Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP / Machine Learning sinnvolle Effektivwertbrechnung


von Soundbastler (Gast)


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Ich möchte den Effektivwert von Audiosamples berechnen und damit nur die 
hörbaren Frequenzen erfassen. Wie mache ich das am Besten? Bandfilter 
20...20000 auf den Eingang und dann Summe Y*Y / N? Wie lange setze ich 
N. Ich nehme an auf die längeste Periode = 20Hz / SampleFrequenz ? Oder 
macht es Sinn, mehrere Effektivwerte zu berechnen für verschiedenen 
Perioden?

von Andreas S. (andreas) (Admin) Benutzerseite


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Sinnvoll wofür?

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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http://www.analog.com/en/special-linear-functions/rms-to-dc-converters/ad636/products/product.html
vielleicht helfen die Applikationen von Analog Devices zu analogen 
Effektivwert-ICs.

von Harald W. (wilhelms)


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Andreas Schwarz schrieb:

> Sinnvoll wofür?

Ja, und auch ein Bandpass ist ziemlich sinnlos, da es ausserhalb
von 20...20kHz praktisch kein Nutzsignal mehr gibt

von Soundbastler (Gast)


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>Sinnvoll wofür?
Mit sinnvoll meine ich das Anzeigeupdate aber auch die Aussagekraft. 
Rechne ich z.B. über eine lange Periode bekomme ich viele Samples und 
eine hohe Genauigkeit, dafür aber eine Aussage, die immer älter wird. 
Muss man das nicht auf die Frequenzen anpassen? Brauche ich 
unterschiedliche Perioen?

Oder lässt sich sagen, dass ich durch die Werteanzahl einen Filter 
bekomme? Ich meine, es macht einen Unterschied, wie lange das Filter 
ist, wie gut man die Frequenzen erfassen.

> Ja, und auch ein Bandpass ist ziemlich sinnlos, da es ausserhalb
> von 20...20kHz praktisch kein Nutzsignal mehr gibt
Wie ist das bitte gemeint?
Das ankommende Signal hat Rauschanteile mit beliebigen Spektren, die 
Abtastung beträgt 192kHz.

von Sven B. (scummos)


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Willst du am Schluss ein Spektrum rauskriegen oder nur einen Wert?

von Andreas S. (andreas) (Admin) Benutzerseite


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Es gibt standardisierte Gewichtungsfilter für Schallpegelmessung, z.B. 
A-Gewichtung, welche die Lautheitswahrnehmung des Menschen modellieren 
(siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Schallpegelmesser). Du wendest 
zuerst so ein Filter an, berechnest dann das Quadrat der Abtastwerte, 
und bildest einen gleitenden Mittelwert über die Zeit (z.B. durch 
rekursive Mittelung - oder nach einem der Standards, siehe 
Wikipedia-Artikel). Wenn du das dann noch logarithmisch darstellst 
sollte das ziemlich gut mit der subjektiv empfundenen Lautheit 
übereinstimmen.

: Bearbeitet durch Admin
von Soundbastler (Gast)


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Sven B. schrieb:
> Willst du am Schluss ein Spektrum rauskriegen oder nur einen Wert?
Einen kontinuierlichen Wert, der den signaltechnischen effektiven 
Mittelwert darstellt.

Andreas Schwarz schrieb:
> Es gibt standardisierte Gewichtungsfilter für Schallpegelmessung, z.B.
> A-Gewichtung, welche die Lautheitswahrnehmung des Menschen modellieren
das klingt nicht uninteressant, danke.

von T.U.Darmstadt (Gast)


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Soundbastler schrieb:
> Sven B. schrieb:
>> Willst du am Schluss ein Spektrum rauskriegen oder nur einen Wert?
> Einen kontinuierlichen Wert, der den signaltechnischen effektiven
> Mittelwert darstellt.
Das ist doch reine Definitionssache. Einen Effektvwert kann es, wie 
einen Mittelwert, doch nur deshalb geben, weil es eine Perdiode gibt, 
sonst wäre es ja der Spitzenwert.

von Andreas S. (andreas) (Admin) Benutzerseite


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Soundbastler schrieb:
> Einen kontinuierlichen Wert, der den signaltechnischen effektiven
> Mittelwert darstellt.

Der "Effektivwert" ist als der quadratischer Mittelwert eines Signals 
definiert. Sobald du eine spektrale Gewichtung vornimmst kannst du das 
nicht mehr als Effektivwert bezeichnen.

von Soundbastler (Gast)


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ok, nennen wir es gewichteter Mittelwert.
Ich brauche halt den Effektivewert im Audioband, also nicht alle 
Frequenzen.

von Udo S. (urschmitt)


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Ich mach hier mal den Erbsenzähler:

Soundbastler schrieb:
> Mittelwert

Der Mittelwert des Audiosignals ist praktisch immer 0.
Es hat seinen Grund dass Andreas hier immer vom

Andreas Schwarz schrieb:
> quadratischer Mittelwert

spricht.

von Michael W. (Gast)


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Warum summierst du nicht einfach die Quadrate der Abtastwerte innerhalb 
eines bestimmten Intervalls auf? Wenn du nicht alle Frequenzen brauchst, 
musst du vorher halt (digital oder analog) filtern.

Oder: Du nimmst ein Intervall von sagen wir mal N=16 Abtastwerten, und 
berechnest eine DFT. Du bekommst dann Spektrallinien im Intervall 
fa/N=3kHz.
Die ersten drei Spektralkomponenten gehen von 0-24kHz. Wenn du keine 
Frequenzen über 96kHz im Signal hast, dann ist der Effektivwert im 
Bereich 0-24kHz die Summe der Quadrate über diese ersten drei 
Komponenten. Die restlichen Komponenten werden verworfen bzw. brauchst 
du nicht berechnen.

Ob du dafür genügend Rechenleistung am Signalprozessor hast, kann ich 
natürlich nicht sagen. Je besser du analog vorfilterst, umso weniger 
musst du rechnen.

von T.U.Darmstadt (Gast)


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Michael W. schrieb:
> Die ersten drei Spektralkomponenten gehen von 0-24kHz. Wenn du keine
> Frequenzen über 96kHz im Signal hast, dann ist der Effektivwert im
> Bereich 0-24kHz die Summe der Quadrate über diese ersten drei
> Komponenten. Die restlichen Komponenten werden verworfen bzw. brauchst
> du nicht berechnen.
Könntest Du den Hintergrund dieser Überlegung mal bitte erläutern?

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