SU1007206A1

SU1007206A1 - Attenuation equivalents objective meter

Info

Publication number: SU1007206A1
Application number: SU802867927A
Authority: SU
Inventors: Олег Константинович Сидорин
Original assignee: Предприятие П/Я А-3592
Priority date: 1980-01-11
Filing date: 1980-01-11
Publication date: 1983-03-23

Abstract

1. ОБЪЕКТИВНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭКВИВАЛЕНТОВ ЗАТУХАНЯЯ, содержащий генератор испытательного сигнала, подключенный к входу испытуемого электроакустического преобразовател к выходу которого подключен анализа тор громкости, выход которого соеди нен с .входом блока сравнени и реги рации , отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени , анализатор громкости выполнен в виде входного согласующего усилител , выход которого через параллельно включенные каналы, г1ЖДЬ1й из которых состоит из последовательно соединенных фильтра, масштабного усилител , формировател сигнг ла возбуждени и блока определени удельной громкости, подключен к входЬм коммутатора , выход которого через сумматор подключен к входу выходного.интегрирующего элемента. . 2. Измеритель по п, 1, о т л и - ч а ю щ и и с тем, что формирователь сигнала возбуждени ка дого канала выполнен в виде последовательно соединенных однополупбриодного вы-§ пр мител и фильтра нижних частот.1. OBJECTIVE SWIFT EQUIVALENT METER, containing a test signal generator connected to the input of the electroacoustic transducer under test, to the output of which a volume torus is connected, the output of which is connected to the input of the comparator and recording unit, characterized in that the loudness analyzer is made in the form of an input matching amplifier, the output of which is through parallel connected channels, the ЖД1Ж111 of which consists of a series-connected filter, -scale amplifier shaper signg la excitation and specific loudness determination unit, connected to the switch vhodm whose output is connected to the adder via entry vyhodnogo.integriruyuschego element. . 2. The meter in accordance with clauses 1, 1, 1 and 2 with the fact that the driver of the excitation signal of each channel is made in the form of serially connected single-half-triggered highlight and low-pass filter.

