DK152638B - Automatisk akustisk afproevningssystem - Google Patents

Description

- 1 -

DK 152658 B

Opfindelsen angår et automatisk system til afprøvning af akustiske apparater iflg. indledningen til krav 1.

Et sådant afprøvningssystem kendes allerede fra US-patentskrift 39 22 506· Det dir viste automatiske afprøvningdsystem har en oscilla-5 tor til generering af en udvalgt signalfrekvens, efter hvilken er koblet en udgangsforstærker til optagelse af den udvalgte signalfrekvens og levering af et drivsignal, med efter drivforstærkeren koblede koblingsanlæg til tilkobling af drivsignalet til et til undersøgelse bestemt akustisk apparat, med optagende og digitalt forarbejdende anlæg 10 til optagelse af en udgang fra det til undersøgelse bestemte an laag og til digital bearbejdning af udgangen til forsyning af et indikatoranlæg for lydtryk, og med et forvrængningsanalysekredsløb til optagelse af et udgangssignal fra det optagende og digitalt bearbejdende anlæg til videre forarbejdning af udgangssignalet til forsyning af et yderligere 15 indikatoranlæg for harmoniske forvrængningsværdier.

Det kendte akustiske afprøvningssystem har imidlertid - især ved samlebåndsproduktion - den ulempe, at der som følge af træthed hos betjeningspersonalet kan forekomme fejlbetjening, og desuden leverer det kendte afprøvningssystem ikke nogen varig protokol over de fundne raåle-20 værdier, der er meget nyttigt som dokumentation for det pågældende apparat. Dertil kommer, at det kendte afprøvningssystem ikke er tilstrækkeligt fleksibelt.

Fra tidsskriftet 'Electronic', 1974, hæfte 10, siderne 379 - 385, er det almindelig kendt, at måletekniske fremgangsmåder kan autoraati-25 seres ved hjælp af automatiske regnemaskiner. Der skal især henvises til tabel 1, side 381, hvor der under spalten "16 Bit" også omtales "automatiske afprøvningssystemer, samt til side 383, hvor der i det indledende afsnit i anden linie omtales anvendelsen af modulære mikrodatamater fx. også inden for måleteknik* 30 Fra denne yderligere publikation vil en gennemsnitsfagmand kunne få en ide om at udstyre den fra US-patentskrift 39 22 506 kendte måle-fremgangsmåde eller det tilhørende målesystem med en digital regnemaskine for således at forbedre automatiseringen yderligere.

Fra denne yderligere publikation mangler imidlertid enhver henvis-35 ning til enkeltheder om, hvorledes det kendte system kan forbindes aied - 2 -

DK 152638 B

en digital regnemaskine for faktisk at opnå de ønskede egenskaber.

Til grund for opfindelsen ligger den opgave at udforme det fra US-patentskrift 3 922 506 kendte kredsløb således, at der ikke kan forekomme betjeningsfejl fx. som følge af træthed hos betjeningspersonalet, 5 at der tilvejebringes en varig protokol over de fundne måleværdier, hvorhos de dertil nødvendige kredsløb skal forenkles mest muligt afhængigt af mulighederne.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved hjælp af de i den kendetegnende del af hovedkravet angivne ejendommeligheder, altså ved 10 hjælp af en digital datamat, som via en grænseflade er forbundet til oscillatororganet, forstærkeren, det optagende og digitalt forarbejdende anlæg og forvrængningsanalysatorkredsløbet, for fra oscillatoren, forstærkeren, de optagende og digitalt arbejdende anlæg og forvrængningsanalysatorkredsløbet at optage digitale signaler eller digitalise-15 rede analogsignaler og styre driften, og for via indikatoranlæggene at muliggøre en indikation eller gengivelse af de analoge eller digitale signaler, hvorhos den digitale datamat består af en central regneenhed (CPU), som står i forbindelse med et flygtigt datalager (RAM) og et ik-ke-flygtigt programlager (ROM) og via en styrbar kobling kan styre un-20 der driften, og at det ikke flygtige programlager (ROM) er optrådet således, at frekvensen af det akustiske drivsignal ændres skridtvis og at der for gengivelsesindretningen muliggøres en tilsvarende markering.

