EP0835039A2 - Method and device for correcting the frequency band of an acoustic transmitter - Google Patents

Method and device for correcting the frequency band of an acoustic transmitter Download PDF

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EP0835039A2
EP0835039A2 EP19970402066 EP97402066A EP0835039A2 EP 0835039 A2 EP0835039 A2 EP 0835039A2 EP 19970402066 EP19970402066 EP 19970402066 EP 97402066 A EP97402066 A EP 97402066A EP 0835039 A2 EP0835039 A2 EP 0835039A2
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EP
European Patent Office
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sound transmitter
input
digital filter
modeled
transfer function
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19970402066
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German (de)
French (fr)
Inventor
Marco Tomsu
Jans-Jürgen Matt
Michael Walker
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Alcatel Lucent SAS
Original Assignee
Alcatel SA
Alcatel Alsthom Compagnie Generale dElectricite
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/04—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/002—Damping circuit arrangements for transducers, e.g. motional feedback circuits

Definitions

  • the invention relates to a method and an arrangement for correcting the Frequency response of a sound transmitter, which consists of a in a housing built-in electroacoustic transducer.
  • a sound transmitter which consists of a in a housing built-in electroacoustic transducer.
  • the resonance of the electroacoustic transducer and arrangement occur system resonances in the frequency response of the Sound pressure of the sound transmitter.
  • Corresponding current feedback via a simulation of the input impedance of the sound transmitter leads to a linearization of the frequency response of the sound pressure, cf. DE 38 36 745.
  • a prerequisite is the manual measurement of the simulation of the input impedance of the sound transmitter.
  • the method is unsuitable if the transmission of speech and / or music takes place in digital form and the sound transmitter is the last analog component in an otherwise digital transmission chain.
  • the D / A conversion required for the sound transmitter requires a certain group delay, so that the current measured on the analog side of the D / A converter is delayed in such a way that a timely negative feedback as in the previously described method is not possible.
  • this object is achieved with that in the first claim described method and with that described in the fifth claim Arrangement solved.
  • the essence of the invention is that in the digital Transmission path already available means for echo cancellation and for hands-free calling, in particular a digital signal processor to additionally calculate a compensation filter that so is set that disturbing resonances of the sound transmitter in be substantially eliminated.
  • the calculation of the Compensation filter as required at certain intervals be repeated to make changes to the electroacoustic transducer, for example by aging, or by changes in Converter housing when calculating the compensation filter too consider.
  • the circuit arrangement consists essentially of a Speaker 1, a D / A converter 2, a resistor R with a Differential amplifier 3, an A / D converter 4, a delay circuit 5 and a digital filter 6 and a modeling arrangement from a Module for performing an NLMS (Normalized Least Mean Square) - Algorithm 7, a system 8 to be modeled, one Summing circuit 9 and an assembly for determining the Filter coefficients 11 for the digital filter 6.
  • NLMS Normalized Least Mean Square
  • the method according to the invention is essentially based on the fact that a Input signal to an unknown system, here speaker 1, and is given to the system 8 to be modeled that from the Output signals of the unknown system and the model to be modeled Systems an error signal is formed using an adaptation algorithm is minimized and that a digital filter from the system so simulated 6 is estimated such that a linearization of the frequency response of the Chain connection of digital filter 6 and loudspeaker 1 is achieved.
  • the input impedance of a To be able to simulate loudspeaker 1 as a time function requires voltage and current as scanning signals u (k) and i (k) are in digital form.
  • Voltage is generally available in digital form and comes across a D / A converter 2 as an analog voltage u (t) to the loudspeaker 1.
  • a voltage drop proportional to the analog current i (t) is over a measuring resistor R is generated by means of a differential amplifier 3 amplified and by an A / D converter 4 as a sample i (k) for the further Processing provided.
  • the sample value of the voltage u (k) with a Delay circuit 5 delayed by a time ⁇ equal to the sum the group runtime of the D / A converter 2 and the group runtime of the A / D converter 4 is.
  • the sample of the voltage ud (k) delayed by ⁇ is available, the now further synchronized with the sample of the current i (k) becomes.
  • Gu ⁇ u u k
  • the input impedance Z of the unknown loudspeaker system 1 is connected to the system 8 to be modeled in that the quality criterion Gu minimized with an adaptation process based on the NLMS algorithm becomes.
  • the module for implementing the NLMS algorithm 7 both the error signal ⁇ u and the sample value of the current i (k) controlled.
  • the replication process of the input impedance Z of the Speaker 1 with the system 8 to be modeled is considered successful completed when the quality criterion Gu for a certain period of time remains below a defined threshold.
  • the approximation process is repeated at defined time intervals.
  • the frequency response of the transfer function E ( ⁇ ) of the loudspeaker 1 is approximately calculated from the simulated input impedance Z of the loudspeaker 1 using a Fast Fourier Transformation 10.
  • the transfer function E ( ⁇ ) estimated in this way agrees very well in the vicinity of the resonances with the frequency response of the sound pressure measured in front of the loudspeaker 1.
  • the reciprocal of the transfer function E -1 ( ⁇ ) is now calculated from the transfer function E ( ⁇ ).
  • the filter coefficients for a digital filter 6 are set from the reciprocal of the transfer function E -1 ( ⁇ ) so that the distortions of the frequency response of the transfer function E ( ⁇ ) of the loudspeaker 1 are largely eliminated.
  • Fig. 2 a circuit arrangement is shown with the according to the invention, the input admittance Y of the loudspeaker 1 can be replicated. Assemblies are used that have already been used in the simulation of the input impedance Z. They have the same designations in FIGS. 1 and 2.
  • the implementation it is advantageous for the implementation to have the input admittance Y replicate.
  • the function of the system 12 to be modeled then has Low pass character and thus less frequency components near the Nyquist frequency.
  • the quality criterion Gi smaller than the quality criterion Gu, so that a better replica of the Input admittance of the loudspeaker 1 compared to the replica of the Input impedance Z of the speaker 1 is achieved.
  • the digital filter 6 calculated in the manufacturing process of a terminal to equalize the frequency response of the speakers 1 can be used as needed recalculated at certain intervals, so that the digital Filter 6 to all changes in the housing, the speaker and their Interaction is currently being adjusted.