Description

Изобретение относитс к телефонии и может быть использовано дл измерени твлефонометрических параметров телефонных аппаратов (ТА) и различных телефонных устройств .подобно измерени м , проводимым с использование слухового аппарата человека (аудитора ) при субъективном методе измерени . Известен объективный измеритель эквивалентов затухани (ЭЗ) , содержащий передающую часть, представл ющую собой совокупность генератора ис пЫтательного сигнала, искусственног рта и искусственного уха,а также пр емную часть, представл ющую собой анализатор громкости с блоком сравне ни и регистрации, между которыми включен испытуемый ТА с абонентской линией и мостом питани 1 . Известное устройство позвол ет реализовать известное аналитическое выражение дл ЭЗ -по громкости . CD Это выражение получено путем аппроксимации результатов субъективностатистических измерений с использованием линейных испытуемых систем и конкретного речевого материала. Известно также, что громкость ригнала, а следовательно и величина ЭЗ, зависит от влений маскировки (пространственной и временной), , громкост зависит от спектра испытательного сигнала, распределени спектральных составл ющих по критическим полосам и их соотношени в этих полосах. Поскольку при измерении нелинейных испытуемых систем деформируютс спектральные и временные характеристики испытательного сигнала, то сигнал на входе анализатора громкости , реализующего соотношение (1), отличаетс по спектральным и временным характеристикам от характеристик речевого материала,использованного дл получени выражени (1).Количест во нелинейных устройств,используемых в телефонии,составл ет большинство, поэтому измерени ЭЗ по громкости, проводимые с помощью известных устройств , сопровождаютс значительными ошибками. Кроме того, область исполь зовани известного устройст,ва ограничена только измерени ми ЭЗ телефон ных аппаратов. Цель изобретени - повьпиение точности измерени величины ЭЗ по громкости , а также расширение области его применение., . Цель достигаетс тем, что в объек тивном измерителе.эквивалентов затухани , содержащем генератор испытательного сигнала, подключенный к вхо ду испытуемого электроакустического преобразовател , к выходу которого подключен анализатор громкости, выход которого соединен с входом блока сравнени и регистрации, анализатор громкости выполнен в виде входного согласующего усилител , выход которого через параллельно включенные каналы , каждый из которых состоит из последовательно соединенных фильтра, масштабного усилител , формировател сигнала возбуждени и блока определени удельной громкости, подключен к входам коммутатора, выход которого через сумматор подключен к входу выходного интегрирующего элемента. Кроме того, формирователь сигнала возбуждени каждого канала выполнен в виде последовательно соединенных однополупериодного выпр мител и фильтра нижних частот. Благодар указаннымотличительным особенност м в устройстве по вл етс возможность вместо конкретного испытатель1ного сигнала использовать любой сигнал, чьи характеристики должны быть измерены подобно слуховому воспри тию. Это существенно расшир ет область использовани устройства , при этом точность измерени возрастает за счет моделировани процессов , происход щих в слуховом аппарат те при воспри тии громкости. В общем виде измерение величины ЭЗ, реализуемое предлагаемым устройством, сводитс к сравнению громкости в цепи, содержащей испытуемую систему, к громкости национальной испытательной фразы, прошедшей эталонный тракт Государственной первичной измерительной телефонной системы (дл случа измерени ЭЗ телефонных аппаратов), а кЪличественно величина ЭЗ полу;чаетс как логарифм отношени этих громкостей и выражаетс в децибелах. На чертеже представлена структурна электрическа схема объективного измерител .эквивалентов затухани . Устройство содержит генератор 1 испытательного сигнала, подключенный к входу испытуемого электроакустического преобразовател 2, выход которой подключен к входу анализатора 3 громкости - к согласующему усилитею 4, выход усилител 4 параллельно одключен к фильтрам 5 -rSf, критичесих полос (п - число критических поос и соответственно число каналов), ыходы фильтров 5, т5п подключены к масштабным усилител м 6 т6|, выходы оторых соединены с формировател ми , f7n сигнала возбуждени , которые, свою очередь, могут быть выполнеы , например, в виде последователього соединени однополупериодных ыпр мителей 8 -гв, и фильтров 9j т9п ижних частот, выходы формирователейThe invention relates to telephony and can be used to measure the telemetric parameters of telephone sets (TA) and various telephone devices. It is similar to measurements carried out using a human hearing aid (auditor) in a subjective measurement method. An objective meter of attenuation equivalents (EZ) is known, containing a transmitting part, which is a combination of a generator of the test signal, an artificial mouth and an artificial ear, as well as a preamp section, which is a loudness analyzer with a comparison and recording unit, between which the subject is switched TA with subscriber line and supply bridge 1. The known device allows the implementation of a known analytical expression for an EHZ -volume. CD This expression is obtained by approximating the results of subjective statistical measurements using linear test systems and a specific speech material. It is also known that the loudness of the signal, and hence the magnitude of the EZ, depends on the masking effects (spatial and temporal), the volume depends on the spectrum of the test signal, the distribution of the spectral components over the critical bands and their ratio in these bands. Since the spectral and temporal characteristics of the test signal are deformed when measuring nonlinear test systems, the signal at the input of a loudness analyzer that implements relation (1) differs in spectral and temporal characteristics from the characteristics of the speech material used to obtain expression (1). Nonlinear devices used in telephony makes up the majority, so measurements of ehz by volume, carried out with the help of known devices, are accompanied by significant error and. In addition, the area of use of the known device is limited only by measurements of EZ telephone sets. The purpose of the invention is to show the accuracy of measuring the magnitude of the EZ by volume, as well as expanding the scope of its application. The goal is achieved by the fact that in an objective attenuation meter, which contains a test signal generator connected to the input of the electroacoustic transducer under test, to the output of which a volume analyzer is connected, the output of which is connected to the input of the comparison and recording unit, the volume analyzer is designed as an input matching amplifier, the output of which is through parallel channels, each of which consists of a series-connected filter, a scale amplifier, a driver with drove excitation and specific loudness determination unit, connected to the inputs of the switch, the output of which through the adder output connected to an input of the integrating element. In addition, the driver of the excitation signal of each channel is made in the form of a series-wise one-period rectifier and a low-pass filter. Due to these distinctive features in the device, it is possible, instead of a specific test signal, to use any signal whose characteristics should be measured like hearing. This greatly expands the field of use of the device, while the accuracy of the measurement is increased by simulating the processes occurring in the hearing aid when it is perceived as loud. In general, the measurement of the EZ value implemented by the proposed device reduces to the comparison of the volume in the circuit containing the system under test to the volume of the national test phrase that passed the reference path of the State primary measuring telephone system (for the case of measuring EZ telephone sets), and the value of EZ semi-linear is measured as the logarithm of the ratio of these loudness and is expressed in decibels. The drawing shows a structural electrical circuit of an objective meter of attenuation. The device contains a test signal generator 1 connected to the input of the electroacoustic transducer 2 under test, the output of which is connected to the loudness analyzer 3 input - to matching amplifier 4, amplifier 4 output connected in parallel to filters 5 -rSf, critical bands (n is the number of critical angles and, accordingly the number of channels), the filter outputs 5, t5n are connected to 6 t6 large-scale amplifiers, and the outputs that are connected to the exciter signal generator, f7n, which, in turn, can be performed, for example, in the form of STUDIO compound half-wave ypr tifiers 8 -gv and 9j t9p izhnih frequency filters, the outputs of shapers