Det derved tilvejebragte afprøvningssystem løser opgaven ifølge opfindelsen. Idet frekvensen af det akustiske drivsignal under styring 25 fra det fast optrådede program automatisk ændres skridtvis, amplituden af drivsignalet holdes på en ønsket størrelse og det fra undersøgelsesobjektet afgivne signal samtidig optages og digitaliseres og det digitaliserede signal derpå gengives digitalt og der fra dette signal fremstiles en hårdkopi i et digitalt eller grafisk format, undgås i videst 30 muligt omfang betjeningsfejl fx. som følge af træt betjeningspersonale, og desuden tilvejebringes samtidig den til drifts- og anvendelsesformål meget nyttige dokumentation af afprøvningsresultaterne. Ved anvendelsen af datamatstyring fremkommer der i øvrigt en overordentlig stor fleksibilitet i reting af gennemførlige undersøgelsesfremgangsmåder.

35

DK 152638B

- 3 - X de afhængige krav er der anført nyttige videreudformninger af afprøvningssysternet ifølge hovedkravet.

Opfindelsen er nærmere forklaret i det følgende ved hjælp af et udførelseseksempal, som er vist på tegningen, og som også omfatter en 5 datamatstyring, som anvender et fast optrådet programlager til den styrede undersøgelse af akustiske apparater, hvorhos undersøgelsesobjekterne tilføres en af generatoranlæg frembragte lyd, og udgangssignalerne fra undersøgelsesobjekterne bearbejdes ved hjælp af kredsløbsanlæg, som står under styring af en datamat, hvorhos udgangssignalet fra 10 undersøgelsesobjekterne kan laveres i form af amplitude samt i form af forvrængningsindhold, både som digital udlæsning og som grafisk gengivelse af måleværdierne. På tegningen viser: fig. 1 en perspektivisk gengivelse udefra af en udformning af totalurrangementet af afprøvningssystemet ifølge opfin-15 delsen, fig. 2 et blokdiagram af automatiske, akustiske afprøvningssystem, fig. 3 et skematisk diagram af den digitalt styrede forstærker med konstant amplitude, 20 fig. 4 et blokdiagram af et compusterstyret trykkeværk, fig. 5 en trykt strimmel fra det automatiske akustiske afprøvningssystem med data i digital form, og fig. 6 en trykt strimmel som den i fig. 5 viste, men med data i grafisk form.

25 Fig. 1 viser et elektronisk modul 10 som indeholder det elektro niske kredsløb til det automatiske akustiske afprøvningssystem og et lydtrykskammer 12, i hvilket det apparat, som skal afprøves, anbringes·

Det elektroniske modul 10 har styretrykknapper 14, ved hjælp af hvilke betjening;^personalet kan styre målingen og frembringelsen af udlæs-30 ningsstrimler. En synlig angivelse af de akustiske driv- og måleproces-ser opnås ved flerdobbelte digitalindretninger 16. I det elektroniske modul er også anbragt et trykværk 18, som styres af betjeningspernola-let ved hjælp af en trykknap 14 under styring af computeren.

Lydtrykkammeret 12 er udformet på den i US-patentskrift nr. 3 923 35 119 beskrevne måde og er forbundet til det elektroniske modul ved hjælp

DK 152638 B

- 4 - af elektriske kabler 20.

Fig. 2 viser en oscillator 22 af kendt udformning» der er beskrevet i US-patentskrift 3 922 506, og hvis frekvens bestemmes ved hjælp af en frekvensvælgerafbryder 24, som styres af den nedenfor nærmere om-5 talte computer 26. Frekvensvælgeromskifteren 24 kan fremstilles under anvendelse af kendte reed-kontakter, relæer, FET's, bipolare transistorer eller C-MOS indretninger.

