TomyN
04.03.2005, 13:16
Auf Anfrage eines SATlive Users hier mal ein paar Infos zum Thema Dual Channel FFT.
1. Wenn wir das Übertragungsverhalten eines Systems (damit kann jede beliebige Übertragungsstrecke gemeint sein) messen wollen, so geht das immer über einen Vergleich des Ausgangssignals mit dem Eingangssignal.
2. Das Ausgangssignal muss auf jeden Fall gemessen werden, beim Eingangssignal gibt es zwei Möglichkeiten. Zum ersten kann ich das Eingangssignal ebenfalls messen, oder ein mir (bzw. dem Rechner) bekanntes Eingangssignal verwenden. Bei der MLS z.B. ist das Eingangssignal des Systems dem Rechner bekannt, da er es ja erzeugt. Bei der Dual Channel FFT wird das Eingangssignal ebenso wie das Ausgangssignal gemessen.
3. Die gemessenen Signale sind beides erstmal Zeitsignale. Für den Vergleich gibt es nun wieder zwei Möglichkeiten, nämlich den Vergleich im Zeitbereich und den Vergleich im Frequenzbereich.
4. Der Vergleich im Zeitbereich liefert als Ergebniss eine Impulsantwort. Diese kann man dann fenstern und mit der FFT in den Frequenzgang transformieren. Obwohl er naheliegend ist, ist der Vergleich im Zeitbereich sehr rechenintensiv, es sei denn, man verwendet spezielle Eingangssignale, bei denen sich die Auswertung deutlich vereinfachen lässt, was beim MLS Verfahren der Fall ist.
5. Beim Vergleich im Frequenzbereich werden erst beide Signale mit einer FFT in den Frequenzbereich transformiert (daher der Name Dual FFT), und dann wird eine einfache Division (Ausgang/Eingang) durchgeführt, die als Ergebnis einen (Phasen und Amplituden-)Frequenzgang liefert. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass es schnell durchgeführt werden kann. Es ist das Messverfahren bei smaart oder SIM.
6. Wie bereits erwähnt, liefert der Vergleich im Zeitbereich eine Impulsantwort, aus der man die zeitlichen Parameter entnehmen kann. Auch kann man den auszuwertenden Bereich selbst bestimmen. Dieses Verfahren ist im MLS Modul als MIR (Music Impulse Response) implementiert. Bei der Dual FFT muss, damit der Vergleich korrekt funktioniert, das Eingangsignal genau um die Laufzeit des Systems verzögert werden. Dadurch wird erreicht, dass man die Reaktion des Systems mit dem entsprechenden Eingangssignal vergleich. Daher ist eine exakte Einstellung der Laufzeit (des Delays) bei der Dual FFT absolut wichtig. Bereits kleinste Abweichungen können hier zu Problemen führen.
7. Die FFTs bei der Dual FFT können nun ganz normale FFTs sein. In diesem Fall wird ein Stück des Zeitsignals, dessen Länge durch die Länge der FFT vorgegeben ist, verwendet. Es wird sozusagen ein fixes Fenster mit der Länge der FFT gesetzt. Da die starre Fenstergröße über die Frequenz nicht dem menschlichen Gehör entspricht, werden heute bei der Dual FFT fast nur noch FFTs eingesetzt, deren Länge bzw. Fensterlänge sich mit der Frequenz ändert. Defacto wird dann pro Oktave eine FFT mit einer anderen Länge durchgeführt, wobei die Länge der FFT zu den Tiefen hin zunimmt. Dieses Verfahren hat verschiedene Namen, z.B. SmoothFFT bei SATlive, oder FPPO (fixed points per octave) bei smaart. Dadurch wird der gleiche Effekt erreicht, wie bei der Anwendung einer Smooth FFT auf die Impulsantwort, nämlich eine dem menschlichen Ohr ähnlichere Auswertung.