7 T-7n сигнала воэбу а1ени соединены с блоками Ю, rlOf, определени удельной громкости, каждый из выходов блоков 10 , подсоедин етс с помощью коммутатора И к сумматору 12, выход которого соединен с выходным интегрирующим элементом 13, выход которого вл етс выходом анализатора громкости и подключен к блоку 14 сравнени и регистрации, в состав которого входит датчик 35 опорного напр жени .7 The T-7n signal of the web is connected to the blocks U, rlOf, for determining the specific volume, each of the outputs of the blocks 10, is connected via switch I to the adder 12, the output of which is connected to the output integrating element 13, the output of which is the output of the volume analyzer and connected to Comparison and Registration unit 14, which includes voltage reference sensor 35.

Устройство работает на примере измерени ЭЗ телефонного аппарата следую щим образом.The device works on the example of measuring the EZ of a telephone set in the following way.

Генератор 1 испытательного сигнала воспроизводит электрический сигнал , спектральные и временные хардктеристики которого соответствуют подобньлм характеристикам национальной испытательной фразы. Такое приближение необходимо дл более близкого совпадени результатов объективного и субъективного измерени ЭЗ, т.е. дл точности измерени . С выхода испытуемого электроакустического преобразовател 2 сигнал поступает на вход анализатора 3громкости, на входе которого включен согласующий усилитель 4, далее спектр сигнала раздел етс на полосы критической ширины при помощи фильтров 5 г5(. Х елательно , хот и не об зательно, чтобы число фильтров критических полос соответствовало рабочему диапазону частот . Такое соответствие дополнитель о повысит точность измерени ЭЗ. Далее моделируетс разность воспри ти громкости в плоском и диффузном звуковом поле. Поскольку она не равномерна в диапазоне-частот, то это обсто тельство желательно учесть, например, использу масштабные усилители с различными коэффициентами передачи в каждом канале. После масштабных усилителей сигнал преобразуетс в величину, пропорциональную функции возбуждени в формировател х 7 -If сигнала возбуждени . Так как эта функци в каждой критической полосе пропорциональна интенсивности, т.е. квадрату звукового давлени , то это означает (при реализации упом нутого преобразовани с помощью квадратора ) удвоение динамического диапазона дл всех последующих блоков. При желательном динамическом диапазоне измерени 60 дБ (в этих пределах измен етс ЭЗ большинства телефонных систем) построение блоков с динамическим диапазоном 120 дБ существенно усложнило бы реализацию подобного устройства. В пр едлагаемом объективном измерителе эз вместо квадратора можно использовать последовательное соединение однополупериодных выпр мителей 8 т8{1 и фильтров 9у f9n частот, позвол ющее получить величину возбуждени , приближающуюс к интенсивности сигнала с точностью, достаточной дл слухового воспри ти .The test signal generator 1 reproduces an electrical signal whose spectral and temporal characteristics correspond to the characteristics of the national test phrase. Such an approximation is necessary to more closely match the results of an objective and subjective measurement of an echo, i.e. for measurement accuracy. From the output of the electroacoustic converter 2 under test, the signal is fed to the input of the analyzer 3 of loudness, at the input of which the matching amplifier 4 is turned on, then the signal spectrum is divided into bands of critical width using filters 5 g5 (it is desirable, though not necessary, that the number of filters) The bands corresponded to the working frequency range. This correspondence additionally enhances the accuracy of the EZ measurement. Next, the difference in loudness perception in a flat and diffuse sound field is simulated. Since it does not equal Once in the range of frequencies, this should be taken into account, for example, using large-scale amplifiers with different transmission ratios in each channel.After large-scale amplifiers, the signal is converted to a value proportional to the excitation function in the exciter signal 7 -If. in each critical band is proportional to the intensity, i.e. the square of the sound pressure, this means (when implementing the above transformation with the help of a quad) the doubling of the dynamic range d all subsequent blocks. With a desired dynamic measurement range of 60 dB (within these limits, the EZ of most telephone systems varies) building blocks with a dynamic range of 120 dB would greatly complicate the implementation of such a device. In the attached objective ez meter, instead of a quadr, you can use a serial connection of a half-wave 8 t8 {1 rectifier and frequency filter 9in f9n, which allows you to obtain an excitation value approaching the signal intensity with an accuracy sufficient for auditory perception.