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Abstract

The method involves forming an input two-pole characteristic representation of the acoustic transmitter (1), of a system (8) to be modelled. The transfer characteristic of the transmitter is estimated, and a digital filter (6) is evaluated from the inverse of the estimated transfer characteristic. The chain circuit containing the digital filter and the acoustic transmitter has a resultant frequency characteristic transfer function which is free of excessive resonances. The input of the two pole device may have the input impedance or admittance of the acoustic device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Korrektur des Frequenzganges eines Schallsenders, der aus einem in einem Gehäuse eingebauten elektroakustischen Wandler besteht. Bei einer derartigen Anordnung treten Eigenresonanzen des elektroakustischen Wandlers und vom Gehäuse abhängige Systemresonanzen im Frequenzgang des Schalldrucks des Schallsenders auf. Wünschenswert ist jedoch, daß bei Ansteuerung des elektroakustischen Wandlers mit konstanter elektrischer Leistung in einem großen Frequenzbereich ein von der Frequenz unabhängiger Schalldruck des Schallsenders entsteht.The invention relates to a method and an arrangement for correcting the Frequency response of a sound transmitter, which consists of a in a housing built-in electroacoustic transducer. With such a The resonance of the electroacoustic transducer and arrangement occur system resonances in the frequency response of the Sound pressure of the sound transmitter. However, it is desirable that at Control of the electroacoustic transducer with constant electrical Power in a wide frequency range one by frequency independent sound pressure of the sound transmitter arises.

Um diesen Zustand zu erreichen, ist ein Verfahren bekannt, das als Maß für die Impedanz des Schallsenders den durch den Schallsender fließenden Strom verwendet, der den Frequenzverlauf der lmpedanz des Schallsenders abbildet. In order to achieve this state, a method is known which is used as a measure for the impedance of the sound transmitter that flows through the sound transmitter Current used, the frequency response of the impedance of the sound transmitter depicts.

