Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP / Machine Learning Akustik Bewertungsfilter im Zeitbereich selber bauen


von Dominik B. (Firma: Hochschule München) (dbuckl)


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Hallo Leute,

ich bin neu hier und hoffe das ich ins richtige Unterforum schreibe.

Ich bin Student der Hochschule München und arbeite gerade an meiner 
Bachelorarbeit im Bereich Akustik/ Mikrofontechnik.

Ich verwende keinen Mikrocontroller, sondern schreibe ein LabVIEW 
Programm.
Da meine Frage sich aber nur auf die mathematische Umsetzung bezieht 
hoffe ich hier trotzdem eine Antwort zu finden.

Ich möchte einen Akustikfilter bauen der die Sensitivität des 
menschlichen Gehörs auf verschiedene Frequenzen abbildet, auch bekannt 
als A-Filter oder Frequenzbewertung.

Das ganze ist mir im Frequenzbereich mit dieser Formel schon gelungen:

http://www.sengpielaudio.com/BerechnungDerBewertungsfilter.pdf

Nun habe ich aber gemerkt das ich so nicht zu dem gewünschten Ergebnis 
komme und möchte das ganze nun im Zeitbereich Filtern.

Wenn ich mich nicht täusche müsste doch das mit dieser Formel von 
Wikipedia funktionieren:

http://de.wikipedia.org/wiki/Frequenzbewertung

Sie ist im Laplace-Bereich angegeben. Leider ist das schon länger her 
bei mir mit der Laplace transformation.
Aber von der Theorie her habe ich im Kopf das ich mein 
laplacetransformiertes Grundsignal, hier ein realer Sinus (mit Anteilen 
anderer Frequenzen), mit der Übertragungsfunktion multiplizieren muss um 
das richtige Ergebnis zu erhalten? (das Ergebnis muss natürlich auch 
wieder rücktransformiert werden.

Ist das von der Überlegung schonmal so richtig? Dann hole ich morgen 
meine 'Signale und Systeme'-Unterlagen wieder aus dem Keller :D

Gruß Domi

von W.S. (Gast)


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Dominik B. schrieb:
> Nun habe ich aber gemerkt das ich so nicht zu dem gewünschten Ergebnis
> komme und möchte das ganze nun im Zeitbereich Filtern.

Also, dein Anliegen verstehe ich nicht. Wenn du etwas filtern willst, 
dann heißt das eigentlich immer, daß du die Samples durch ein Irgendwas 
schicken mußt, was eine frequenzabhängige Durchlaß-Charakteristik hat, 
gelle? Du hast also irgend einen Filterkernel, wendest ihn an auf dein 
aktuelles Sample (und die davor gewesenen) und ggf. auch die davor 
gewesenen Ergebnisse und kriegst ein Ergebnis - alles im Zeitbereich. Wo 
also ist dein Problem? Im Aufstellen eines Filterkernels mit beliebig 
wählbarem Frequenzgang?

W.S.

von Dominik B. (Firma: Hochschule München) (dbuckl)


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So kann man es sagen ja :). Bei mir ist Signalverarbeitung schon 4 
Semester her und da es mich damals leider nicht so interessiert hat wie 
jetzt weiß ich gar nicht mehr wo ich anfangen soll.

Ich kann mich nur noch an die Form erinnern G(s) = Y(s) / U(s)

G(s) habe ich ja durch die Funktion auf Wikipedia gegeben.
Y(s) ist meine Sinusfunktion y(t) = û*sin(omega*t+phi) (die noch 
transformieren) <- bin mir nicht sicher ob das so stimmt
U(s) ist meine Ausgangsfunktion die ich erhalten möchte

Also ist U(s) = Y(s) / G(s) ? Ist das von der Überlegung bisher so 
richtig, bevor ich jetzt anfange wieder tiefer in die Laplace 
Transformation einzusteigen?

Gruß Domi

von W.S. (Gast)


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Dominik B. schrieb:
> Bei mir ist Signalverarbeitung schon 4
> Semester her und

Ja mei, UND?
Ich hatte als Student sowas überhaupt nicht. Also ist Selbststudium 
angesagt. Guck dich einfach um, siehe "www.dspguide.com". Abends, bei 
ner guten Flasche Rotwein.. Unsereiner muß das ja auch so machen, 
mangels Zeit tagsüber.

W.S.

von Ingenieur1972 (Gast)


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Dominik B. schrieb:
> Leider ist das schon länger her
> bei mir mit der Laplace transformation.
Ich lese wohl nicht richtig?
Weisst Du, wie lange das bei mir her ist mir LaPlace?


