DE3302461A1

DE3302461A1 - Method and arrangement for realising acoustic impedances

Info

Publication number: DE3302461A1
Application number: DE19833302461
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl Ing Schroeter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-01-26
Filing date: 1983-01-26
Publication date: 1984-07-26

Abstract

The invention relates to a method and arrangement for simulating acoustic impedances, for example that of the ear in the form of an ear simulator. Instead of the previously customary Helmholtz resonators, use is made here of acoustically active spur lines which are coupled to a main line. The input impedance of a spur line can be set in wide limits by selecting the respective inside diameter, the respective length and, as the case may be, the acoustic impedance of the termination used. Spur lines can be produced in a simple way for high resonance frequencies, as well, and this is more difficult for Helmholtz resonators. An exemplary embodiment having a total of eight spur lines arranged in parallel is shown in Figure 1. <IMAGE>

Description

Verfahren und Anordnung zur Realisierung akustischer ImpedanzenMethod and arrangement for realizing acoustic impedances

BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nebst Anordnung zur Nachbildung von akustischen Impedanzen, beispielsweise die des Ohres in der Ebene des Trommelfells (die sog. Trommelfellimpedanzj, wobei die Nachbildung durch Anschaltung mehrerer, meist unterschiedlich langer, akustisch wirksamer Stichleitungen an eine Hauptleitung geschieht.DESCRIPTION The invention relates to a method and an arrangement to simulate acoustic impedances, for example those of the ear in the Level of the eardrum (the so-called. Eardrum impedancej, where the replica by Connection of several acoustically effective stub lines, mostly of different lengths happens to a main line.

Ohrsimulatoren werden in der akustischen Meßpraxis vornehmlich bei Messungen der Übertragungseigenschaften von Kopfhörern, Einsteckhörern, Hörhilfen, Gehörschützern und zur Kalibrierung von Audiometern eingesetzt. Zu diesem Zweck muß der Ohrsimulator in einer Referenzebene die gleiche akustische Impedanz besitzen, wie, je nach Aufgabenstellung, ein durchschnittlichtes, ein typisches oder ein spezielles Ohr. Für spezielle Meßaufgaben kann es nützlich sein, entsprechend die Impedanz von kranken Ohren nachzubilden. Außerdem muß der Ohrsimulator bei manchen Anwendungen Schalldruckmessungen an einem Ort erlauben, der einem Ort im menschlichen Gehörgang entspricht.Ear simulators are mainly used in acoustic measurement practice Measurements of the transmission properties of headphones, plug-in headphones, hearing aids, Hearing protectors and for calibrating audiometers. To this end the ear simulator must have the same acoustic impedance in a reference plane, like, depending on the task, an average, a typical or a special one Ear. For special measuring tasks it can be useful to adjust the impedance accordingly to simulate diseased ears. In addition, the ear simulator must be used in some applications Allow sound pressure measurements at a location, which is a location in the human ear canal is equivalent to.