Signalet for oscillatoren 22 har en konstant amplitude og afsvæk-kes ved hjælp af en afsvækningsomskifter 28, der kan være udformet på 10 lignende måde som frekvensvælgeromskifteren 24, og som også styres af computeren 26. Det afsvækked·:·*. sigiel fra afsvækningsomskifterea. 28 af-svækkes derefter yderligere efter behov ved hjælp af en correctionsaf-svækker 30, der kan være udformet på samme måde som frekvensvælgeromskifteren 24. Korrektionsafsvækkeren 30 styres også af computeren 26.

15 Afsvækningsomskifteren 28 og korrektionsafsvakkeren 30 giver til sammen det nødvendige signalniveau på en sådan måde, at det ønskede lydtrykningsniveau tilføres til et til afprøvning bestem apparat 32, som er anbragt i lydtrykkammeret 12, hvis højttaler 34 gribes af en udgangsforstsarker 36 af kendt art.

20 Det afprøvede apparat 32, som f.ex. kan være høreapparat, kobles med mikrofonen 38 gennem en koblings indretning 40, der kan være udformet på den i US-patentansøgning 550 196 af 18. februar 1975 beskrevne måde.

Udgangen fra mikrofonen 38 er tilsluttet til en forstærkningssty-25 ret forstærker 42, der styres af computeren 26, og som er af kendt art, der er sammensat af tre kaskadeforstærkere, som hver har en forstærkning på 0 eller 40, 0 eller 20 og 0 eller 10 dB, eller som binær sekvens. Omskiftere, som styrer forstærkningen af kaskadeforstærkerne kan være af samme generel udformning som dem, der anvendes i frekvensvæl-30 geromskifteren 24, og sådanne omskiftere styres via computeren 26.

Signalet fra den forstærkerstyrede forstærker 42 sendes til en detektor 44 af kendt art, som fremsbringer et jævnspændings-niveau, der sammenlignes med spændingsreferencer i et sammenligningskredsløb 46, der ligeledes er af kendt udformning. Virkningen af jævnspændingsnive-35 auet fra detektoren 44 og sammenligningstrinnet 46 giver information

DK 152638B

- 5 - til computeren 26, som muliggør den rigtige forstærkningsindstilling af den forstærkningsstyrede forstærker 42. Den binære form af forstærkningssignalet giver fornøden information til digitaliseringsprocessen (MSD-most significant digit). Computeren 26 omfatter i hovedsagen en 5 central forarbejdningsenhed (CPU) 62, et grænsefladekredsløb 64, en fastoptrådet programhukommelse 66 og en flygtig hukommelse 68. Den centrale forarbejdningsenhed 62 er hovedstyreelementet i computeren 26 og er af kendt udformning. Den modtager sine instruktioner gennem grænselagskredsløbet 64 af kendt udformning og den fast optrådede programhu-10 kommelse 66, som f.ex. består af "read only memories" (ROM's). Den centrale focarbejdningsenhed 62 er også forbundet med den flygtige hukommelse 68, som fx. består af "random access .memories" (RAM's). Computeren 26 modtager sine styresignaler gennem styreafbryderne 14 på forpladen af det i fig. 1 viste elektroniske modul 10.

15 Den digitale information, som benyttes ved kontrollen og målingen af det afprøvede apparat 32, lagres i den flygtige hukommelse 68. Denne information benyttes til at danne basis for den digitale udlæsning af information ved den flerdobbelte digitalindretning 16, som består af lysdioder, og trykværket 18, som er nærmere beskrevet i det følgende.

