale nichtlinear in ciB geeicht ist, Da die Wobbeifrequenz des Generators 1 Hz beträgt und zur stabilen Anzeige des Mittelwertes (Empfindlichkeit) mehrere Generatordurchläufe erforderlich sind, meist 5 - 3.0, dauert eineBni conventional measuring method of the generator being continuously sweeps over the frequency range 200 Hz - 4 kHz, Oer course of frequency versus time is logarithmic. The output voltage is supplied to a loudspeaker, which serves as a sound source for exciting the microphone to be tested. This «microphone gets its power supply from a Caugruppe. The voltage delivered by the microphone is evaluated by the evaluation network and the characteristic curve Y = χ '. The averaging takes over a capacitor together with the Drehspulmeßwerk whose scale is calibrated non-linearly in ciB, Since the sweep frequency of the generator is 1 Hz and the steady display of the average (sensitivity) several generator runs are required, usually 5 - 3.0, takes one

- a - 367 - a - 367

Mossung sehr lango. Dio vom Gleichrichter erzeugte Spannung wird außerdem noch über das loyarithmierende Netzwerk geführt und bringt am Bildschirm des Anzeigegerätes den Amplitudenfrequenxgang zur Darstellung,Mossung very lango. Dio voltage generated by the rectifier is also passed through the loyarithmierende network and brings on the screen of the display device the Amplitudenfrequengang for presentation,

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Empfindlichkeitsmessung akustischer und telefonometrischer Einrichtungen anzugeben, das eine sehr schnelle und automatisierungsfähige Messung ermöglicht und den Meßwurt für eine weitere Verarbeitung zur Verfügung stellt.The aim of the invention is to provide a method for measuring the sensitivity of acoustic and telefonometric devices that allows a very fast and automated measurement and provides the Meßwurt for further processing available.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren zu schaffen, dac unter Verzicht auf die ungenauen und schwer herzustellenden Bewertunpsnetzwerke mit einem einstellbaren Sinusgenerator bei einer endlichen Zahl von Einzelfrequenzen den Meßwert über einen Rechner bereitstellt.The invention has the object to provide a method, dac renounces the inaccurate and difficult to produce Bewertungsunpsnetzwerke with an adjustable sine wave generator at a finite number of individual frequencies provides the measured value via a computer.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß von einem Steuerrechner ein einstellbarer Sinusgenerator in kurzer Folge auf eine dem Frequenzbereich und der geforderten Genauigkeit angepaßte Zahl vcn Einzelfrequenzen eingestellt wird und diese- Frequenzen dem Meßobjekt zugeführt werden. Gleichzeitig erhält der Steuerrechner über eine Gleichrichterschaitung , deren nichtlineare Kennlinie durch eine im Rechner abgespeicherte Tabelle korrigiert wird, und einen Analog-D.igitalumsetzer das Mnßergebnis. Diese Meßergebnisse werden nacheinander abgespaichert, und nach der Aufnahme aller Meßwerte wird nach einer abgespeicherten Funktion der Mittelwert gebildet. •De nach Erfordernis kann dieser Wert angezeigt, zur Sortierung oder anderweitig weiterverarbeitet werden. Die erfindungsgemäße Lösung weist eine Reihe von Vorteilen auf, die teilweise verblüffend sind. So verkürzt sich die Meßzeit durch den nunmehr nur noch notwendigen halben Durchlauf des steuerbaren Sinusgnerators auf etwa V^o bis ^/'20· Die ungenauen und aufwendigen Bewertungsnetzwerke entfallen und dafür werden leicht zu wechselnde Bt.Wertungsfunktionen imAccording to the invention, this object is achieved in that by a control computer, an adjustable sine generator is set in a short sequence to a frequency range and the required accuracy adapted number vcn individual frequencies and these frequencies are supplied to the DUT. At the same time, the control computer receives the measurement result via a rectifier circuit, the non-linear characteristic of which is corrected by a table stored in the computer, and an analog-to-digital converter. These measurement results are successively saved, and after recording all measured values, the mean value is formed according to a stored function. • If required, this value can be displayed, sorted, or otherwise processed. The solution according to the invention has a number of advantages, some of which are startling. Thus, the measurement time is shortened by the now only necessary half cycle of the controllable sine wave generator to about V ^ o to ^ / '20 · The inaccurate and expensive evaluation networks account for and for easy to be changed Bt.werting functions in