Durch entsprechende Stromgegenkopplung über eine Nachbildung der Eingangsimpedanz des Schallsenders wird eine Linearisierung des Frequenzganges des Schalldrucks erreicht, vgl. DE 38 36 745. Voraussetzung ist allerdings die manuelle Einmessung der Nachbildung der Eingangsimpedanz des Schallsenders.
Das Verfahren ist jedoch ungeeignet, wenn die Übertragung von Sprache und/oder Musik in digitaler Form erfolgt und der Schallsender die letzte analoge Komponente in einer ansonsten digitalen Übertragungskette ist. Die für den Schallsender erforderliche D/A-Wandlung beansprucht eine bestimmte Gruppenlaufzeit, so daß dadurch der auf der analogen Seite des D/A-Wandlers gemessene Strom derart verzögert ist, daß eine zeitgerechte Gegenkopplung wie bei dem zuvor beschriebenen Verfahren nicht möglich ist.Corresponding current feedback via a simulation of the input impedance of the sound transmitter leads to a linearization of the frequency response of the sound pressure, cf. DE 38 36 745. However, a prerequisite is the manual measurement of the simulation of the input impedance of the sound transmitter.
However, the method is unsuitable if the transmission of speech and / or music takes place in digital form and the sound transmitter is the last analog component in an otherwise digital transmission chain. The D / A conversion required for the sound transmitter requires a certain group delay, so that the current measured on the analog side of the D / A converter is delayed in such a way that a timely negative feedback as in the previously described method is not possible.

Weiterhin ist ein Verfahren bekannt, bei dem die akustisch zu wandelnde elektrische Eingangsfunktion mit der Eigenfunktion des Schallsenders überlagert wird, wobei die Eingangsfunktion iterativ so lange verändert und mit der Eigenfunktion überlagert wird, bis die Abweichungen der überlagerten Funktion von der unveränderten Eingangsfunktion eine vorgegebene Größe unterschritten haben und daß die auf diese Weise veränderte Eingangsfunktion an den Schallsender übertragen wird, vgl. DE 44 10 671. Mit einem solchen Verfahren wird zwar erreicht, daß die Auswirkungen von Resonanzen kompensiert werden, das Verfahren setzt jedoch voraus, daß die Eigenfunktion des Schallsenders bekannt ist. Da aber elektroakustische Wandler und das System elektroakustischer Wandler und Gehäuse erhebliche Fabrikationstoleranzen haben, wäre eine individuelle Messung der Eigenfunktion des Schallsenders erforderlich, so daß das Verfahren einen beträchtlichen Kostenaufwand verursacht und deshalb für eine Massenproduktion ungeeignet ist. Furthermore, a method is known in which the acoustically convertible electrical input function with the intrinsic function of the sound transmitter is superimposed, the input function iteratively changed for so long and is superimposed with the eigenfunction until the deviations of the superimposed function from the unchanged input function have fallen below the specified size and that in this way changed input function is transmitted to the sound transmitter, cf. DE 44 10 671. With such a method it is achieved that the Effects of resonances are compensated for, the process sets however, that the intrinsic function of the sound transmitter is known. There but electroacoustic transducers and the system of electroacoustic transducers and housing have significant manufacturing tolerances would be one individual measurement of the intrinsic function of the sound transmitter required, so that the process incurs considerable cost and therefore unsuitable for mass production.

Daraus resultiert nun die Aufgabe, ein Verfahren zur Korrektur des Frequenzganges eines Schallsenders anzugeben, mit dem automatisch eine Anpassung an unterschiedliche Eigenschaften von elektroakustischen Wandlern und deren Gehäuse ermöglicht wird.The task now arises from this, a method for correcting the To specify the frequency response of a sound transmitter with which a Adaptation to different properties of electroacoustic Transducers and their housing is made possible.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit dem im ersten Anspruch beschriebenen Verfahren und mit der im fünften Anspruch beschriebenen Anordnung gelöst.According to the invention, this object is achieved with that in the first claim described method and with that described in the fifth claim Arrangement solved.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß in der digitalen Übertragungsstrecke ohnehin vorhandene Mittel zur Echokompensation und zum Freisprechen, insbesondere ein digitaler Signalprozessor, benutzt werden, um zusätzlich ein Kompensationsfilter zu berechnen, das so eingestellt wird, daß störende Resonanzen des Schallsenders im wesentlichen beseitigt werden. Dabei kann die Berechnung des Kompensationsfilters je nach Bedarf in bestimmten Zeitabständen wiederholt werden, um Veränderungen am elektroakustischen Wandler, beispielsweise durch Alterung, oder durch Veränderungen am Wandlergehäuse bei der Berechnung des Kompensationsfilters zu berücksichtigen.The essence of the invention is that in the digital Transmission path already available means for echo cancellation and for hands-free calling, in particular a digital signal processor to additionally calculate a compensation filter that so is set that disturbing resonances of the sound transmitter in be substantially eliminated. The calculation of the Compensation filter as required at certain intervals be repeated to make changes to the electroacoustic transducer, for example by aging, or by changes in Converter housing when calculating the compensation filter too consider.