Es ist bekannt, zum Zwecke der Impedanznachbildung an eine akustische (Haupt-) Leitung bedämpfte Helmholtzresonatoren anzukoppeln (siehe z.B. IEC Publ. 711-1981). Diese bestehen je aus einem Hohlraum (akustische Nachgiebigkeit), der über eine enge Öffnung (akustische Feder und Resistanz) an die Leitung angekoppelt ist. Die Öffnung kann als Bohrung oder aber auch als Schlitz ausgebildet sein. An der übergangsstelle zwischen Öffnung und Hohlraum können zusätzlich Dämpfungsmaterialien (z.B. Metallgeflechte bestimmter Porösität) eingebracht werden, um die Güte des Resonators auf den gewünschten Wert einzustellen. Der Abgleich eines auf diese Weise realisierten Ohrsimu-Lators und dabei speziell die reproduzierbare Einbringung des Dämpfungsmaterials ist nicht einfach (M. D. Burkhard: Measuring the Constants of Ear Simulators, Journal of the Audio Engineering Society, Vol. 25, Heft 1S, Dezember 1977, Seiten 1008 bis 1015), Eine nachträgliche Anderung der Impedanz, etwa um ein krankes Ohr nachzubilden, ist i.a. nicht möglich.It is known for the purpose of simulating impedance to an acoustic (Main) line to couple attenuated Helmholtz resonators (see e.g. IEC Publ. 711-1981). These each consist of a cavity (acoustic compliance), the Coupled to the line via a narrow opening (acoustic spring and resistance) is. The opening can be designed as a bore or also as a slot. At the transition point between the opening and the cavity can additionally contain damping materials (e.g. metal meshes with a certain porosity) to ensure the quality of the Adjust the resonator to the desired value. Leveling one up this way realized ear simulator and especially the reproducible introduction of the Damping material is not easy (M. D. Burkhard: Measuring the Constants of Ear Simulators, Journal of the Audio Engineering Society, Vol. 25, Issue 1S, December 1977, pages 1008 to 1015), A subsequent change in impedance, to recreate a sick ear, for example, is generally not possible.

Hier schafft die vorliegende Erfindung Abhilfe. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, ermöglicht eine wesentlich einfachere technische Realisienung, die es außerdem noch erlaubt, die akustische Impedanz in weiten Grenzen auf einfache Weise reproduzierbar zu verändern.The present invention provides a remedy here. The invention of how it is characterized in the claims, enables a much simpler one technical realization that also allows the acoustic impedance in to change wide limits in a simple and reproducible manner.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer, lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung (Figur 1) näher erläutert. Die Nachbildung einer mittleren akustischen Trommelfellimpedanz wurde dabei auf folgende Weise realisiert: Am Ende eines z.B. zylindrisch, konisch oder mit eine anderen Querschnittsverlauf ausgebildeten künstlichen Gehörgangs (Durchmesser z.B. 7,5 mm) befindet sich ein Meßmikrofon (z.B.In the following, the invention will be described on the basis of just one embodiment illustrative drawing (Figure 1) explained in more detail. The replica of a middle one acoustic eardrum impedance was realized in the following way: At the end one e.g. cylindrical, conical or with another cross-sectional shape artificial ear canal (diameter e.g. 7.5 mm) there is a measuring microphone (e.g.

B&K 4134), welches beispielsweise den Schalldruck an einem Ort aufnimmt, der dem Ort des natürlichen Trommelfells entspricht.B&K 4134), which, for example, measures the sound pressure in one place which corresponds to the location of the natural eardrum.

Das akustisch störende, durch den Durchmesser des Mikrofons bedingte Zusatzvolumen wird in der speziellen Realisierung durch ein pas#sendes Teflonscheibehen verringert. Unmittelbar davor sind acht akustisch wirksame Stichleitungen (hier Stahlröhrchen) angekoppelt, deren genaue Länge durch am jeweiligen Ende eingeführte Abschlußstücke eingestellt werden kann. Die akustischen Eigenschaf#ten einer solchen Stichleitung werden durch ihre# Länge, durch ihren Innendurchmesser und durch den an ihrem Ende befindlichen Abschluß bestimmt, der im Beispiel einfacherweise schallhart gewählt wurde. Eine einfache Möglichkeit zum Ausgleich der eventuellen statischen Luftdruckdifferenz zwischen Hauptleitung und Umgebung besteht darin, den Abschluß am Ende der Stichleitung nicht vollständig dicht auszuführen. Dies läßt sich z.B. dadurch erreichen, daß der Durchmesser eines Abschlußstückes entsprechend kleiner gewählt wird.The acoustically annoying one caused by the diameter of the microphone In the special implementation, additional volume is provided by a suitable Teflon disc decreased. Immediately in front of this are eight acoustically effective stub lines (here Steel tube), the exact length of which is inserted at the respective end Terminations can be adjusted. The acoustic properties of such Branch lines are identified by their # length, by their inside diameter and by the at its end is determined, which in the example is simply sound-hard was chosen. A simple way to compensate for any static The difference in air pressure between the main line and the surrounding area is the conclusion not to be completely sealed at the end of the branch line. This can e.g. achieve that the diameter of a terminating piece is correspondingly smaller is chosen.

