DE2728866C3 - Verfahren zum Regeln des Schalldrucks in einem künstlichen Mund - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln des Schalldrucks auf einen konstanten Wert bei veränderlicher (gewobbeher) Frequenz, mit der ein Lautsprecher in einem künstlichen Mund betrieben wird, in dem ein Meßmikrofon gleichzeitig mit dem zu untersuchenden Fernsprechmikrofor» den im künstlichen Mund erzeugten Schall aufnimmt und entsprechend einen Verstärkungs-Regelkreio beeinflußt.

Beim Messen einiger Arten von Mikrofonen ist das Übertragungsmaß vom Schalldruck ljhängig. Man muß deshalb bei allen Frequenzen den gleichen Schalldruck verwenden, um eine aussagefähige Meßkurve zu bekommen. Es gibt aber keinen Lautsprecher, der bei konstanter Spannung und veränderlicher Frequenz immer den gleichen Schalldruck erzeugt, es ist daher erforderlich, die angelegte Spannung entsprechend zu regeln.

Aus einigen Literaturstellcn, beispielsweise aus der Fernmeldetechnischen Zeitschrift 5(1952) 10, Seilen 447 bis 455, ist es bekannt, Entzcrrungsglieder zum Ausgleich des Frequenzganges in den Verstärker einzubauen, der den Lautsprecher des künstlichen Mundes speist. Eine derartige starre Lautstärkebeeinflussung erfordert es, daß für jeden Lautsprecher individuelle frequenzabhängige Korrekturgliedcr ausgemessen, ausgewählt und eingebaut werden. Beim Austausch des über eine Anschlußschnur mit dem Verstärker verbundenen künstlichen Mundes oder bei sonstigen äußeren Einflüssen ändern sich die gemessenen Werte und es muß eine neue Auswahl vorgenommen werden.

Um das zu vermeiden, ist es schon, beispielsweise aus dem Buch von Gosewinkel »Messung der Übertragungseigenschaften von Telephonen, Mikrophonen und Fernsprechern« bekannt, die Frequenz stetig zu ändern und diihci this Übcrtragungsma(3 mit Hilfe eines schreibenden Meßgerätes aufzuzeichnen. Als Wobbelgenerator wird ein Schwebungssummer benutzt. Zwischen Schwebungssummer und Lautsprecher wird ein Kcgclvcrstiirker geschaltet, dessen Verstärkung über die (iitlcrvorspanniing einer oder mehrerer Regelröhren verändert wird. Diese Gittervorspannung wird aus der von einem Regclmikrofon abgegebenen Tonfrcquenzspannung nach ihrer Gleichrichtung gewonnen.

Als Regelmikrofon benutzt man ein Meß-Kondensatormikrofon. Ein derartiges Meßverfahren ist wegen des Papierverbrauchs und der erforderlichen Meßzeit (mindestens 30 Sekunden) nur für Labormessungen ■> vereinzelter Mikrofone, nicht aber zur Serienmessung in der Produktion verwendbar.

Um auch diese Erfordernisse zu erfüllen, sind in der Zwischenzeit Meßverfahren entwickelt worden, die mit Grenzwertmeldern arbeiten, welche nur beim Überschreiten der zulässigen Grenzen des Übertragungsmaßes ansprechen und dabei eine Fehlermeldung abgeben. Die Schaltungsmessung wird jedoch weiterhin mit einem Regelmikrofon vorgenommen, dessen Tonfrecuenzspannung gleichgerichtet, geglättet und nach dem

ι⁵ Passieren eines Bewertungsfilters (SFERT) den Verstärkungsfaktor des einen Zweiges des Schwebungssummer verändert. Es muß folglich nach wie «όγ ein Schwebungssummer verwendet werden, andere Wobbelgeneratoren sind nicht vorgesehen. Außerdem darf bei dieser automatischen Schaltungsregelung die Meßfrequenz nicht zu schnell geändert werden, weil die Regeleinrichtung stets eine gewisse Zeitkonstante besitzt, die durch Einschwingzeiten und Regelverzögerungen bedingt ist. Die Verwendung des genannten Regelprinzips ist wegen dieser begrenzten Regelgeschwindigkeit nur für Wobbelfrequenz-Umlaufzeiten verwendbar, die mindestens eine Sekunde dauern.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, mit dem bei Beibehaltung derToleranzgren-

JO zen des Schalldrucks eine wesentlich kürzere Umlaufzeit erreicht werden kann. Außerdem müssen auch andere Wobbeigeneratoren verwendbar sein als nur Schwebungssummer.

Erreicht wird das gemäß der Erfindung dadurch, daß

J5 aus der vom Meßmikrofon abgegebenen Spannung in jeder Halbwelle der Maximalwert ermittelt und digital erfaßt wird, daß dieser digitale Wert in jeder Halbwelle mit einem digitalen Referenzwert verglichen und die Differenz gebildet wi.d, und daß ein digital regelbarer,

■to programmierbarer Verstärker zwischen Wobbeisender und künstlichem Mund eingefügt ist, der in jeder Halbwelle bei Bedarf den Verstärkungsgrad des Tonsignals ändert.

