แยกส่วนระบบการวัดออกจากการตอบสนองของระบบ

ฉัน preforming การวัดการระบุระบบและต้องการถอดรหัสการตอบสนองของระบบการวัดจากการตอบสนองที่วัดได้

การตั้งค่าของระบบมีดังนี้ สัญญาณถูกสร้างขึ้นบนพีซีจากนั้นสัญญาณจะถูกส่งไปยังการ์ดเสียงซึ่งจะส่งสัญญาณไปยังแอมป์พาวเวอร์ซึ่งจะส่งผลต่อลำโพง ลำโพงจะถ่ายทอดพลังงานเสียงที่ไมโครโฟนจับไว้และกลับสู่การ์ดเสียง จากนั้นคอมพิวเตอร์จะประมวลผลสัญญาณที่บันทึกไว้

สัญญาณจากการ์ดเสียงก็ป้อนกลับไปยังตัวเองโดยตรงซึ่งทำให้ฉันสามารถวัดการตอบสนองของพีซี -> DAC -> ADC -> การตอบสนองของพีซี

ฉันต้องการถอดรหัส 'ห่วงโซ่การวัด' นี้จาก 'เชนระบบ' โดยรวม ฉันสามารถใช้วิธีการใดสำหรับงานนี้

ขออภัยสำหรับคำตอบที่ยืดยาว แต่การวัดเสียงที่ดีนั้นยาก นี่คือขั้นตอนบางส่วนที่เกี่ยวข้อง (และในบางจุดเราจะไปตอบคำถามของคุณได้โดยตรง)

ขั้นแรกคุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าระบบที่คุณกำลังวัดนั้นเป็นเส้นตรงและเวลาที่แปรปรวนตามจริง นี่อาจเป็นเรื่องยุ่งยากในพีซีถ้าคุณใช้ไดรเวอร์การ์ดเสียงปกติ สิ่งเหล่านี้จะกำหนดเส้นทางสัญญาณใด ๆ ผ่านตัวผสมเคอร์เนลของ Windows ซึ่งมักใช้การแปลงอัตราตัวอย่างและบัฟเฟอร์แฮงค์ในเวลาด้วยวิธีที่ไม่ได้กำหนดไว้ฉันขอแนะนำให้หลีกเลี่ยงตัวผสมเคอร์เนล

ประการที่สองคุณต้องกำหนดความยาวของแรงกระตุ้นของระบบของคุณ การประมาณที่ดีคือเวลาพัดโบกของห้องที่คุณวัด สะดวกที่สุดในการเลือกกำลัง 2 สำหรับห้องส่วนใหญ่จะใช้อัตราตัวอย่าง 16384 หรือ 32768 ที่อัตราตัวอย่าง 44.1kHz หรือ 48 kHz

ประการที่สามสร้างความตื่นเต้นเป็นระยะ ๆ นี่อาจเป็นบันทึกการกวาดหรือ (ดีกว่า) เสียงสุ่มหลอก ควรเลือกช่วงความถี่ของสัญญาณรบกวนเพื่อให้ได้อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนในช่วงความถี่ที่น่าสนใจ ขึ้นอยู่กับฟังก์ชั่นการถ่ายโอนและคลื่นความถี่เสียงพื้นหลัง หากคุณยังไม่รู้จักสีใด ๆ เลยสีชมพูก็เป็นการเริ่มต้นที่ดี ลองเรียกหนึ่งช่วงเวลาของสัญญาณนี้ x [n]

ประการที่สี่วางสายระบบของคุณเพื่อให้ช่องทางซ้ายจาก D / A ของคุณเข้าสู่ลำโพงและเข้าไปในช่องทางซ้ายของ A / D ของคุณ ต่อไมโครโฟนเข้ากับช่องสัญญาณด้านขวาของ A / D

ขั้นที่ห้าเริ่มต้นการกระตุ้น (วนซ้ำหรือสร้างไฟล์คลื่นที่มีสัญญาณเสียงซ้ำหลายรอบ) ตรวจสอบทุกระดับอย่างระมัดระวัง: ตรวจสอบให้แน่ใจว่า A / D อยู่ที่ประมาณ 10 เดซิเบลด้านล่างรูปวาด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไมโครโฟนพรีแอมป์อยู่ที่ประมาณ 10 เดซิเบลที่คลิปด้านล่าง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเพาเวอร์แอมป์ไม่ได้ถูกตัดและลำโพงไม่ได้ถูกขับเกิน

