DE1547074A1 - Geraet zum automatischen Berechnen von akustischem Stoerungsniveau - Google Patents

Description

Sentralinatitutt for Industriell forskning, Forskningsveien 1, Oslo 3 (Norwegen)

Gerät zum automatischen Berechnen von akustischem Störungsniveau·

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum automatischen Berechnen von akustischem Störungsniveau auf Grundlage von Schalldruckmessungen und nach der sogenannten PN-Methode (perceived noise oder aufgefaßte Störung), wobei ein Störungesignal in ein elektrisches Signal umgesetzt und mit Hilfe einer entsprechenden Anzahl Bandpaßfiltern, z.B. Okavfiltern, in eine Anzahl Frequenzbänder getrennt wird und die getrennten Signale in Effektivwerte umgebildet werden, die Effektivwerte in entsprechende Störungswerte umgeformt werden, von denen der größte ausgewählt wird und mit einem ersten Reduktionsfaktor, z.B. 0,7, reduziert wird, während alle außerdem mit einem zweiten Reduktionsfaktor, dessen Größe gleich eins abzüglich des ersten ist, reduziert und zusammen mit dem größten, reduzierten Werte summiert werden.

Bisher erfolgen derartige Messungen durch Einspielen von Störungen auf ein Tonband und Abspielen des Tonbandes durch Bandpaßfilter mit Rückstellung des Bandes nach jedem Abspielen durch einen der Bandpaßfilter· Darauf werden die Signale von jedem Bandpaßfilter einem Niveauschreiber zum Registrieren eines jeden Frequenzbandes in Form von Effektivwerten auf Papier zugeführt· Die maximalen Effektivwerte werden dann visuell abgelesen und entsprechende Störungswerte einer von der International Standardization Organisation (ISO) ausgearbeiteten Tabelle entnommen. Danach wird der größte Störungswert separat mit dem ersten Reduktionsfaktor reduziert, während die Summe aller Störungswerte mit den zweiten

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Reduktionsfaktor reduziert wird· Alle reduzierten Werte werden anschließend in eine Endsumme summiert, die mit Hilfe von Tabellen in Störungseinheiten wie PNdb, Phon oder Loudness Index umgesetzt werden kann. Dieses Verfahren wurde von ISO ausgearbeitet»

Gewöhnlich werden 8 Oktavfilter benutzt, die das Störungssignal in Frequenzbänder mit Mittelfrequenzen von 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 und 8000 Hz trennen, und die maximalen Effektiv-Werte werden in dem Störungswert noy umgesetzt. In diesem Fall wird der maximale noy-Wert mit 0,7 reduziert, während die Summe aller noy-Werte mit 0,3 reduziert wird. Gegebenenfalls wird der maximale Wert zu der Summe der restlichen noy-Werte addiert, nachdem diese Summe mit 0,3 reduziert worden ist. In beiden Fällen wird dergestalt der maximale noy-Wert in der Summe beibehalten werden, die dann die totale noy-Zahl angibt, während der Rest mit 0,3 reduziert ist.

Eine derartige manuelle Berechnung 1st sehr zeitraubend, besonders wenn eine große Anzahl Berechnungen vorgenommen werden soll. Außerdem hat allein die Tonbandregistrierung eine große Zeitverzögerung zwischen Störungsaufnahme und Abgabe fertiger Daten zur Folge.

Aufgabe der Erfindung 1st, diese Nachtelle zu beseitigen und ein Gerät zu schaffen, das eine genaue und momentane Bemessung von akustischem Störungsniveau nach der oben genannten Methode ermöglicht-, wobei das Meßresultat in demselben Augenblick vorliegt, in dem das Störungsniveau auftritt, und das manuelle Berechnungen oder Behandlungen vermeidet·

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Gerät vor, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es einen Vorsatz

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zum gleichzeitigen Zuführen des elektrischen Signales zu sämtlichen Bandpaßfiltern, eine entsprechende Anzahl Effektivwertgleichrichter, die alle an die Ausgangsseite ihres jeweiligen Bandpaßfilters zur Umwandlung von empfangenem Wechselspannungssignal in ein zu diesem proportionales Gleichspannungssignal angeschlossen sind, eine entsprechende Anzahl Punktionsgeneratoren oder Parameterumformer, die alle an die Ausgangsselte ihres Jeweiligen Effektivwertgleichrichters angeschlossen sind und einen nicht-linearen Zusammenhang zwischen Eingangs- und Ausgangssignal zum Umformen des Effektivwertes in ein entsprechendes Störungsniveau besitzen, ferner einen Maximalniveauauswähler, welcher an die Ausgangsseiten sämtlicher Funktionsgeneratoren angeschlossen und zur Abgabe einer der größten zugeführten Spannung gleichen Signalspannung eingerichtet 1st, einen elektrischen Reduktionskreis, angeschlossen an die Ausgangsseite des Maximalniveauauswählers, zur Reduktion von zugeführtem Signal mit dem erstgenannten Reduktionsfaktor, sowie eine Anzahl elektrischer Reduktionskreise, die alle an die Ausgangsseite ihres jeweiligen Funktionsgenerators angeschlossen sind, zur Reduktion zugeführter Signalspannungen mit dem zweiten Reduktionsfaktor, und einen sämtlichen Ausgangsselten der Reduktionskreise angeschlossenen Summationsverstärker zum Summieren der einzeln reduzierten Störungswerte zu einem Signal umfaßt.