Die Wirkungsweise der Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1
ein Schaltbild für eine Schaltungsanordnung mit einer Nachbildung der Lautsprecherimpedanz und
Fig. 2
ein Schaltbild für eine Schaltungsanordnung mit einer Nachbildung der Lautsprecheradmittanz.
The operation of the invention is explained below using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows:
Fig. 1
a circuit diagram for a circuit arrangement with a replica of the speaker impedance and
Fig. 2
a circuit diagram for a circuit arrangement with a replica of the loudspeaker admittance.

Gemäß Fig. 1 besteht die Schaltungsanordnung im wesentlichen aus einem Lautsprecher 1, einem D/A-Wandler 2, einem Widerstand R mit einem Differenzverstärker 3, einem A/D-Wandler 4, einer Verzögerungsschaltung 5 sowie einem Digitalfilter 6 und einer Modellierungsanordnung aus einer Baugruppe zur Durchführung eines NLMS (Normalized Least Mean Square) - Algorithmus 7, einem zu modellierenden System 8, einer Summierschaltung 9 und einer Baugruppe zur Bestimmung der Filterkoeffizienten 11 für das Digitalfilter 6.1, the circuit arrangement consists essentially of a Speaker 1, a D / A converter 2, a resistor R with a Differential amplifier 3, an A / D converter 4, a delay circuit 5 and a digital filter 6 and a modeling arrangement from a Module for performing an NLMS (Normalized Least Mean Square) - Algorithm 7, a system 8 to be modeled, one Summing circuit 9 and an assembly for determining the Filter coefficients 11 for the digital filter 6.

Das erfindungsgemäße Verfahren beruht im wesentlichen darauf, daß ein Eingangssignal auf ein unbekanntes System, hier der Lautsprecher 1, und auf das zu modellierende System 8 gegeben wird, daß aus den Ausgangssignalen des unbekannten Systems und des zu modellierenden Systems ein Fehlersignal gebildet wird, das mit einem Adaptionsalgorithmus minimiert wird und daß aus dem so nachgebildeten System ein Digitalfilter 6 derart geschätzt wird, daß eine Linearisierung des Frequenzganges der Kettenschaltung aus Digitalfilter 6 und Lautsprecher 1 erzielt wird.The method according to the invention is essentially based on the fact that a Input signal to an unknown system, here speaker 1, and is given to the system 8 to be modeled that from the Output signals of the unknown system and the model to be modeled Systems an error signal is formed using an adaptation algorithm is minimized and that a digital filter from the system so simulated 6 is estimated such that a linearization of the frequency response of the Chain connection of digital filter 6 and loudspeaker 1 is achieved.

Das Verfahren wird nunmehr im einzelnen beschrieben.The method will now be described in detail.

Um mit dem zu modellierenden System 8 die Eingangsimpedanz eines Lautsprechers 1 als Zeitfunktion nachbilden zu können, müssen Spannung und Strom als Abtastsignale u(k) und i(k) in digitaler Form vorliegen. In modernen Fernsprechendgeräten mit einer Freisprecheinrichtung steht die Spannung allgemein in digitaler Form zur Verfügung und gelangt über einen D/A-Wandler 2 als analoge Spannung u(t) zum Lautsprecher 1. In order to use the system 8 to be modeled, the input impedance of a To be able to simulate loudspeaker 1 as a time function requires voltage and current as scanning signals u (k) and i (k) are in digital form. In modern telephone devices with a hands-free system are available Voltage is generally available in digital form and comes across a D / A converter 2 as an analog voltage u (t) to the loudspeaker 1.