Сигнал, пропорциональный возбуждению , далее преобразуетс ; в характе- ристику воспри ти в блоках lO flOrj определени удельных громкостей. Преобразование ведетс согласно зависимостиThe signal proportional to the excitation is further transformed; in terms of perceptual characteristics in lO flOrj units for determining specific loudnesses. Conversion is carried out according to

-.-.

сонпол БаркSonpol Bark

1515

где Еwhere is e

интенсивность сигнала, приход ща с на критическую полосу,the intensity of the signal coming to the critical band,

интенсивность сигнала на signal intensity at

ПС пороге слышимости дл чис0 тых тонов, PS threshold of hearing for clear tones,

Е.E.

порогова интенсивность. Суммирование удельных тромкостей происходит в сумматоре 12 путем последовательного подключени каналов threshold intensity. The summation of specific volumes occurs in the adder 12 by the serial connection of channels

5. С помощью коммутатора 11. Суммирование происходит с учетом пространственного маскирующего действи . Обща громкость сигнала, прошедшего испытуемую систему, получаетс после 5. Using the switch 11. Summation occurs taking into account the spatial masking effect. The overall loudness of the signal that has passed the system under test is obtained after

0 учета временного маскирующего действи в интегрирующем элементе 13.0 taking into account the temporal masking effect in the integrating element 13.

Величина, пропорциональна ЭЗ по громкости, получаетс сравнением напр жений , пропорциональных громкос5 т м испытательной фразы, прошедшей через испытуемую и эталонную, системы . В предлагаемом измерите.ле это сравнение осуществл етс в блоке 14 сравнени и регистрации, который может быть выполнен в виде логарифма0 тора .The magnitude, proportional to EZE by loudness, is obtained by comparing voltages proportional to the volume of the test phrase passed through the test and reference systems. In the proposed measurement, this comparison is carried out in the comparison and recording unit 14, which can be made in the form of a logarithm of a torus.

В общем случае на один его вход подаетс сигнал, прошедший испытуемую систему (из анализатора 3 гром5 кости) , а на другой вход (не показан ) - сигнал, прошедший эталонную систему (не показана). Однако дл упрощени процесса измерений ЭЗ предоставл етс желательным ввести в In the general case, a signal is transmitted to one of its inputs, which has passed the system under test (from the 3 thunderbone analyzer), and to another input (not shown) - a signal that has passed the reference system (not shown). However, in order to simplify the process of measuring, an EZ is provided for

0 состав блока 14 датчик 15 опорного напр жени , пропорционального громкости национальной испытательной фразы , прошедшей чероз эталонную систему . .0 block 14, sensor 15 of the reference voltage, proportional to the loudness of the national test phrase, passed the standard reference system. .