Der Vorsatz kann an beliebigen Stellen angeordnete Mikrophone und eine Wählvorrichtung zur Wahl von Störungssignal aus mehreren Meßkanälen und gegebenenfalls auch einen Tonbandaufzeichner/Abspieler umfassen. Die Bandpaßfilter können Oktavfilter, Halboktavfliter oder dergleichen sein, und bei Benutzung eines Tonbandes wird nur ein Abspielen desselben vorgenommen. Die Effektivwertgleichrichter können konventioneller Art sein; wenn aber das Gerät in der Praxis besonders attraktiv sein soll, müssen die Effektivwertgleichrichter einen großen dynamischen Bereich, z.B.

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von 50 dB, besitzen, damit die Messungen automatisch über einen Störungebereich von genügender Größe erfolgen können· Die Funktionsgeneratoren geben ein Signal aus, das einen nicht-linearen Zusammenhang mit dem Eingangssignal besitzt und den Effektivwert in einen entsprechenden Störungswert umzuformen vermag. Jeder Funktionsgenerator kann einen Spannungsteilerkreis umfassen, der für die verschiedenen Frequenzbereiche verschieden ist und der jedes Signal, eventuell abgesehen von einem, mit einem solch großen Faktor reduziert, daß alle Relationen zwischen dem gewählten Störungswert und dem Effektivwert mit ein und derselben Kurve dargestellt werden können· Der Maximalniveauauswähljfer kann ein Diodentor sein, ausgerüstet zur Ausgabe einer der größten eingehenden Spannung gleichen Signalspannung· Die elektrischen Kreise für Reduktion der Störungswerte können gewöhnlicher Art sein, während der Summationsverstärker vorzugsweise einen Funktionsgenerator zur Umsetzung des summierten Signales In eine entsprechende Störungseinheit, z.B. zur Realisation des gewünschten Zusammenhanges zwischen noy-Zahl und PNdB-Wert, umfaßt.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Apparates wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, die ein Blockschema für ein derartiges Gerät zeigt·

Das Gerät umfaßt einen gemeinsamen Vorsatz oder Eingangskreis zur Wahl von Signalen aus mehreren Meßkanälen und einen variablen Verstärker, der so eingestellt ist, daß die Stärke der Signale dem Gerät im übrigen angepaßt wird· Der Vorsatz gibt ein Signal an eine Anzahl Bandpaßfilter ab, hler acht Oktavfilter 2, die das Eingangssignal in acht Frequenzbänder teilen, die alle einem Effektivwertgleichrichter 3 zugeführt werden, vorzugsweise mit großem dynamischen Bereich, so daß eingehende Wechselspannungssignale in ein diesem proportionales QlelchspannungBsignal über den gesamten aktuellen Frequenzbereich umgewandelt werden können. Die Ausgange-

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klemmen aller Effektivwertgleichrichter 3 sind mit ihrem jeweiligen Punktionsgenerator 4 oder Parameterumformer verbunden, der einen nicht-linearen Zusammenhang zwischen Eingangs- und Ausgangssignal zum Umformen des Effektivwertes in einen entsprechenden Störungswert, z.B. eine von ISO bestimmte noy-Zahl, besitzt· Jeder Funktionsgenerator 4 umfaßt vorzugsweise einen Spannungstellerkreis, der für die verschiedenen Frequenzbereiche verschieden ist und die Signale so reduziert, daß alle Relationen zwischen Effektivwerten und dem entsprechenden Störungswert durch ein und dieselbe Kurve dargestellt werden können.