20 Fig. 3 viser mere detailleret konstantamplitudeforstærkeren 52, hvor signalet fra den forstærknings regulerede forstærker 42 indføres i forstærkeren gennem en modstand 70. Dette signal har, som ovenfor omtalt, samme form som signalet fra den afprøvede indretning og varierer endvidere i. amplitude over et begrænset område på 10 - 1. Det laveste 25 niveau af signalet repræsenterer et digitaliseret tal på 0 eller - i binær form - 00000000. Når et signal af dette niveau tilføres til konstant ampli tude for s tærkerkr eds løbet, måles det samtidig ved hjælp af en-hedsdigitalisatoren 50, som konstaterer dette 0-niveau. Computeren 26 bringes nu til at drive afbryderen 72, som derved forbindes enten til 30 udgangen fra driftsforstærkeren 74 eller til nord, alt efter de binære led, som repræsenterer det enhedsdigitaliserede niveau af signalspændingen, og som giver en feedback. Om ønskes, kan der i stedet for anvendes et automatisk digitaliseringskredsløb som det i US-patentskrift 3 922 506 beskrevne til styreing af afbryderne 72. Hvi3 det mest signi-35 fikante bit (MSB) er et binært 1, vil den ved driftsforstærkeren 74

DK 152638 B

- 6 - nærmeste afbryder 72 forbindes med forstærkerens udgang. Afbryderne 72 kan være elektroniske afbrydere af lignende art som dem, der anvendes i frekvensvælgeromskifteren 24, og driftsforstærkeren 74 er af kendt udformning. Modstandsnetværket 76 består af en kendt binær stige· 5 Det vil uden videre ses, at det mindste signal af en binær værdi på 0 er en tiendedel af maksimalamplituden af signalet fra den forstærkningsstyrede forstærker 42. Når der foreligger et signal med denne amplitude, er alle afbryderne 72 forbundet til jord, og driftsforstærkeren 74's forstærkningsgrad indstilles af modstandsforholdet mellem 10 modstanden 78 og modstanden 70. X denne tilstand har konstantamplitude-forstærkeren 52 sin maksimale forstærkning. Maksimumsignalet fra den forstærkningsregulerede forstærker 42 tildeles et binært tal - 11111111 - ved hvilket alle afbryderne 72 er forbundet med udgangen fra driftsforstærkeren 74. I denne tilstand har konstantamplitudeforstærkeren 52 15 inakstmalforstærkning. Signalet fra konstantamplitudeforstærkeren 52 opretholdes med konstant amplitude vad hjælp af afbryderne 72, der er indstillet efter den forudgående signalinfocmation fra enhedsdigitali-satoren 50.

Fig. 4 viser enkelthederne ved trykværket 18, hvor et flerspalte-20 trykværk 80, f.ex. til atten spalter, af kendt udformning omfatter et flertal hammerstyresolenoider 82, der tjener til trykning af tegn på en typetromle 84, der drives kontinuerligt af en motor 86, på en papirstrimmel 88 som er ført i indgreb med tromlen under styring af en pa-pirfremføringsraekanisme 90. Normalt trykkes der sorte tegn på strimlen 25 88, men der kan også trykkes røde tegn på papiret 88 ved hjælp af en rødtryksolenoide 92.

Jævnspændingssignalet fra detektoren 44 udglattes i et filter 48 af kendt art og føres derefter til en enhedsdigitalisator 50, der styres af computeren 26. Virkningen af enhedsdigitalisatoren 50 og andre 30 elementer i amplitudedigitaliseringskredsløb, der omfatter den for-stærkningsregulerede forstærker 42, detektoren 44, sammenligningstirin-net 46 og filtret 48, er udformet på lignende måde som beskrevet i US-patentskrift 3 922 506 og virker på tilsvarende måde med de forbedringer som tilvejebringes ved den digitale computer 26. Disse forbed-35 ringer er: en højere grad af beslutning i digitaliseringsprocessen, - 7 -

DK 152638 B

større fleksibilitet i brugen af den digitale information, som udledes fra digitaliseringsprocessen, og større afbejdshastighed.

