NO117328B

NO117328B -

Info

Publication number: NO117328B
Application number: NO16137566A
Authority: NO
Inventors: H Bjor
Original assignee: Sentralinst For Ind Forskning
Priority date: 1966-01-22
Filing date: 1966-01-22
Publication date: 1969-07-28
Also published as: DE1547074A1; GB1163193A

Description

Apparat for automatisk beregning av akustisk støynivå. Apparatus for automatic calculation of acoustic noise level.

Foreliggende oppfinnelse angår et apparat for automatisk beregning av akustisk stoynivå på grunnlag av lydtrykkmålinger og etter den såkalte PN-metode (perceived noise eller opp-fattet stoy), hvor et stoysignal omsettes til et elektrisk signal og skilles i et antall frekvensbånd ved hjelp av et tilsvarende antall båndpassfiltre, for eksempel oktavfiltre, og de atskilte signaler omgjbres til effektivverdier, effektivverdiene omformes til tilsvarende stbyverdier, hvorav den storste^utvelges og reduseres med en fbrste reduksjonsfaktor, f.eks. 0,7»mens alle dessuten reduseres med en annen reduksjonsfaktor'lik én minus den fbrste og disse summeres sammen med den stbrste, reduserte verdi. The present invention relates to an apparatus for automatically calculating the acoustic noise level on the basis of sound pressure measurements and according to the so-called PN method (perceived noise or perceived noise), where a noise signal is converted into an electrical signal and separated into a number of frequency bands using a corresponding number of bandpass filters, for example octave filters, and the separated signals are transformed into effective values, the effective values are transformed into corresponding stby values, the largest of which is selected and reduced by a first reduction factor, e.g. 0.7"while all are also reduced by another reduction factor'equal to one minus the first and these are added together with the first reduced value.

Hittil er slike målinger blitt foretatt ved, innspilling av stby på lydbånd og avspilling av lydbåndet gjennom båndpassfiltere med tilbakestilling av båndet etter hver avspilling gjennom ett av båndpassfiltrene. Deretter er signalene fra hvert båndpassfilter blitt tilfort en nivåskriver for registrering av hvert frekvensbånd i form av effektivverdier på papir. De maksimale effektivverdier er så blitt avlest visuelt og tilsvarende stbyverdier er tatt fra en tabell utarbeidet av International Standardation Organi-sation, ISO. Deretter er den stbrste stbyverdi blitt redusert sepa-rat med den fbrste reduksjonsfaktor, mens summen av alle ble redusert med den annen reduksjonsfaktor. Alle reduserte verdier er så blitt summert i en sluttsum som kan omsettes til stbyenheter så som PNdb, Phon eller Loudness Index ved hjelp av tabeller. Prosedyren er utarbeidet av ISO. Until now, such measurements have been made by recording stby on audio tape and playing the audio tape through band-pass filters with the tape being reset after each playback through one of the band-pass filters. The signals from each bandpass filter have then been fed to a level recorder for recording each frequency band in the form of effective values on paper. The maximum effective values have then been read visually and corresponding stby values have been taken from a table prepared by the International Standardization Organisation, ISO. Subsequently, the first step value has been reduced separately by the first reduction factor, while the sum of all was reduced by the second reduction factor. All reduced values have then been summed up in a final sum which can be converted into stby units such as PNdb, Phon or Loudness Index with the help of tables. The procedure has been prepared by ISO.

Vanligvis brukes åtte oktavfiltre som skiller stbysignalet i frekvensbånd med senterfrekvenser på 63, 125, 250, 5^0, 1000, 2000, 4000 og 8000 Hz, og de maksimale effektivverdiene omsettes til stbyverdien noy. I så fall reduseres den maksimale noyverdi med 0,7, mens summen av alle noyverdier reduseres med 0,3. Eventuelt adderes den maksimale verdi til summen av de resterende noyverdier etter at denne sum er redusert med 0,3- I begge tilfelle vil således den maksimale noyverdi bibeholdes i summen som da angir det totale noytall, mens resten er redusert med 0,3. Usually eight octave filters are used which separate the stby signal into frequency bands with center frequencies of 63, 125, 250, 5^0, 1000, 2000, 4000 and 8000 Hz, and the maximum effective values are converted to the stby value noy. In that case, the maximum noy value is reduced by 0.7, while the sum of all noy values is reduced by 0.3. If necessary, the maximum value is added to the sum of the remaining noy values after this sum has been reduced by 0.3 - In both cases, the maximum noy value will thus be retained in the sum which then indicates the total noy number, while the remainder is reduced by 0.3.