Am eingangseitigen Ende der als Beispiel dargestellten Realisierung wurde ein grobmaschiges Metallgitter mit darüber befindlichem Staubschutz aus Schaumstoff angebracht. Beides schützt die empfindliche Mikrofonmembran.At the input end of the implementation shown as an example became a coarse-meshed metal grille with a foam cover over it appropriate. Both protect the sensitive microphone membrane.

Der in der gezeichneten, beispielhaften Ausführung gezeigte Ohrsimulator bildet die Ohrkanalimpedanz in einer Referenzebene 13,5 mm vor dem menschlichen Trommelfell nach. Durch Änderung der Hauptleitung kann jede gewünschte Ohrkanalgeometrie eingestellt werden. Die Stichleitungen lassen sich auch jeweils in unterschiedlichen Querschnittsebenen der Hauptleitung ankoppeln. Allein durch Verändern der Länge der Stichleitungen ist es möglich, die akustische Impedanz des Ohrsimulators in der Bezugsebene in weiten Grenzen zu verändern, um sie z.B. anderen Vorgabewerten anzupassen, was bei herkömmlichen Ohrsimulatoren nur wesentlich aufwendiger durchgeführt werden kann. Im Geersatz zu Helmholtzresonatoren lassen sich Stichleitungsresonatoren auch für hohe Resonanzfrequenzen einfach herstellen, womit eine genauere Nachbildung der Trommelfellimpedanz möglich wird.The ear simulator shown in the drawn, exemplary embodiment forms the ear canal impedance in a reference plane 13.5 mm in front of the human Eardrum after. Any desired ear canal geometry can be created by changing the main line can be set. The stub lines can also be in different Connect the cross-sectional planes of the main line. Just by changing the length of the stub lines it is possible to adjust the acoustic impedance of the ear simulator in to change the reference plane within wide limits, e.g. to change them to other default values to adapt, which is only done much more elaborately with conventional ear simulators can be. As a substitute for Helmholtz resonators, stub line resonators can be used Easily produce even for high resonance frequencies, with which a more precise replica the eardrum impedance becomes possible.

Der in Figur 1 dargestellte Ohrsimulator wurde zur Demonstration der grundsätzlichen Realisierbarkeit der Erfindung zweifach aufgebaut. In beiden Fällen konnte auf einen Abgleich verzichtet werden, da keine nennenswerten Abweichungen zwischen der theoretischen Berechnung und den Meßergebnissen auftraten.The ear simulator shown in Figure 1 was used to demonstrate the basic feasibility of the invention constructed in two ways. In both cases A comparison could be dispensed with, as there were no significant deviations occurred between the theoretical calculation and the measurement results.

Dies stellt eine wesentliche Verbesserung gegenüber bisherigen Realisierungsverfahren mit Helmholtzresonatoren dar.This represents a significant improvement over previous implementation methods with Helmholtz resonators.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Realisierung von akustischen Impedanzen unter Verwendung von Stichleitungen sich auch für andere Aufgaben als zum Zwecke der Nachbildung von Ohrimpedanzen anwenden läßt.Finally, it should be noted that the implementation according to the invention of acoustic impedances using stubs differs for others as well Tasks than can be used for the purpose of simulating ear impedances.

Claims

PATENT CLAIMS Process and arrangement for mechanical implementation acoustic impedances, characterized in that in one or more cross-sectional planes spur lines with such dimensions are coupled to an acoustic line, that the desired acoustic impedance is approximately in a selected reference plane adjusts.

2. The method and arrangement according to claim 1, characterized in that that the acoustic impedance to be achieved corresponds to that of an ear (ear simulator).