Ein dem analogen Strom i(t) proportionaler Spannungsabfall wird über einem Meßwiderstand R erzeugt, mittels eines Differenzverstärkers 3 verstärkt und durch einen A/D-Wandler 4 als Abtastwert i(k) für die weitere Verarbeitung bereitgestellt. Um die Abtastwerte für die Spannung u(k) und für den Strom i(k) zeitgerecht miteinander verknüpfen zu können, ist es erforderlich, die von dem D/A-Wandler 2 und dem A/D-Wandler 4 verursachten Gruppenlaufzeiten bei der Signalverarbeitung zu berücksichtigen. Dazu wird der Abtastwert der Spannung u(k) mit einer Verzögerungsschaltung 5 um eine Zeit τ verzögert, die gleich der Summe der Gruppenlaufzeit des D/A-Wandlers 2 und der Gruppenlaufzeit des A/D-Wandlers 4 ist. Am Ausgang der Verzögerungsschaltung 5 steht dann der um τ verzögerte Abtastwert der Spannung ud(k) zur Verfügung, der nunmehr mit dem Abtastwert des Stromes i(k) zeitsynchron weiterverarbeitet wird.A voltage drop proportional to the analog current i (t) is over a measuring resistor R is generated by means of a differential amplifier 3 amplified and by an A / D converter 4 as a sample i (k) for the further Processing provided. To the samples for the voltage u (k) and For the current i (k) to be able to link them in time, it is required by the D / A converter 2 and the A / D converter 4 caused group delays in signal processing consider. For this purpose, the sample value of the voltage u (k) with a Delay circuit 5 delayed by a time τ equal to the sum the group runtime of the D / A converter 2 and the group runtime of the A / D converter 4 is. Then stands at the output of the delay circuit 5 the sample of the voltage ud (k) delayed by τ is available, the now further synchronized with the sample of the current i (k) becomes.

Um die Eingangsimpedanz Z des Lautsprechers 1 nachzubilden, wird das zu modellierende System 8 mit dem Abtastwert des Stromes i(k) angesteuert und liefert gemäß û(k) = Z i(k) einen Abtastwert der Spannung û(k), der von dem Abtastwert der Spannung u(k), mit dem der Lautsprecher 1 angesteuert wird, gemäß Δu = u(k) - û(k) subtrahiert wird. In order to simulate the input impedance Z of the loudspeaker 1, the system 8 to be modeled is controlled with the sample value of the current i (k) and delivers according to û (k) = Z i (k) a sample of the voltage û (k), which from the sample of the voltage u (k), with which the loudspeaker 1 is driven, according to Δu = u (k) - û (k) is subtracted.

Aus dieser Abweichung Au wird ein Gütekriterium Gu gemäß der folgenden Gleichung abgeleitet: Gu = Δuuk A quality criterion Gu is derived from this deviation Au according to the following equation: Gu = Δu u k

Die Eingangsimpedanz Z des unbekannten Systems Lautsprecher 1 wird mit dem zu modellierenden System 8 dadurch ermittelt, daß das Gütekriterium Gu mit einem Adaptionsverfahren nach dem NLMS-Algorithmus minimiert wird. Dazu wird die Baugruppe zur Durchführung des NLMS-Algorithmus 7 sowohl von dem Fehlersignal Δu als auch von dem Abtastwert des Stromes i(k) angesteuert. Der Nachbildungsvorgang der Eingangsimpedanz Z des Lautsprechers 1 mit dem zu modellierenden System 8 gilt als erfolgreich abgeschlossen, wenn das Gütekriterium Gu für eine bestimmte Zeitdauer unter einer definierten Schwelle bleibt.The input impedance Z of the unknown loudspeaker system 1 is connected to the system 8 to be modeled in that the quality criterion Gu minimized with an adaptation process based on the NLMS algorithm becomes. For this purpose, the module for implementing the NLMS algorithm 7 both the error signal Δu and the sample value of the current i (k) controlled. The replication process of the input impedance Z of the Speaker 1 with the system 8 to be modeled is considered successful completed when the quality criterion Gu for a certain period of time remains below a defined threshold.