Slik manuell beregning er meget tidkrevende, særlig når et stort antall beregninger skal foretas. Dessuten inne-bærer lydbåndregistreringen alene en stor tidsforsinkelse mellom stby-opptak og presentasjon av ferdige data. Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe et apparat som gjor det mulig å foreta en nbyaktig og momentan beregning av akustisk stbynivå etter ovennevnte metode, hvor måleresultatet foreligger i samme byeblikk som stbynivået opp-trer og manuelle beregninger eller behandlinger unngås. Such manual calculation is very time-consuming, especially when a large number of calculations are to be carried out. In addition, the audio tape recording alone involves a large time delay between stby recording and presentation of finished data. The purpose of the invention is to provide a device that makes it possible to make a quick and instantaneous calculation of the acoustic noise level according to the above-mentioned method, where the measurement result is available at the same moment as the noise level occurs and manual calculations or treatments are avoided.

Dette oppnås ved apparatet i henhold til oppfinnelsen som erkarakterisert vedat det omfatter en forsats for samtidig tilfbring av det elektriske signal til samtlige båndpassfiltre, som kan være oktavfiltre. Videre omfatter apparatet et antall effektivverdilikerettere som hver er tilkoplet utgangssidene i hvert sitt båndpassfilter for omgjbring av mottatt vekselspenningssignal til et med dette proporsjonalt likespenningssignal, et tilsvarende antall funksjonsgeneratorer eller parameteromformere som hver er tilkoplet utgangssiden av hver sin effektivverdilikeretter, og som har en ikke lineær sammenheng mellom inngangs- og utgangssignal This is achieved by the apparatus according to the invention, which is characterized by the fact that it comprises an attachment for the simultaneous supply of the electrical signal to all bandpass filters, which may be octave filters. Furthermore, the device comprises a number of effective value rectifiers, each of which is connected to the output sides of each of its bandpass filters for converting the received alternating voltage signal into a direct voltage signal proportional to this, a corresponding number of function generators or parameter converters, each of which is connected to the output side of each effective value rectifier, and which have a non-linear relationship between input and output signal

for omforming av effektivverdien til en tilsvarende stoyverdi.for transforming the effective value into a corresponding noise value.

Videre omfatter apparatet en maksimalnivåutvelger tilkoplet samtlige funksjonsgeneratorers utgangssider og innrettet til å gi ut en signalspenning lik den storste, påtrykte spenning, en elektrisk reduksjonskrets tilkoplet utgangssiden til maksimalnivåutvelgeren for reduksjon av tilfort signal med den forstnevnte reduksjonsfaktor, samt et antall reduksjonskretser som hver er tilkoplet utgangssiden til hver sin av alle funksjonsgeneratorene for reduksjon av tilforte signaler med den annen reduksjonsfaktor, og en summasjonsforsterker tilkoplet samtlige reduksjonskretser for summering av de enkeltvis reduserte stbyverdier til ett signal. Furthermore, the device comprises a maximum level selector connected to the output sides of all function generators and arranged to output a signal voltage equal to the largest applied voltage, an electrical reduction circuit connected to the output side of the maximum level selector for reducing the added signal by the aforementioned reduction factor, as well as a number of reduction circuits each connected to the output side to each of all the function generators for reduction of added signals with the other reduction factor, and a summation amplifier connected to all reduction circuits for summation of the individually reduced stby values into one signal.