Rechner abgespeichert. Das Ergebnis liegt nicht als schwankender Zeigerausschlag, sondern als Zahlenwert vor. üie Anwendung des Verfahrens ermöglicht eine Automatisierung des Meßvorganges und eine sich daran anschließende automatische Sortierung bzw. Weiterverarbeitung der Meßobjekte.Computer saved. The result is not as a fluctuating pointer deflection, but as a numerical value. üie application of the method allows automation of the measuring process and an ensuing automatic sorting or further processing of the DUTs.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigtThe invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing shows

Fig. 1: Darstellung des Meßverfahrens Fig. 2: Toleranzschema des Frequenzganges Fog. 3: Toleranzschema des FrequenzgangesFig. 1: Representation of the measuring method Fig. 2: Tolerance scheme of the frequency response Fog. 3: Tolerance scheme of the frequency response

Figur 1 stellt dao Verfahren am Beispiel einer Meßeinrichtung für Fernsprechschallwandler dar.FIG. 1 illustrates the method by the example of a measuring device for telephone sound converters.

Der Steuerrechner (1) kann über seine Ein/Ausgabebaugruppe (4) sowohl die Frequenzeinstellur.g des Sinusgenerators (8) über den Digital-Analogwandler (2) vornehmen, als auch die Ausgangsspannung des Meßkreises (11) über den Analog-Üigitalwandler (3) in digitaler Form übernehmen.The control computer (1) can use its input / output module (4) both the Frequenzenzestellur.g the sine wave generator (8) via the digital-to-analog converter (2) make, as well as the output voltage of the measuring circuit (11) via the analog-Üigitalwandler (3 ) in digital form.

Der Analogteil der Meßeinrichtung besteht damit nur noch aus einem steuerbaren Sinusgenerator (8), einem Schallgeber (-"), dem Meßobjekt (10) und dem Meßkreis (11), der die Stromversorgung des Meßcbjcktes, die Auskoppelung der Meßwechselspannung und einen Gleichrichter enthält.The analog part of the measuring device thus consists only of a controllable sine wave generator (8), a sounder (- "), the test object (10) and the measuring circuit (11), which contains the power supply of the Meßcbjcktes, the decoupling of the measuring AC voltage and a rectifier.

Für den Meßvorgang werden im Steuerrechner (1) zunächst einmalig die auszugebenden Frequenzwerte berechnet. Für einen logarithmischen Verlauf über der Zeit geschieht das nach folgenden Forme In :For the measuring process, the frequency values to be output are first calculated once in the control computer (1). For a logarithmic course over time, this is done according to the following forms:

Ig Fs = Ig fo - Ig fn ηIg Fs = Ig fo - Ig fn η

Wn = 10 exp (Ig Fu + r. . Ig Fs)Wn = 10 exp (Ig Fu + r., Ig Fs)

Fu = untere Frequenzgrenze Fo = obere Frequenzgrenze Fs = SchrittweiteFu = lower frequency limit Fo = upper frequency limit Fs = step size

η = Anzahl der gewünschton Frequenzwerte W ο EinzeJfrequenzwertη = number of desired frequency values W oo single-frequency value

Die Berechnung ergibt η Werte, die im Speicher des Rechners abgelegt und immer wieder verwendet werden. Oer eigentliche Meßvorgang verläuft wie folgt.The calculation yields η values that are stored in the memory of the computer and used again and again. The actual measuring process is as follows.

Der Rechnor (1) stellt den Sinusgenerator (8) auf die Frequenz fu ein. Nach der Zeit ts, die «lieh aus der Anzahl der Werte η und dec gewünschten Durchlaufdauer D errechnet,The calculator (1) adjusts the sine wave generator (8) to the frequency fu. After the time ts, which is calculated from the number of values η and dec desired cycle duration D,

t s ^B — ηts ^B - η

wird über den Analog-Digitalwandler (3) die Ausgangsspannung des Mofikreises (11) abgefragt und im Speicher (RAM) (7) des Rechners abgelegt. Danach ttellt der Steuerrechner (1) den Sinusrjenera tor (G) auf den Frequenzwert W^ und speichert nach der Zeit ts den zweiten Meßwert ab. Nach der Durchlaufdauer D sind die für η Frequenzwerte zugehörigen Meßwerte in digitaler Form im Speicher (RAM (7) vorhanden. Dieser Datensatz enthält die gesamten Informationen über das Übertragungsverhalten des Meßobjektes in Abhängigkeit von der Frequenz. Die den Anwender interessierenden Werte werden durch logische Operationen aus diesem Datensatz gewonnen.the output voltage of the Mofikreises (11) is queried via the analog-to-digital converter (3) and stored in the memory (RAM) (7) of the computer. Thereafter, the control computer (1) sets the sine wave generator (G) to the frequency value W 1 and stores the second measured value after the time t s. The measured values associated with η frequency values are present in the memory (RAM (7) after the passage time D. This data set contains all the information about the transmission behavior of the DUT as a function of the frequency The values of interest to the user are determined by logical operations won this record.