หกตรวจสอบให้แน่ใจว่าห้องนั้นเงียบที่สุดเท่าที่จะทำได้ ปิดประตูและหน้าต่าง ปิดทุกสิ่งด้วยพัดลมรวมถึงระบบ HVAC ขับไล่ผู้อื่นทั้งหมดจากสถานที่ หากมีลูปกราวด์ใด ๆ ให้ใช้หม้อแปลงแยกและลิฟท์บนพื้นดินตามความจำเป็น วิธีที่ดีในการตรวจสอบเสียงรบกวนคือเชื่อมต่อแอมป์หูฟังเข้ากับเอาต์พุตไมโครโฟนและฟังผ่านชุดหูฟัง เสียงฮัมหรือสิ่งประดิษฐ์อื่น ๆ ที่คุณได้ยินจะปรากฏในการวัด

เจ็ดทำการซื้อจริง สะสม 12 ช่วงเวลาโดยใช้สัญญาณกระตุ้น ตรวจสอบผลลัพธ์ด้วยสายตาเพื่อหาสิ่งผิดปกติ (ช่องว่างชิ้นส่วนที่ขาดหายไปการตกหล่น ฯลฯ ) ทิ้งช่วงสองช่วงแรกไป คำนวณค่าเฉลี่ยของอีก 10 ลองเรียกช่องทางซ้าย y [n] (การ์ดเสียง) และช่องขวา m [n] (ไมโครโฟน)

แปดคำนวณการแปลงฟูริเยร์ของ y [n] สิ่งนี้ควรจะค่อนข้างแบนโดยไม่มีศูนย์หรือพื้นที่ที่มีพลังงานต่ำมาก อาจไม่เป็นเช่นนั้นเนื่องจากการ์ดเสียงส่วนใหญ่มีอินพุต AC คู่เช่นมีตัวกรองความถี่สูงและค่าที่ DC อาจต่ำมาก ในทำนองเดียวกันอาจมีตัวกรองการลดนามแฝงดังนั้นคุณอาจมีพลังงานต่ำหรือเสียงรบกวนที่ความถี่สูงมาก หากคุณสามารถแก้ไขด้วยตนเอง (โดยการเพิ่มพลังงานบรอดแบนด์เล็กน้อย) ให้ทำ หากคลื่นความถี่นั้นแบนราบในบริเวณความถี่ที่น่าสนใจคุณสามารถแทนที่มันด้วยแรงกระตุ้นยูนิตที่ล่าช้าอย่างเหมาะสม หากสิ่งเหล่านี้ไม่ได้ผลสิ่งต่าง ๆ ก็จะซับซ้อนมากขึ้น

$$H(\omega) = \frac{\Im \left \{ m(t) \right \}}{\Im \left \{ y(t) \right \}}$$ $\Im \{ \}$

$$H(\omega) = \frac{\Im \left \{ m(t) \right \}}{\Im \left \{ x(t) \right \}}$$

สิบ: ตรวจสอบว่าการวัดของคุณดี ควรทำการทดสอบต่าง ๆ :

1. วัดสองสามครั้งและตรวจสอบให้แน่ใจว่าผลลัพธ์เหมือนกัน
2. วัดด้วยลำโพงปิดเสียง สิ่งนี้จะช่วยให้คุณประมาณการสเปกตรัมเสียงรบกวนรอบข้างได้ดี โดยทั่วไปแล้วคุณต้องมีอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนอย่างน้อย 10 dB ในทุกความถี่ที่น่าสนใจ
3. การทดสอบลิเนียริตี้: วัดครึ่งหนึ่งของการกระตุ้นและยืนยันว่าฟังก์ชั่นการถ่ายโอนที่ได้นั้นเหมือนกัน
4. การทดสอบสัญญาณรบกวนแบบอินไลน์ที่มีประโยชน์มีดังต่อไปนี้: ใช้เวลา 10 คาบและค่าเฉลี่ย 5 ครั้งในช่วงละ 2 ช่วงจากนั้นทำการแปลงฟูริเยร์เหนือตัวอย่าง 2 * N หากสัญญาณของคุณปราศจากสัญญาณรบกวนช่องเก็บคี่ทั้งหมดควรเป็นศูนย์ คุณสามารถประมาณอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนได้โดยตรงที่ความถี่ใด ๆ เป็น X {2 * N + 1} / X {2 * N}