Forsatsen kan innbefatte mikrofoner plasert i terrenget og en velgeranordning for valg av stoysignal fra flere målekanaler. Om onskelig kan forsatsen også innbefatte en lydbåndoppta-ker/avspiller. BåndpassfUtrene kan være oktavfiltre, halvoktavfiltre o.l. etter behov, og i tilfelle lydbånd anvendes, foretas bare en avspilling av dette. Effektivverdilikeretterne kan være av konvensjo-nell art, men om apparatet skal være attraktivt i praksis, bor effektivverdilikeretterne ha et stort dynamisk område, for eksempel på $ 0 dB, for at målingene kan foregå automatisk over et tilstrekkelig stort stoynivåområde. Funksjonsgeneratorene gir ut et signal som har en ikke lineær sammenheng med inngangssignalet og er innrettet til å om-forme effektivverdi til en tilsvarende stoyverdi. Hver funksjonsgenerator kan omfatte en spenningsdelerkrets, som er forskjellig for de forskjellige frekvensområdene, og som reduserer hvert signal, eventuelt bortsett fra ett, med en så stor faktor at alle relasjoner mellom den valgte stoyverdi og effektivverdien kan fremstilles ved en og samme kurve. Maksimalnivåutvelgeren kan være en diodeport innrettet The attachment can include microphones placed in the terrain and a selector device for selecting a noise signal from several measurement channels. If desired, the attachment can also include an audio tape recorder/player. The bandpass filters can be octave filters, half-octave filters, etc. as needed, and if an audio tape is used, only one playback of this is made. The rms value rectifiers can be of a conventional nature, but if the device is to be attractive in practice, the rms value rectifiers should have a large dynamic range, for example $ 0 dB, so that the measurements can take place automatically over a sufficiently large noise level range. The function generators output a signal that has a non-linear relationship with the input signal and is designed to transform the effective value into a corresponding noise value. Each function generator can include a voltage divider circuit, which is different for the different frequency ranges, and which reduces each signal, possibly except for one, by such a large factor that all relationships between the selected noise value and the effective value can be produced by one and the same curve. The maximum level selector can be a diode gate array

.til å gi ut en signalspenning lik den storste innkommende spenning..to output a signal voltage equal to the largest incoming voltage.

De elektriske kretsene for reduksjon av stoyverdiene kan være av ordinær art, mens summasjonsforsterkeren fortrinnsvis omfatter en funksjonsgenerator for omsetting av det summerte signal til en tilsvarende stoyenhet, for eksempel for realisering av den onskede sammenheng mellom noytall og PNdB-verdi. The electrical circuits for reducing the noise values can be of an ordinary nature, while the summation amplifier preferably comprises a function generator for converting the summed signal into a corresponding noise unit, for example to realize the desired relationship between noise number and PNdB value.

Et utforelseseksempel på et apparat i henhold til oppfinnelsen skal nå. beskrives nærmere med henvisning til teg-ningen som viser et blokkskjema for et slikt apparat. An exemplary embodiment of an apparatus according to the invention will reach. is described in more detail with reference to the drawing which shows a block diagram for such a device.

Apparatet omfatter en felles forsats 1 for valg av signaler fra flere målekanaler og omfatter en variabel for- The device includes a common attachment 1 for selecting signals from several measurement channels and includes a variable

sterker som er innstilt slik at signalene ved sin styrke blir til-stronger which is set so that the signals at their strength are

passet apparatet for ovrig. Forsatsen 1 avgir signal til et antall båndpassfiltre, her åtte oktavfiltre 2 som deler inngangssignalet i åtte frekvensbånd som hver blir tilfort en effektivverdilikeretter 3>otherwise the device fit. The head unit 1 transmits a signal to a number of bandpass filters, here eight octave filters 2 which divide the input signal into eight frequency bands, each of which is supplied with an effective value rectifier 3>

fortrinnsvis med stort dynamisk område slik at innkommende veksel-spenningssignaler kan omgjores til et med dette proporsjonalt likespenningssignal over hele det aktuelle frekvensområde. Utgangsklem- preferably with a large dynamic range so that incoming AC voltage signals can be converted to a DC voltage signal proportional to this over the entire relevant frequency range. output terminal

mene for hver effektivverdilikeretter 3 er koplet"til hver sin funksjonsgenerator 4 eller parameteromformer som har en ikke lineær sam- mean for each effective value rectifier 3 is connected to each of its function generator 4 or parameter converter which has a non-linear

menheng mellom inngangs- og utgangssignal for omforming av effektiv-connection between input and output signal for transformation of effective

verdi til en tilsvarende stoyverdi, for eksempel et noytall bestemt av ISO. Hver funksjonsgenerator 4 omfatter fortrinnsvis en spennings- value to a corresponding noise value, for example a noy number determined by ISO. Each function generator 4 preferably comprises a voltage

delerkrets som er forskjellig for de forskjellige frekvensområdene og som reduserer signalene slik at alle relasjoner-mellom effektivverdier og den tilsvarende stoyverdi kan fremstilles ved en og samme kurve. divider circuit which is different for the different frequency ranges and which reduces the signals so that all relationships between effective values and the corresponding noise value can be produced by one and the same curve.