Als erster Schritt erfolgt die Korrektur der Meßwertefehler, die durch die Nicht linearität des Gleichrichters entstehen. Im Speicher (ROM (6) das Rechners befindet sich dazu eine Tabelle, welche in feiner Stufung zu jedem Ausgangsspannungswert des Gleichrichters die wirkliche Eingangsspannung enthält. Der Rechner sucht jetzt in dieser Tabelle zu jedem Meßwert den wirklichen Wert der Eingangsspannung und korrigiert den Meßwert entsprechend.As a first step, the correction of the measured value errors caused by the non-linearity of the rectifier occurs. In the memory (ROM (6) of the calculator there is a table which contains in fine step to each output voltage value of the rectifier the real input voltage.The calculator now searches in this table for each measured value the actual value of the input voltage and corrects the measured value accordingly.

Die Empfindlichkeit E des Meßobjektes wird jetzt aus dem korrigierten Datensatz wie folgt berechnet:The sensitivity E of the measurement object is now calculated from the corrected data set as follows:

w % ⁵/₃ w% ^_5/3

E = 20 Ig W = I + KE = 20 Ig W = I + K

Dae bezieht sich auf eine Darstellung der bmpfindlichkeit im Pegelmaß boi einer Bewer»ungsfunkt ion Y * X ' . Für andere Pewertungsfunktionen ist die Formel entsprechend zu ändern. Die Konstante K ist eine vom Üburtragungsverhalten der Meßeinrichtung und vom Bezugswert abhängige Größe. Die Darstellung des Amplitudenfrequenzganges soll normalerweise im logarithmischen Maßstab erfolgen. Dazu wird vom korrigierten Datensatz ausgegangen und dessen Werte werden mit der FormelDae refers to a representation of the sensitivity in the level measure boi of an evaluation function Y * X '. For other evaluation functions, the formula should be changed accordingly. The constant K is a quantity dependent on the picking performance of the measuring device and the reference value. The representation of the amplitude frequency response should normally be on a logarithmic scale. For this purpose, the corrected data set is assumed and its values are calculated using the formula

Wm = 20 Ig Wn + 1Wm = 20 Ig Wn + 1

logarithmiert. Dabei sind \.,n die logarithmier ten Werte, Wn die korrigierten Meßwerte und 1 eine Konstante zur Festlegung des Bezugspegels. Die Logarithmierung kann nach jeder Messung durch Berechnung aller Werte durchgeführt werden, besser ist es jedoch, die Form.31 für don in Frage kommenden Wertebereich in einer Tabelle im Speicher (ROM) (6) des Rechners abzubilden, da das Aufsuchen e .nes Tabellenwertos wesentlich weniger Zeit benötigt als die η-fache Abarbeitung eines Arithmetikprogramms. Die logarithmierten Werte werden jetzt - bezogen auf die errechneten Frequenzwerte - in bekannter Weise als Diagramm auf dem Display (5) dargestellt. Außerdem enthält der Speicher (ROM) (6) c'es Rechners die oberen und unteren Grenzwerte des zulässigen Toleranaschemas 13, 15, die ebenfalls dargestellt werden, siehe Fig. 2. Das für die Frequenzgangbewertung nur der relative Verlauf der Kurve 15 interessiert, deren Lage im Koordinatensystem jedoch von der Empfindlichkeit des Meßobjektes abhängig ist, wird in einem nächsten Schritt durch eine Rechenoperation die Kurva 15 so lange verschoben, bis sie on einem beliebigen Punkt den oberen Grenzwert des Toleranzschemas 13 berührt, Fig, 3. Danach wird verglichen, ob irgend ein Wert der Kurve 15 kleiner ist, als der zugehörige untere Grenzwert des Toleranzschemas 14. Ist dies der Fall wie in Fig. 3, so wird eine Fehlermeldung erzeugt. Die damit im Speicher (RAM) (7) des Rechners vorliegenden Er-logarithms. Where \., N are the logarithmized values, Wn are the corrected measured values and 1 is a constant for determining the reference level. The logarithmization can be performed after each measurement by calculating all values, but it is better to map the form. 31 for the range of values in question into a table in the memory (ROM) (6) of the computer, since the search for a takes much less time than the η-fold processing of an arithmetic program. The logarithmic values are now displayed in a known manner as a diagram on the display (5), based on the calculated frequency values. In addition, the memory (ROM) (6) of the calculator contains the upper and lower limits of the permissible tolerance scheme 13, 15, which are also shown, see Fig. 2. Interesting for the frequency response evaluation only the relative course of the curve 15 whose Position in the coordinate system, however, is dependent on the sensitivity of the DUT, in a next step by an arithmetic operation, the Kurva 15 is shifted until it touches on any point the upper limit of the tolerance scheme 13, Fig, 3. Then it is compared whether any value of the curve 15 is smaller than the associated lower limit of the tolerance scheme 14. If this is the case as in Fig. 3, an error message is generated. The resources thus present in the memory (RAM) (7) of the computer