Jeder Funktionsgenerator 4 ist mit seinem Ausgang an einen Maximalniveauauswählter 5 in Form eines Diodentors angeschlossen, der eine Signalspannung gleich der größten, zugeführten Spannung gibt. Alle Funktionsgeneratoren 4 sind außerdem mit einem jeweiligen elektrischen Kreis 6 zur Reduktion des eingehenden Signales mit einem bestimmten Reduktionsfaktor verbunden, der, wenn noy-Werte angewandt werden, diese mit einem Faktor 0,3 reduziert» Der Maximalnlveauauswählter 5 ist ebenfalls mit einem ähnlichen, elektrischen Reduktionskreis 7 zur Reduktion des eingehenden Signales mit einem Faktor, welcher eins minus dem erstgenannten beträgt, verbunden. Sämtliche elektrischen Reduktionskreise 6 und 7 sind an einen Summationsverstärker 8 angeschlossen, der die reduzierten Signale summiert. In der Endsumme 1st dadurch das größte Signal beibehalten, während die anderen mit dem erstgenannten ReduktIonsfaktor reduziert worden sind.

Das dargestellte Gerät ist am Ausgang an einen Funktionsgenerator 9 angeschlossen, der vorzugsweise einen Teil des Summationsverstärkers 8 bildet. Der Funktionsgenerator 9 hat einen nicht-linearen Zusammenhang zwischen Eingangs- und Ausgangssignal und realisiert einen gewünschten Zusammenhang zwischen z.B. der totalen noy-Zahl und dem entsprechenden PNdB-Wert,der auf einem Instrument 10 abgelesen wird.

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Claims (2)

Sentralinstitutt for industriell forskning, Forskningsveien 1, Oslo 3 (Norwegen) Qerät zum automatischen Berechnen von akustischem Störungsniveau· Patentansprüche :

1. Qerät zum automatischen Berechnen von akustischem Störungsniveau auf Grundlage von Schalldruckmessungen und nach der sogenannten PN-Methode, wobei ein Störungssignal in ein elektrisches Signal umgesetzt und mit Hilfe einer entsprechenden Anzahl Bandpaßfiltern, z.B. Oktavfiltern, in eine Anzahl Frequenzbänder getrennt wird und die getrennten Signale in Effektivwerte umgewandelt werden, die Effektivwerte in entsprechende Störungswerte, z.B. noy-Werte, umgeformt werden, von denen der größte ausgewählt und mit einem ersten Reduktionsfaktor, z.B. 0,7, reduziert wird, während alle außerdem mit einem zweiten ReduktIonsfaktor, dessen Größe gleich eins abzüglich des ersten 1st, reduziert und zusammen mit dem größten, reduzierten Wert summiert werden,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Gerät in Kombination einen Vorsatz (1) zum gleichzeitigen Zuführen des elektrischen Signals zu sämtlichen Bandpaßfiltern (2), eine entsprechende Anzahl Effektivwertgleichrichter (3), die alle an die Ausgangsseite ihres jeweiligen Bandpaßfilters (2) zum Umwandeln von empfangenem Wechselspannungssignal in ein diesem proportionales Gleichspannungssignal angeschlossen sind, eine entsprechende Anzahl Funktionsgeneratoren (*?), die alle an die Ausgangsselte ihres Jeweiligen Effektivwertgleichrichters (3) angeschlossen sind und einen nicht-linearen Zusammenhang zwischen Eingangsund Ausgangssignal zum Umformen des Effektivwertes

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BAD ORIGJNAL Unterlagen iArt.7S l Abs. 2 Nr. 1 Satz 3 des Änderungsflw*y, 4> 9.1967]

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in ein entsprechendes Störungswertsignal besitzen, einen Maximalniveauauswähl%er (5)» welcher an die Ausgangsselten sämtlicher Funktionsgeneratoren (4) angeschlossen und zur Abgabe einer der größten zugeführten Signalspannung gleichen Signalspannung eingerichtet 1st, einen elektrischen Reduktionskreis (7), angeschlossen an die Ausgangsseite des Maximalniveauauswählteers (5), zur Reduktion von zugeführter Signalspannung mit dem ersten Reduktionsfaktor, sowie eine Anzahl elektrischer Reduktionskreise (6), die alle an die Ausgangsseite ihres jeweiligen Funktionsgenerators (4) angeschlossen sind, zur Reduktion zugeführter Signalspannungen mit dem zweiten Reduktionsfaktor, und einen sämtlichen Ausgangsseiten der Reduktionskreise (6 und 7) angeschlossenen Summationsverstärker (8) zum Summieren der einzeln reduzierten Störungswertsignale zu einem Signal umfaßt.

2. Gerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Effektivwertgleichrichter (3) einen dynamischen

Bereich von 50 dB besitzt.

3» Gerät nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Summationsverstärker (8) einen Funktionsgenerator (9) für Umsetzung des summierten Signales in eine entsprechende Störungseinheit (z.B. PNdB) umfaßt.

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