Um Veränderungen der Eingangsimpedanz Z des Lautsprechers 1 zu erfassen, wird das Approximationsverfahren in definierten Zeitabständen wiederholt. Aus der nachgebildeten Eingangsimpedanz Z des Lautsprechers 1 wird durch eine Fast Fourier Transformation 10 näherungsweise der Frequenzgang der Übertragungsfunktion E(ω) des Lautsprechers 1 berechnet. Die so geschätzte Übertragungsfunktion E(ω) stimmt in der Nähe der Resonanzen mit dem vor dem Lautsprecher 1 gemessenen Frequenzgang des Schalldrucks sehr gut überein. Aus der Übertragungsfunktion E(ω) wird nunmehr der Kehrwert der Übertragungsfunktion E-1(ω) berechnet. In order to detect changes in the input impedance Z of the loudspeaker 1, the approximation process is repeated at defined time intervals. The frequency response of the transfer function E (ω) of the loudspeaker 1 is approximately calculated from the simulated input impedance Z of the loudspeaker 1 using a Fast Fourier Transformation 10. The transfer function E (ω) estimated in this way agrees very well in the vicinity of the resonances with the frequency response of the sound pressure measured in front of the loudspeaker 1. The reciprocal of the transfer function E -1 (ω) is now calculated from the transfer function E (ω).

Mit Hilfe der Baugruppe zur Bestimmung der Filterkoeffizienten 11 werden aus dem Kehrwert der Übertragungsfunktion E-1(ω) die Filterkoeffizienten für ein Digitalfilter 6 so eingestellt, daß die Verzerrungen des Frequenzgangs der Übertragungsfunktion E(ω) des Lautsprechers 1 weitgehend beseitigt werden.With the help of the module for determining the filter coefficients 11, the filter coefficients for a digital filter 6 are set from the reciprocal of the transfer function E -1 (ω) so that the distortions of the frequency response of the transfer function E (ω) of the loudspeaker 1 are largely eliminated.

In Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, mit der erfindungsgemäß die Eingangsadmittanz Y des Lautsprechers 1 nachgebildet werden kann. Dabei werden Baugruppen verwendet, die bereits bei der Nachbildung der Eingangsimpedanz Z eingesetzt wurden. Sie tragen in Fig. 1 und Fig. 2 gleiche Bezeichnungen.In Fig. 2, a circuit arrangement is shown with the according to the invention, the input admittance Y of the loudspeaker 1 can be replicated. Assemblies are used that have already been used in the simulation of the input impedance Z. They have the same designations in FIGS. 1 and 2.

Um die Eingangsadmittanz Y des Lautsprechers 1 nachzubilden, wird das zu modellierende System 12 mit dem um die Zeit τ verzögerten Abtastwert der Spannung ud(k) angesteuert und liefert gemäß í (k) = Y ud(k) einen Abtastwert des Stromes í (k), der von dem Abtastwert des Stromes i(k), der durch den Lautsprecher 1 fließt, gemäß Δi = i(k) - í (k) subtrahiert wird. Aus dieser Abweichung Δi wird ein Gütekriterium gemäß der folgenden Gleichung abgeleitet: Gi = Δiik In order to simulate the input admittance Y of the loudspeaker 1, the system 12 to be modeled is driven with the sample value of the voltage ud (k) delayed by the time τ and delivers according to í (k) = Y ud (k) a sample of the current í (k) corresponding to the sample of the current i (k) flowing through the speaker 1 Δi = i (k) - í (k) is subtracted. A quality criterion is derived from this deviation Δi according to the following equation: Gi = Δi i k

Die nachfolgenden Verfahrensschritte sind die gleichen, wie sie bei der Ermittlung der Eingangsimpedanz durchgeführt werden, nämlich