(c) Thomas Neumann 2005
[size=small]
[Editiert durch TomyN ein Freitag, März 4, 2005 @ 19:22][/size]
1. Wenn wir das Übertragungsverhalten eines Systems (damit kann jede beliebige Übertragungsstrecke gemeint sein) messen wollen, so geht das immer über einen Vergleich des Ausgangssignals mit dem Eingangssignal.
2. Das Ausgangssignal muss auf jeden Fall gemessen werden, beim Eingangssignal gibt es zwei Möglichkeiten. Zum ersten kann ich das Eingangssignal ebenfalls messen, oder ein mir (bzw. dem Rechner) bekanntes Eingangssignal verwenden. Bei der MLS z.B. ist das Eingangssignal des Systems dem Rechner bekannt, da er es ja erzeugt. Bei der Dual Channel FFT wird das Eingangssignal ebenso wie das Ausgangssignal gemessen.
3. Die gemessenen Signale sind beides erstmal Zeitsignale. Für den Vergleich gibt es nun wieder zwei Möglichkeiten, nämlich den Vergleich im Zeitbereich und den Vergleich im Frequenzbereich.
4. Der Vergleich im Zeitbereich liefert als Ergebniss eine Impulsantwort. Diese kann man dann fenstern und mit der FFT in den Frequenzgang transformieren. Obwohl er naheliegend ist, ist der Vergleich im Zeitbereich sehr rechenintensiv, es sei denn, man verwendet spezielle Eingangssignale, bei denen sich die Auswertung deutlich vereinfachen lässt, was beim MLS Verfahren der Fall ist.
5. Beim Vergleich im Frequenzbereich werden erst beide Signale mit einer FFT in den Frequenzbereich transformiert (daher der Name Dual FFT), und dann wird eine einfache Division (Ausgang/Eingang) durchgeführt, die als Ergebnis einen (Phasen und Amplituden-)Frequenzgang liefert. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass es schnell durchgeführt werden kann. Es ist das Messverfahren bei smaart oder SIM.
6. Wie bereits erwähnt, liefert der Vergleich im Zeitbereich eine Impulsantwort, aus der man die zeitlichen Parameter entnehmen kann. Auch kann man den auszuwertenden Bereich selbst bestimmen. Dieses Verfahren ist im MLS Modul als MIR (Music Impulse Response) implementiert. Bei der Dual FFT muss, damit der Vergleich korrekt funktioniert, das Eingangsignal genau um die Laufzeit des Systems verzögert werden. Dadurch wird erreicht, dass man die Reaktion des Systems mit dem entsprechenden Eingangssignal vergleich. Daher ist eine exakte Einstellung der Laufzeit (des Delays) bei der Dual FFT absolut wichtig. Bereits kleinste Abweichungen können hier zu Problemen führen.
7. Die FFTs bei der Dual FFT können nun ganz normale FFTs sein. In diesem Fall wird ein Stück des Zeitsignals, dessen Länge durch die Länge der FFT vorgegeben ist, verwendet. Es wird sozusagen ein fixes Fenster mit der Länge der FFT gesetzt. Da die starre Fenstergröße über die Frequenz nicht dem menschlichen Gehör entspricht, werden heute bei der Dual FFT fast nur noch FFTs eingesetzt, deren Länge bzw. Fensterlänge sich mit der Frequenz ändert. Defacto wird dann pro Oktave eine FFT mit einer anderen Länge durchgeführt, wobei die Länge der FFT zu den Tiefen hin zunimmt. Dieses Verfahren hat verschiedene Namen, z.B. SmoothFFT bei SATlive, oder FPPO (fixed points per octave) bei smaart. Dadurch wird der gleiche Effekt erreicht, wie bei der Anwendung einer Smooth FFT auf die Impulsantwort, nämlich eine dem menschlichen Ohr ähnlichere Auswertung.
(c) Thomas Neumann 2005
[size=small]
[Editiert durch TomyN ein Freitag, März 4, 2005 @ 19:22][/size]