> laplacetransformiertes Grundsignal, hier ein realer Sinus (mit Anteilen
> anderer Frequenzen), mit der Übertragungsfunktion multiplizieren muss
Ich meine, das heisst Convolution. Das brauchst Du nur, bei sehr 
komplizierten Frequenzgängen. Eine A-Bewertung macht man wie im realen 
Leben auch mit einem IIR-Filter mit maximal 4 Pfaden.

von Dominik B. (Firma: Hochschule München) (dbuckl)


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@W.S.:
Also es ist ja nicht so als hätte ich blind gefragt wie "Wie baue ich 
einen AFilter im Zeitbereich" .

Ich habe einen Lösungsansatz gebracht und wollt nur wissen ob das so 
funktionieren kann oder ob ich total auf dem Holzweg bin bevor ich mich 
weiter einlese. Komischerweise habe ich darauf keine Antwort bekommen.

Nunja trotzdem mal danke für den Link.

@Allgemein: Ja ist ja gut Leute, man kann auch nach zwei Jahren schon 
wieder 80% vergessen haben, was sich auch nicht ändern würde wenn ich 
noch 10 Jahre warte und das dann als Antwort auf eine Frage in einem 
Forum bringe.

siehe Vergessenskurve nach Ebbinghaus: 
http://de.wikipedia.org/wiki/Vergessenskurve#/media/File:Vergessenskurve.png

Na gut dann werde ich mich mal in die IIR-Filter einlesen.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Ein Digitalfilter mit "irgendwie gebogenem" Amplitudenfrequenzgang läßt 
sich z.B. mit dem Scilab-Befehl "yulewalk" berechnen.
http://www.mikrocontroller.net/articles/Digitalfilter_mit_ATmega#Frequenzgang_ma.C3.9Fgeschneidert
da habe ich das mal an einem Beispiel vorgestellt. Der Phasengang ist 
hier aber nicht vorgebbar.

von W.S. (Gast)


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Dominik B. schrieb:
> Komischerweise habe ich darauf keine Antwort bekommen.

Du solltest das mal nicht gar zu sehr vertiefen..
Unsereiner hat durchaus deinen Beitrag gelesen, aber es soll ne 
Bachelor-Arbeit draus werden, nicht wahr?

Nochmal mein Rat: lies. Das ist auf lange Sicht der einzige wirklich 
gute Weg. Und glaub's mir, die Fähigkeit, sich aus eigener Kraft durch 
die Materie durchzuackern, ist ein Gut, das man pflegen, erhalten und 
befördern sollte - es zahlt sich aus. Das Gleichnis mit den guten und 
den schlechten Wegen kennst du gewiß.

W.S.

von Kritiker (Gast)


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W.S. schrieb:
> die Fähigkeit, sich aus eigener Kraft durch
> die Materie durchzuackern, ist ein Gut, das man pflegen, erhalten und
> befördern sollte

Ich kann gar nicht ausdrücken, wie SEHR ich dieser Aussage zustimme. 
Leider kommt man mit Durchmogeln inzwischen ziemlich weit und erst 
später fliegt man auf. Andererseits ist das für Leute wie mich ein 
grosser Vorteil, weil die Fähigkeiten der Jungen abnehmen. Momenten 
kommen die ganzen Jungs in die gehobenen Positionen, die Anfang des 
Jahrtausends so scher in der PISA Studie versagt haben. Ich kenne immer 
mehr von denen und ich sehe, warum sie versagt haben. Die hatten eine 
Schluderausbildung, die nur auf Google basierte. Die Buben kriegen jetzt 
Durck von oben (durch uns "Alte" und Druch von unten, durch die ganz 
Jungen, weil das Niveau ja inzwischen wieder angezogen hat.

von A. S. (rava)


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Dominik B. schrieb:
> Ich habe einen Lösungsansatz gebracht und wollt nur wissen ob das so
> funktionieren kann oder ob ich total auf dem Holzweg bin bevor ich mich
> weiter einlese. Komischerweise habe ich darauf keine Antwort bekommen.

naja,
du hast es im Frequenzbereich nicht geschafft. Aber der Laplace-Bereich 
ist auch nur ein Frequenzraum. Warum sollte es mit der Wikipediaformel 
besser klappen? Wäre nicht erstmal Fehlersuche angesagt?

Der Ansatz von Ingenieur1972 ist sicher am einfachsten, dazu musst du 
deine Übertragungsfunktion in eine Differenzengleichung umwandeln. Du 
bist nicht der Erste, der das macht. Bei der Methode lernt man leider am 
wenigsten ;)

Aber wenn man so Sachen liest wie "kein Interesse" oder "zu lange her", 
dann fragt man sich, warum du das Thema dann genommen hast.
Das wird ne Bachelorarbeit. Du brauchst ohnehin Literatur. Such dir ein 
Buch als Referenz, in dem die nötigen Schritte erklärt werden. Und 
schreib gleich mal was zusammen - Am Ende fehlt dir eh Zeit, 
erträglichen Text zu produzieren.

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