  • Minimierung des Gütekriteriums Gi durch ein Adaptionsverfahren nach dem NLMS-Algorithmus mit Baugruppe 13,
  • aus der nachgebildeten Eingangsadmittanz Y des Lautsprechers 1 wird durch eine Fast Fourier Transformation 14 näherungsweise der Frequenzgang der Übertragungsfunktion E(ω) des Lautsprechers 1 berechnet,
  • daraus wird der Kehrwert des Frequenzgangs der Übertragungsfunktion E-1(ω), und aus diesem wird mit Hilfe der Baugruppe zur Bestimmung der Filterkoeffizienten 15 das Digitalfilter 6 eingestellt.
The subsequent method steps are the same as they are carried out when determining the input impedance, namely
  • Minimization of the quality criterion Gi by an adaptation process according to the NLMS algorithm with assembly 13,
  • the frequency response of the transfer function E (ω) of the loudspeaker 1 is approximately calculated from the simulated input admittance Y of the loudspeaker 1 using a Fast Fourier Transformation 14,
  • from this the reciprocal of the frequency response of the transfer function E -1 (ω), and from this the digital filter 6 is set with the help of the module for determining the filter coefficients 15.

Für die Realisierung ist es vorteilhaft, die Eingangsadmittanz Y nachzubilden. Die Funktion des zu modellierenden Systems 12 besitzt dann Tiefpaßcharakter und damit weniger Frequenzanteile nahe der Nyquistfrequenz. Somit wird bei gleichem Aufwand das Gütekriterium Gi kleiner als das Gütekriterium Gu, so daß eine bessere Nachbildung der Eingangsadmittanz des Lautsprechers 1 im Vergleich zur Nachbildung der Eingangsimpedanz Z des Lautsprechers 1 erzielt wird.It is advantageous for the implementation to have the input admittance Y replicate. The function of the system 12 to be modeled then has Low pass character and thus less frequency components near the Nyquist frequency. Thus, the quality criterion Gi smaller than the quality criterion Gu, so that a better replica of the Input admittance of the loudspeaker 1 compared to the replica of the Input impedance Z of the speaker 1 is achieved.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auch bei kostengünstigen Lautsprechern der Konsumgüterindustrie eine natürliche Sprach- und Musikwiedergabe erreicht. With the method according to the invention, even at low cost Speakers of the consumer goods industry a natural language and Music playback reached.

Das beim Herstellungsprozeß eines Endgerätes berechnete digitale Filter 6 zur Entzerrung des Frequenzgangs der Lautsprecher 1 kann je nach Bedarf in bestimmten Zeitabständen neu berechnet werden, so daß das digitale Filter 6 an alle Veränderungen des Gehäuses, des Lautsprechers und deren Zusammenwirken aktuell angepaßt wird.The digital filter 6 calculated in the manufacturing process of a terminal to equalize the frequency response of the speakers 1 can be used as needed recalculated at certain intervals, so that the digital Filter 6 to all changes in the housing, the speaker and their Interaction is currently being adjusted.

Claims (6)