Signalet fra den forstærknings«tyrede forstærker 42 bar et niveau, som holdes indenfor bestemte grænser- der omslutter et 10-1 spændings-5 område (20 dB), Dette signal er af samme form som det/ der modtages fra den afprøvede indretning 32. Det sendes nu til konstantamplitudefor-stærkeren 52/ der styres af computeren 26/ og som er nærmere beskrevet i det følgende. Det af kons tantamplitudeforstærkeren 52 afgivne signal Λ har konstant amplitude og filtreres 'i et filter 54 af kendt art. Fil-10 tret 54 styres af frekvensv.elgeromskifteren 56 under styring af computeren 26 og er udformet på lignende måde som frekvens vælgeromskifte ren 24.

Det fra filtret 54 afgivne signal detekteres i en detektor 58 af kendt art, og det deraf resulterende jaevnspendingsniveau tilføres til 15 et procentdigitaliseringskredsløb 60, der er udformet på lignende måde som digitalisatoren 50, og som styres af computeren 26. Konstantampli-tudeforskerkeren 52, filtret 54, frekvensvælgeromskifteren 56, detektoren 58 og procentdigitaliseringskredsløbet 60 danner sammen med computeren 26 et forvrængningsanalyseringskredsløb.

20 Computeren 26 informeres om de til enhver tid til trykning dispo nible tegn ved hjælp af signaler, som modtages fra ur- og tilbagestil-lingspick-up spoler 94 gennem en kendt elektronisk afbryder 95. Computeren 26 styrer papirfremføringsmekanismen 90, motoren 86 og rødtryk-solenoiden 92 gennem en 4 bit lås 96 og grænselagsforstærkere 98, som 25 alle er af kendt udformning.

Signalerne til hammerstyresolenoiderne indføres serielt i et kendt skyderegister 100 ved hjælp af en fits-bitlås 102 af lignende udformning som 4-bitlåsen 96, under styring af computeren 26. Skyderegistret 100 kan bringes til at drive alle hammerstyresolenoider 82 parallelt 30 ved hjælp af en parallel udløsnings impuls i det ønskede øjeblik, hvorved de pågældende tegn trykkes på papiret 88.

Fig. 5 viser en papirstrimmel 88, som er forsynet med påtryk i form af digital datainformation. Som det vil ses udgør den viste information en permanent optegning af frekvensen og amplituden af prøvesig-35 nalet og lydtrykniveauet og den procentvise harmoniske forvrængning af

DK 152638 B

- 8 - signalet fra det afprøvede apparat 32.

Fig. 6 viser en' papir3trimmel 88, på hvilken er trykt informationer i grafisk form, der giver en let læselig gengivelse af det afprøvede apparat 32's frekvensfølsomhed.

5

Claims (11)

1. Automatisk akustisk afprøvningssystem med en oscillator (22) til frembringelse af en udvalgt signalfrekvens/ efter hvilken er koblet en udgangsforstærker (30, 36) til optagelse af den udvalgte signalfrekvens og levering af et drivsignal, med efter drivforstærkeren koblede kob-5 lingsanlæg (12, 34, 40) til tilkobling af drivsignalet til et til undersøgelse bestemt akustisk apparat (32), med optagende og digitalt forarbejdende anlæg (38, 42, 44, 46, 48, 50, 26) til optagelse af en udgang fra det til undersøgelse bestemte anlæg (32) og til digital bearbejdning af udgangen til forsyning af et indikatoranlæg (16, 18) for 10 lydtryksværdier, og med et forvrængningsanalysekredsløb (52 - 60) til optagelse af et udgangssignal fra det optagende og digitalt bearbejdende anlæg til videre forarbejdning af udgangssignalet til forsyning af et yderligere indikatoranlæg for harmoniske forvrængningsværdier, kendetegnet ved en digital datamat (26), som via en grænse-15 flade (64) er forbundet til oscillatoren (24, 22), forstærkeren (28, 30, 36), det optagende og digitalt forarbejdende anlæg (38, 42 - 50) og forvrængningsanalysatorkredsløbet (52 - 60), for fra oscillatoren (22), forstærkeren (30, 36), de optagende og digitalt arbejdende anlæg (38, 42 - 50) og forvrængningsanalysatorkredsløbet (52 - 60) at optage di- 20 gitale signaler eller digitaliserede analogsignaler og styre driften, og for via indikatoranlæggene (16, 18) at muliggøre en indikation eller gengivelse af de analoge eller digitale signaler, hvorhos den digitale datamat består af en central regneenhed (CPU 62), som står i forbindelse med et flygtigt datalager (RAM, 68) og et ikke-flygtigt programlager 25 (ROM, 66) og via en styrbar afbryder (14) kan styres under driften,'og at det ikke flygtige programlager (ROM, 66) er optrådet således, at frekvensen af det akustiske drivsignal ændres skridtvis og at der for gengivelsesindretningen muliggøres en tilsvarende markering.