Hver funksjonsgenerator 4 er med sin utgangEach function generator 4 has its output

tilkoplet en maksimalnivåutvelger 5 i form av en diodeport som gir en signalspenning lik den storste, påtrykte spenning. Hver funksjons- connected to a maximum level selector 5 in the form of a diode gate which gives a signal voltage equal to the largest applied voltage. Each functional

generator 4 er dessuten forbundet med hver sin elektriske krets 6 for reduksjon av innkommende signal med en bestemt reduksjonsfaktor som i tilfelle noyverdier anvendes, reduserer disse med en faktor lik 0,3» Maksimalnivåutvelgeren 5 er likeledes forbundet med en lignende, elektriskrreduksjonskrets 7 for reduksjon av innkommende signal med en faktor lik en minus den forstnevnte. Samtlige elektriske reduk- generator 4 is also connected to each of its own electrical circuits 6 for reducing the incoming signal by a specific reduction factor which, in the event that noy values are used, reduces these by a factor equal to 0.3". The maximum level selector 5 is likewise connected to a similar electrical reduction circuit 7 for reducing incoming signal by a factor equal to one minus the former. All electrical reducers

sjonskretser 6 og 7 er tilkoplet en summasjonsforsterker 8 som sum-circuits 6 and 7 are connected to a summation amplifier 8 which

merer de reduserte signaler. I sluttsummen er derved- det storste signal bibeholdt, mens de andre er redusert med den forstnevnte re-duks jonsf aktor. multiply the reduced signals. In the final sum, the largest signal is thereby retained, while the others are reduced by the aforementioned reduction factor.

Apparatet på figuren er på utgangen tilkopletThe device in the figure is connected to the output

en funksjonsgenerator 9 som fortrinnsvis inngår i summasjonsforsterkeren 8. , Funksjonsgeneratoren 9 har en ikke lineær sammenheng mel- a function generator 9 which is preferably included in the summation amplifier 8. The function generator 9 has a non-linear relationship between

lom inngangs- og utgangssignal og realiserer en onsket sammenheng mellom for eksempel det totale noytall og den tilsvarende PNdB verdi som avleses på et instrument 10. lom input and output signal and realizes a desired relationship between, for example, the total noise number and the corresponding PNdB value that is read on an instrument 10.

Claims

1... Apparatus for automatic calculation of acoustic stby level on the basis of sound pressure measurements and. after -the. so-called PN-:

method, where a noise signal. is converted—into an electrical signal and separated into a number of frequency bands 'using ay a corresponding number

bandpass filters, e.g. octave filters, and the separated signals are transformed into effective values, the effective values are transformed into corresponding stby values, e.g. noy values, of which the largest is selected and reduced by a first reduction factor, e.g. 0.7, while all are also reduced by another reduction factor equal to one minus the first, and these are summed together with the largest, reduced value, characterized by the fact that the device in combination includes a front attachment (1) for the simultaneous supply of the electrical signal to all bandpass filters (2), a corresponding number of effective value rectifiers (3)' each of which is connected to the output side of each bandpass filter (2) for converting the received alternating voltage signal into a direct voltage signal proportional to this, a corresponding number of function generators (4) which are each connected to the output side of each an effective value rectifier (3), and which has a non-linear relationship between input and output signal for transforming the effective value into a corresponding stby value signal, a maximum level selector (5) connected to the output sides of all function generators (4) and arranged to output a signal voltage equal to largest applied signal voltage, an electrical reduction circuit (7) connected to the output the ID of the maximum level selector (5) for reduction of the supplied signal voltage by the first reduction factor, as well as a number of electrical reduction circuits (6), each of which is connected to the output side of each of all the function generators (4). for reduction of supply signal voltages with the second reduction factor and a summation amplifier (8) connected to the output sides of all reduction circuits (6 and 7) for summation of the individually reduced noise value signals into one signal.

2. Apparatus as specified in claim 1, characterized in that the effective value rectifier only has a dynamic range of 5° dB.-

3" Apparatus as stated in claims 1 and 2, characterized in that the summation amplifier (8) comprises a function generator (9) for converting the summed signal into a corresponding stby unit (e.g. PNdB).