5five

Следует отметить, что основное достоинство предлагаемого измерител состоит в увеличении точности измерени ЭЗ, т.е. степени совпадени с результатами субъективных измерений. It should be noted that the main advantage of the proposed meter is to increase the accuracy of measuring the echo, i.e. the degree of coincidence with the results of subjective measurements.

0 Это достигаетс за счет моделировани реальных процессов, происход щих в слуховом аппарате аудитора при прослушивании.0 This is achieved by simulating real processes occurring in the hearing aid of the auditor when listening.

Благодар тому, что данный измеритель применим к измерению нелиней5 510072 ных испытуемых систем, составл ющих большинство в телефонии, упом нутое достоинство измерител приобретает особую значимость. Поскольку данный измеритель предполагает анализ громкости сигналов 5 с различной временной и спектральнойструктурой , то, использу как испытательный сигнал любой другой сигнал ( например, любую фразу, а не только национальную испытательную), можно 10 производить ухоподобные измерени . громкости относительно громкости 1} тракте телефонометрического эталона . Таким образом, по вл етс возможность производить качественно новые 15 измерени , в отличие от измерени физических величин, при проведении работ по исследованию электрических сигналов на телефонных сет х. Дополнительным преимуществом пред-20. лагаемого измерител вл етс возможность получить с выхода маскирующего контура трехмерную величину ощущени , 066 в координатах врем - удельна громг кость - высота тона. Вывод этой величины на устройство отображени впервые даст возможность визуального анализа величины .слухового воспри ти . Принима во внимание, что пропускна информационна способность . зрительного аппарата человека значительно выше, чем слухового, можно говорить о возможности разработки на принципиально новых основах методов оценки качества телефонной передачи , а т.акже индивидуальных характеристик речевого аппарата человека, Врем измерени испытуемой системы предлагаемым измерителем, по существу , определ етс временем его подключени , в то врем как при субъективных измерени х величина ЭЗ получаетс усреднением 12 7 24 уравниваний громкости дл каждой испытуемой системы, на которые уходит свыше 10 мин.Due to the fact that this meter is applicable to the measurement of nonlinear 510072 tested systems that constitute the majority in telephony, this merit of the meter acquires special significance. Since this meter assumes the analysis of the loudness of signals 5 with different temporal and spectral structures, using any other signal as a test signal (for example, any phrase, and not just a national test one), it is possible to perform ear-shaped measurements 10. loudness relative to loudness 1} of the telemetry standard. Thus, it becomes possible to produce qualitatively new 15 measurements, in contrast to measurements of physical quantities, when carrying out work on the study of electrical signals on telephone networks. An additional advantage of the pre-20. The lagged meter is the ability to obtain a three-dimensional sensation value from the output of the masking contour, 066 in coordinates time - volume volume - pitch. Outputting this value to a display device for the first time will enable visual analysis of the value of the hearing experience. Whereas bandwidth information capacity. The human visual apparatus is much higher than the auditory one, we can talk about the possibility of developing on a fundamentally new basis methods for assessing the quality of telephone transmission, and also the individual characteristics of the human speech apparatus, the Measurement time of the test system by the proposed meter is essentially determined by its connection time, while in subjective measurements, the magnitude of the EZ is obtained by averaging 12 7 24 loudness equalizations for each system under test, which takes more than 10 minutes.

Claims

1. OBJECTIVE MEASUREMENT EQUIVALENTS MEASUREMENT, comprising a test signal generator connected to the input of the tested electro-acoustic transducer, the output of which is connected to a volume analyzer, the output of which is connected to the input of the comparison and registration unit, characterized in that, in order to improve the accuracy of measurement the volume analyzer is made in the form of an input matching amplifier, the output of which is through parallel-connected channels, “each of which consists of a series-connected filter, ma a head-mounted amplifier, a driver of the excitation signal and a unit for determining the specific volume are connected to the inputs of the switch, the output of which through the adder is connected to the input of the output integrating element. . "......

2. The meter according to Claim 1.0, in that the driver of the excitation signal of each channel is made in the form of series-connected one-half-wave rectifier and low-pass filter.

SU .... 1007206>