akusticki signali i njihova analiza

Download Akusticki Signali i Njihova Analiza

Post on 26-Oct-2014

32 views

Category:

Documents

2 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

Zajednike karakteristike Akustiki signali i njihova analiza posmatraju se osnovnom opsegu 20 Hz-20 kHz nain analize odreen je specifinim informacionim sadrajem svakog tipa signala specifinost analize akustikih signala diktiran je specifinostima ula sluha kod oveka

Tipovi akustikih signala muziki signali govor buka impulsni odzivi sistema

vremenski oblici signala

beli um

govor

1

orkestarska muzika

saobraajna buka

flauta Impulsni odziv prostorije1 0.8 0.6 0.4 amplituda 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 0

0.2

0.4

0.6 vreme [s]

0.8

1

1.2

1.4

1 0.8 0.6

IMPULSNI ODZIV RIMSKI BUNARamplituda

0.4 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6

0.06

0.04

-0.8 -1

0.020.4

0

2

4

6

8 vreme[s]

10

12

14

16

18

0

0.3 0.2

-0.02amplituda 0.1 0 -0.1

-0.04

-0.06 0

-0.2

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4-0.3 2 4 6 8 vreme[s] 10 12 14 16

2

0.4 0.3 0.2 0.1 amplituda 0 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 vrem e[s ] 6.9 7 7.1 7.2 7.3

nivo signala nivo se izraava u dB podrazumeva vremensko usrednjavanje signala logaritmovanje

0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 amplituda 0.02 0 -0.02 -0.04 -0.06 -0.08 6.9 7 7.1 7.2 vreme[s] 7.3 7.4 7.5 7.6

p 20 log p 0

1

0.5 amplituda

0

-0.5

peff =-1 00 -10 -20 nivo [dB] -30 -40 -50

1 N

p(i)N

2

1

2

3

4

5 vreme[s]

6

7

8

9

10

-60 0

1

2

3

4

5 vreme[s]

6

7

8

9

10

vremensko usrednjavanjenivo [dB]

0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 0 0 -10 -20 nivo [dB] -30 -40 -50 9dB

Tsr=10 ms1 2 3 4 5 vreme[s] 6 7 8 9 10

Tsr=1000 ms

peff =

1 N

p (i )N

2

N t sr = fs

N = 4410 f = 44100 = 0,100 = 100ms s

-60 -70 0

1

2

3

4

5 vreme[s]

6

7

8

9

10

3

1

0 -10

-7 dB -16 dB

0.5-20

amplituda

nivo [dB]

0

-30 -40

-0.5-50

-1 00 -10 -20 nivo [dB] -30 -40

0.5

1

1.5

2 vreme[s]

2.5

3

3.5

4

-60 0 0

Tsr=10 ms0.5 1 1.5 2 vreme[s] 2.5 3 3.5 4

-10 -20 nivo [dB] -30 -40 -50-50

-12 dB -16 dB Tsr=1000 ms0.5 1 1.5 2 vreme[s] 2.5 3 3.5 4

-16 dB

-60 0

-60 00.5 1 1.5 2 vreme[s] 2.5 3 3.5 4

vremensko usrednjavanje20 log p1 = 7dB p27

p1 = p2 10 20 = p2 100.35 = 2.24 p2

skidanje anvelope signala vremensko usrednjavanje odgovara niskofrekvencijskom filtriranju ako vremenski prozor pomeramo za samo jedan odmerak odgovarajui FIR filtar se moe opisati sa: 1 y (n) = ( x(n) + x(n 1) + ... + x(n N ) ) N

prenosna funkcija FIR filtra

Frekvencijska analiza signala Furijeova transformacija analiza sa filtrima konstantnog propusnog opsega Frekvencijska analiza sa filtrima procentualno konstantnog propusnog opsega (oktavni, treinsko-oktavni filtri) vremensko frekvencijska analiza (spektrogram)

4

Furijeova analizafiltri sa konstantnim propusnim opsegom

1 2 3

N

f s = 44100 Hz t = 100ms N = 4410 odmeraka f = 10 Hz

5

Filtri procentualno konstantnog propusnog opsega

f

log(f)

f g / f d = const

Oktavni filtrif g = 2 fd f0 = f g fd f = f g f d = 2 f d f d = f d standardni niz:63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000

1/3 oktavni filtrif g = 21/ 3 f d f0 = f g fd f d = 2 1/ 6 f 0 f g = 21/ 6 f 0

standardni niz 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 ....

6

oktava

1/3 oktave

7

1/12 oktave

1/24 oktave

logaritamski

linearno

vremensko-frekvencijska analiza akustiki signali su (najee) nestacionarni signali iji se vremenski oblik i frekvencijki sadraj menjaju u vremenu vremenski zavisna FFT alatka koja omoguava prikaz promene spektra u vremenu - spektrogram

1 2 3 4

m

M

FFT

rezultat analize je matrica MxN

t = N

1 f f = s fs N t f = const

8

frekvencija

frekvencija

t

f

f t

vreme

vreme

t f = const

9

10

UM beli um roze um

BELI UM ravan frekvencijski spektar (samo ako se frekvencijska analiza vri filtrima konstatnog propusnog opsega) analizom filtrima procentualno konstantnog propusnog opsega imamo posta monotono rastui spektar (3dB/oktavi, 10dB/dekadi)

11

ROZE UM omoguava da neki sistem pobudimo istom energijom po opsegu (proporcionalno konstantnog propusnog opsega) FFT analizom dobijamo spektar koji ima monotono opadajuu funkciju (-3dB/oktavi)

12