Verfahren zur Korrektur des Frequenzganges eines Schallsenders (1),
dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingangszweipolkenngröße des Schallsenders (1) von einem zu modellierenden System (8, 12) nachgebildet wird, daß daraus eine Übertragungsfunktion (E(ω))des Schallsenders (1) geschätzt wird und daß aus dem Kehrwert (E-1(ω)) der geschätzten Übertragungsfunktion (E(ω)) des Schallsenders (1) ein digitales Filter (6) derart berechnet wird, daß die Kettenschaltung aus dem digitalen Filter (6) und dem Schallsender (1) einen Frequenzgang der Übertragungsfunktion aufweist, der frei von Resonanzüberhöhungen ist.Method for correcting the frequency response of a sound transmitter (1),
characterized in that an input two-pole characteristic of the sound transmitter (1) is simulated by a system (8, 12) to be modeled, that a transfer function (E (ω)) of the sound transmitter (1) is estimated therefrom and that the reciprocal (E -1 (ω)) of the estimated transfer function (E (ω)) of the sound transmitter (1), a digital filter (6) is calculated in such a way that the chain circuit comprising the digital filter (6) and the sound transmitter (1) has a frequency response of the transfer function, that is free from excessive resonance. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Eingangszweipolkenngröße des Schallsenders (1) die elektrische Eingangsimpedanz (Z) oder die elektrische Eingangsadmittanz (Y) gewählt wird. A method according to claim 1, characterized in that as Input two-pole characteristic of the sound transmitter (1) the electrical Input impedance (Z) or the electrical input admittance (Y) selected becomes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangszweipolkenngröße des Schallsenders (1) adaptiv nach dem NLMS-Algorithmus durch die Eingangszweipolkenngröße des zu modellierenden Systems (8, 12) so nachgebildet wird, daß die Abweichung der beiden Eingangszweipolgrößen eine definierte Schwelle unterschreitet.A method according to claim 1, characterized in that the Input two-pole characteristic of the sound transmitter (1) adaptively according to the NLMS algorithm by the input two-pole characteristic of the model to be modeled Systems (8, 12) is simulated so that the deviation of the two Input bipolar sizes falls below a defined threshold. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem zu modellierenden System (8, 12) mittels einer Fast Fourier Transformation (10, 14) die Übertragungsfunktion (E(ω)) des Schallsenders (1) geschätzt wird.A method according to claim 1, characterized in that from the modeling system (8, 12) using a Fast Fourier Transformation (10, 14) the transfer function (E (ω)) of the sound transmitter (1) is estimated becomes. Anordnung zur Korrektur des Frequenzganges eines Schallsenders (1), dadurch gekennzeichnet, daß dem Schallsender (1) ein zu modellierendes System (8, 12) parallel geschaltet ist, das über eine Baugruppe zur Bestimmung von Filterkoeffizienten (11, 15) für ein digitales Filter (6) mit dem digitalen Filter (6) verbunden ist, das dem Schallsender (1) vorgeschaltet ist.Arrangement for correcting the frequency response of a sound transmitter (1), characterized in that a system (8, 12) to be modeled is connected in parallel to the sound transmitter (1), which system is used to determine filter coefficients (11, 15) for a digital filter (6) is connected to the digital filter (6) which is connected upstream of the sound transmitter (1). Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallsender (1) über einen Digital/Analog-Wandler (2) mit dem digitalen Filter (6) verbunden ist und daß das zu modellierende System (8, 12) über einen Analog/Digital-Wandler (3) mit dem Schallsender (1) verbunden ist.Arrangement according to claim 5, characterized in that the Sound transmitter (1) via a digital / analog converter (2) with the digital Filter (6) is connected and that the system to be modeled (8, 12) an analog / digital converter (3) is connected to the sound transmitter (1).
EP19970402066 1996-09-07 1997-09-04 Method and device for correcting the frequency band of an acoustic transmitter Withdrawn EP0835039A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

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DE19636414 1996-09-07
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006013490A1 (en) * 2004-07-26 2006-02-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Sound enhancement

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000018085A1 (en) * 1998-09-24 2000-03-30 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for acoustic compensation
WO2008018099A1 (en) * 2006-08-10 2008-02-14 Claudio Lastrucci Improvements to systems for acoustic diffusion
US9088841B2 (en) 2011-01-04 2015-07-21 Stmicroelectronics S.R.L. Signal processor and method for compensating loudspeaker aging phenomena

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4011704A1 (en) * 1990-04-11 1991-10-17 Blaupunkt Werke Gmbh ARRANGEMENT FOR IMPROVING THE PLAYBACK QUALITY OF AUDIO SIGNALS
DE4332804C2 (en) * 1993-09-27 1997-06-05 Klippel Wolfgang Adaptive correction circuit for electroacoustic sound transmitters
DE4334040C2 (en) * 1993-10-06 1996-07-11 Klippel Wolfgang Circuit arrangement for the independent correction of the transmission behavior of electrodynamic sound transmitters without an additional mechanical or acoustic sensor
DE4410671A1 (en) * 1994-03-26 1995-09-28 Joerg Dr Nunnenkamp Correction of frequency response e.g. of loudspeakers
DE4419819A1 (en) * 1994-06-07 1995-12-14 Spang Linda Dipl Ing Audio frequency filter and method for determining the filter function of an audio frequency filter
JPH08125593A (en) * 1994-10-28 1996-05-17 Fujitsu Ltd Estimating device for filter factor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006013490A1 (en) * 2004-07-26 2006-02-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Sound enhancement

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