2. Afprøvningssystem ifølge krav 1, kendetegnet ved, at 30 oscillatoren (22) og forstærkeren (36) er forbundet indbyrdes via et dæmpningsled (28, 30), hvis dæmpning kan styres fra den digitale datamat (26) via en grænseflade (64).

3. Afprøvningssystem ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet DK 152638 B - 10 - ved, at de optagende og digitalt bearbejdende anlæg (38, 42, 44, 46, 48, 50, 26) omfatter en forstærkningsreguleret forstærker (42), en detektor (44), an komparator (46), et filter (48) og et enhedsdigitaliserings organ (50).

4. Afprøvningssystem ifølge krav 1, kendetegnet ved, at forvrængningsanalysekredsløbet (52 - 60) omfatter en konstantamplitude-forstærker (52), et filter (54), frekvensvælgerorganer (56), en detektor (58) og et procentdigitaliseringskredsløb (60).

5. Afprøvningssystem ifølge ethvert af de foregående krav, k e n - 10. e t e g n ?. t. v-id, at udlæsnings organet (16, 18) omfatter organer til frembringelse af en synlig digital fremstilling.

6. Afprøvningssystem ifølge ethvert af kravene 1 - 4, kendetegnet ved, at udlæsningsorganet (16, 18) omfatter trykkeorganer (18) til levering af et aftryk med den akustiske karakteristik af det 15 til undersøgelse bestemte apparat (32) i digitalt format.

7. Afprøvningssystem ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved et konstant-amplitudeforstaarkerkredsløb (52), som har en operationsforstærker (fig. 3) med en indgang til optagelse af et indgagnssignal (fra 42), samt tilbagekoblingsorganer (78, 72, RF) mel- 20 lem en udgang fra operationsforstærkeren og dens indgang, der ved hjælp af styreindretninger (72, 26) danner omskiftelige raodstandskoblinger, hvorhos modstandskoblingerne (RF, ¼RF) af styreindretningerne enten er forbundet til jord eller til udgangen fra operationsforstærkeren.

8. Afprøvningssystem ifølge krav 7, kendetegnet ved, at 25 de omskiftelige modstandskoblinger (78, 72) har elektroniske omskiftere (72).

9. Afprøvningssystem ifølge krav 7, kendetegnet ved, at styreindretningeme (26) omfatter et automatisk, digitaliserende kredsløb, som især omfatter en datamat (26).

10. Afprøvningssystem ifølge ethvert af de foregående krav, ken detegnet ved et elektronisk styret trykværk (30, fig. 4) til trykning af op til 40 spalter med tryktegn på en papirstrunmel, med tryk- og papirtilførselsindretninger (84, 86, 90) til fremføring af papiret (88) og indgreb med trykkeindretningerne (82, 84, 86), med styre-35 indretninger (96, 98) til styring af papirdrevet (90) og trykindretnin-

- 11 - DK 152638 B gerne (82, 84/ 86) og med en med styreindretningerne (96, 98) forbandet digital datamat (26) til tilførsel af styresignaler til styreindretningerne. 5