Dadurch, daß der Maximalwert der vom Meßmikrofön abgegebenen Spannung digital erfaßt wird, es es möglich, die geforderte kurze Umlaufzeit zu erreichen. Bei eine^r analogen Regelung muß nämlich diese Spannung gleichgerichtet und geglättet werden, was bei einer niedrigen Frequenz von beispielsweise 200 Hz

ίο eine höhere Zeitkonstante erfordert, als bei der kurzzeitigen Erfassung des Maximalwertes und seiner Digitalisierung. Diese digitalen Regelsignale werden dann beibehalten bis zur Aussteuerung des Regelverstärkers.

Vy Auch durch den Wegfall des Bewertungsfilters verkürzt sich die Umlaufzeit um die Einschwingzeit dieses Bausteins.

Durch den Vergleich mit einem digitalen Sollwert braucht nur noch die Differenzgröße zwischen diesen

|><> beiden Werten zum Regeln des Verstärkers herangezogen werden. Dadurch braucht nicht auf die Linearität der Regelungskurve Rücksicht genommen zu werden.

Der programmierbare Verstärker wird zwischen Wobbeisender und künstlichen Mund eingefügt, so daß

■i^r> es gleichgültig ist, wie der Wobbclscnder beschaffen ist und auf welche Weise er seine Wobbelfrequcnz erzeugt. Das hat den Vorteil, daß die Regeleinrichtung mit einem beliebigen Wobbclscnder zusammenarbeiten kann und

nicht auf einen besonderen Typ beschränkt ist.

Ein Beispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher beschrieben. Alle Strecken, über die analoge Signale übertragen werden, sind dabei mit einem einfachen Strich dargestellt, während alle ο Strecken mit digitalen Signalen als Doppelstrich gezeichnet sind.

Ein Wobbelgenerator W erzeugt auf beliebige Art eine vom Fernsprechmikrofon aufzunehmende Tonfrequenz von beispielsweise 200 bis 4500 Hz. Diese Frequenz ändert sich stetig vom unteren bis zum oberen Wert und wieder zurück, wobei die Umlaufzeit beispielsweise 0,5 Sekunden beträgt Diese Tonfrequenz gelangt über einen programmierbaren Verstärker Pund einen Mundverstärker V\ zu einem Lautsprecher Lim künstlichen Mund. Mit diesem künstlichen Mund wird ein zu prüfendes, hier nicht dargestelltes Fernsprechmikrofon beschallt, um den Frequenzgang dieses Mikrofons aufzunehmen.

Gleichzeitig gelangt der Schall auch zu einem Kondensatormikrofon M, das als Schalldruck Meßmikrofon dient

Das Meßmikrofon M verwandelt die Schallschwingungen in elektrische Schwingungen, die, durch einen Verstärker V2 verstärkt, zu einem Gerät £ gelangen. In diesem Gerät werden die Tonfrequenzen gleichgerichtet und die jeweiligen Maximalwerte ermittelt. Diese analogen Werte werden sofort digitalisiert und als Information /zu einer Einrichtung D gegeben.

Die Einrichtung D holt sich eine digitale Referenzinformation r aus einem Speicher R, in dem die zugehörige Referenzspannung digital aufbewahrt wird. Die beiden Größen y und λ werden nunmehr verglichen und als Differenzwert 2, mit dem richtigen Vorzeichen versehen, zu einem Gerät Bgeleitet.

Dieses Gerät B trifft nun die Entscheidung, ob der programmierbare Verstärker Pden ihm bei der letzten Halbwelle eingegebenen Verstärkungsfaktor ändern muß und ggf. in welcher Richtung. Der so ermittelte Wert gelangt nun, ebenfalls in digitaler Form, in den Verstärker P und verändert ihn so, daß die nächste Tonschwingung χ im Lautsprecher L einen Ton mit einem Schalldruck erzeugt, der dem Referenzwert r entspricht

Die auf diese Weise erreichte Reg'/ieit ist frequenzabhängig und beträgt im ungünstigsten F-m bei 200 Hz ca. 2,5 ms im Gegensatz zur analogen Regelung, die ca. 8 ms benötigte. Dementsprechend ist auch die Umlaufgeschwindigkeit größer, so daß ein automatisches Messen von Fernsprechmikrofonen kürzere Zeit in Anspruch nimmt und damit die Taktzeit geringer ist

Hierzu L Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Regeln des Schalldrucks auf einen konstanten Wert bei veränderlicher (gewobbelter) Frequenz, mit der ein Lautsprecher in einem künstlichen Mund betrieben wird, in dem ein Meßmikrofon gleichzeitig mit dem zu untersuchenden Fernsprechmikrofon den im künstlichen Mund erzeugten Schall aufnimmt und entsprechend einen Verstärkungs-Regelkreis beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß aus der vom Meßmikrofon (M) abgegebenen Spannung in jeder Halbwelle der Maximalwert (y) ermittelt und digital erfaßt wird, daß dieser digitale Wert in jeder Halbwelle mit einem digitalen Referenzwert (7^ verglichen und die Differenz (z) gebildet wird, und daß ein digital regelbarer, programmierbarer Verstärker (P) zwischen Wobbeisender (W) und künstlichen Mund (L) eingefügt ist, der in jeder Halbwelle bei Bedarf den Versiärkungsgrad des Tonsignals (χ)ändert.