gobnissu oignon sich zur Steuerung oinos Μοβ- und Sortiorotitomaton. Wahrend bei uiner herkömmlichen Moßoinrichtung mit onalogor Mit tolwortsbi ldung öine Sortierung wogon der großon Zoitkonstante und dor immor luirht schwankenden Auegangsspanriung don Bowortungsnotzworkos schon auf iichwiorigkoiton stößt und die Uowortung dos Froquonzgangos, dor üblicherwoiso auf einem öichtgoröt dorgostollt und durch Handrogolung in oin auf don bildschirm gozoichnotoo Schoma gebracht wird, fast unmöglich ist, liogon diese Uaton in der orfindungsgonuißon Hinrichtung als fostu Worto vor und können die Grundlage für üortier- und ütatistikoperationon bilden, Liie kapazit;iit einos üblichen 8-Uit Kochnors reicht "us, um die Steuerung einer Zuführ- und üortioroinrichtung mit zu übernehmen. Uao kann durch die hin/Ausgabobaugruppe (Λ) und das entsprechende Loitungsbündel (12), Fig. 1, goschohon.gobnissu oignon itself to control oinos Μοβ and sortiorotitomaton. Whereas in the case of a conventional metering with onalogor, with a logotype and a sorting wogon, the bigon zoo constant and the still fluctuating outside band don Bowortungsnotzworkos already come upon iichwiorigkoiton and the followings of Froquonzgangos, usually on an oildgoret, and by handgolung in oin on don screen gozoichnotoo shoma This utterance in orificeungsgonuisson execution is almost impossible, as is fostu Worto, and may form the basis for reordering and satisfaction operation, Liie's capacity, with one's usual use of cooking, ranges from one to the control of one feed and one feed Uao can goschohon by the hin / Ausgabobaugruppe (Λ) and the corresponding Loitungsbündel (12), Fig. 1, goschohon.

Claims

claims

1. Ancestors for the cognitive analysis of acoustic odur tolofonomot rischor devices, in which, considering the frequency of obeying, in oino there is a sufficiently large number of single preformed gloichon derivatives, abooluton or logarithmic distance, characterized in that at short zoitlichon intervals from one uterine macro (1) oin stouorboror sine generator (0) is set to dio oror frequency, diosor sinusoidal (8) controls the Moßobjokt (10) located in a Meßaufnahme, at the same time the Steuorrochnor (1) the gorichgorichtoten by oinor rectifier circuit diskroton Moßorgobnisoe via an analog-Uigitalwandlor (3) successively stores and after the acquisition values thereof, form their unbalanced, effectively weighted, root or logarithmic, or mean valued function, and display one of these values as sensitivity on a suitable display device as required ,

2. The method according to claim 1, characterized in that the control computer (1) in its memory (KOM) (b) contains a table which describes the non-linear transmission behavior of the rectifier and compares all measured values before their Abspeichorung with this table and corrected if necessary.

3. The method according to claim 1 and , characterized in that the control computer (1) has stored for the amplitude frequency response of the measured values upper and lower limit values of the tolerance scheme (13, 14) and compares these tolerance values with the actual measured words, this result and the Logarithmiertcjn individual measurements as a graph on a display (5), so that sensitivity, amplitude response and tolerance scheme are visible.

4. Verfnhren according to claim l and 2 gekonnzeichnet in that the Stouerrechner (1) for grouping the Meßobjekto (10) contains any number of border words in the memory and that after dor calculation of sensitivity and frequency response Messergebnieso be with don frontier words to be compared, after which the computer forms corresponding signals for controlling a sorting device and outputs the signals to a feeder and sorting automaton to be connected via an input / output module (A) .

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