Procedimiento y dispositivo de calibración en un sistema de audio.

Un procedimiento de calibración en un sistema de reproducción de sonido, en el que

• se forma una señal

(50) de calibración eléctrica,

• se forma una señal (3) de audio en el altavoz a partir de la señal (50) de calibración,

• se mide la respuesta (9) de la señal (3) de audio y se analiza en un ordenador (8) conectado al altavoz a través de una red (13) de control, y

• el sistema se ajusta en base a los resultados de medición,

caracterizado por que

• la señal (50) de calibración se forma en el altavoz (1) de manera que es esencialmente una señal sinusoidal, cuya frecuencia realiza una exploración de al menos sustancialmente todo el rango de frecuencias de audio

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FI2007/050156.

Solicitante: GENELEC OY.

Nacionalidad solicitante: Finlandia.

Dirección: OLVITIE 5 74100 IISALMI FINLANDIA.

Inventor/es: MAKIVIRTA,AKI, GOLDBERG,ANDREW, TIKKANEN,JUSSI, URHONEN,JUHA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > SISTEMAS ESTEREOFONICOS > H04S7/00 (Disposiciones para la indicación; Disposiciones para el control, p. ej. para el control de la compensación)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > ALTAVOCES, MICROFONOS, CABEZAS DE LECTURA PARA GRAMOFONOS... > H04R29/00 (Dispositivos de monitorización; Dispositivos de ensayo)

PDF original: ES-2527720_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento y dispositivo de calibración en un sistema de audio

La presente invención se refiere a un procedimiento de calibración según la reivindicación 1.

La invención se refiere también a un sistema de reproducción de sonido según la reivindicación 1.

Según la técnica anterior, se conocen procedimientos de calibración en los que una señal de prueba es suministrada a un altavoz. La respuesta a la señal de prueba se mide usando un sistema de medición y la respuesta de frecuencia del sistema se ajusta de manera que sea lo más uniforme posible usando un ecualizador.

El documento US 251254662 describe un procedimiento de calibración en un sistema de reproducción de sonido.

Una desventaja del estado de la técnica es que la disposición de medición es difícil y requiere un equipo especial. La disposición de calibración no puede generalizarse para diferentes espacios de audición y la obtención de un resultado fiable exige siempre una planificación muy precisa y también el conocimiento y la habilidad para usar las partes Individuales del sistema de medición.

La invención pretende eliminar los defectos del estado de la técnica, descritos anteriormente, y para este propósito crea un tipo completamente nuevo de procedimiento y aparato para calibrar un sistema de reproducción de sonido.

La invención se basa en la conexión del equipo de reproducción de sonido, con la ayuda de una red de control, a un sistema de calibración construido alrededor de un ordenador.

Con la ayuda de una primera realización preferida de la invención, la respuesta de frecuencia de la tarjeta de sonido del ordenador puede ser calibrada usando un generador externo a la tarjeta de sonido, el cual, sin embargo, es controlado por el ordenador en el que está la tarjeta de sonido.

Según una segunda realización preferida de la Invención, la amplificación de la tarjeta de sonido es calibrada usando los ajustes de voltaje de la señal de prueba.

Según una tercera realización preferida de la invención, el altavoz activo está equipado con un generador de señal, que puede ser usado para crear una señal de prueba sinusoidal de exploración logarítmica.

Según una cuarta realización preferida de la invención, el nivel de la señal de medición se ajusta de manera que se consiga la mayor relación señal-ruido posible.

Según una quinta realización preferida de la invención, la fase del altavoz principal y el subwoofer es ajustada de manera que sean la misma a la frecuencia de cruce, con la ayuda de un generador sinusoidal integrado en el altavoz subwoofer activo.

Según una sexta realización preferida de la invención, se usa una señal sinusoidal logarítmica para ecualizar las respuestas de frecuencia de los altavoces en la posición de audición (la ubicación del micrófono), con el fin de eliminar las diferencias en los niveles mutuos y los retardos debidos al tiempo de recorrido de los altavoces en el sistema de altavoces.

Más específicamente, el procedimiento según la invención está caracterizado por la parte descriptiva de la reivindicación 1.

El aparato según la invención, a su vez, está caracterizado por la parte descriptiva de la reivindicación 1.

Se obtienen considerables ventajas con la ayuda de la invención.

Con la ayuda del procedimiento según la invención, cualquier ordenador en el que haya una tarjeta de sonido cualquiera, puede ser usado para calibrar un sistema de reproducción de sonido, con la ayuda de un micrófono económico.

El software que implementa la invención puede ser instalado en todos los sistemas operativos de ordenador más comunes.

Según la primera realización preferida de la invención, es posible prever que la respuesta de la tarjeta de sonido puede ser calculada usando una FFT, por ejemplo, H = FFT(y) / FFT(x), en la que H es la respuesta de frecuencia, x es una señal generada conocida, e y es la respuesta acústica grabada por la tarjeta de sonido. Sin embargo, esto no producirá un resultado a menos que el espectro de la señal generada sea continuo (la energía en todas las

frecuencias examinadas), ya que de lo contrario la respuesta de frecuencia no puede ser calculada (las señales x e y reciben el valor cero, en cuyo caso no existe un cociente H a esta frecuencia) a estas frecuencias, en las que el contenido de energía de la señal de entrada es cero (o muy pequeño), de esta manera, este procedimiento no puede ser usado como una solución general.

Debido a que el procedimiento según la invención funciona con cualquier tarjeta de sonido de un ordenador, las respuestas de frecuencia de las tarjetas de sonido pueden diferir entre sí.

Una medición que se realiza usando el modelado según la invención elimina este problema.

Un procedimiento conocido para eliminar los defectos de la respuesta de frecuencia de una tarjeta de sonido es, por ejemplo, una medición con bucle de retorno, en la que la tarjeta de sonido genera una señal, que graba ella misma. En este procedimiento, la respuesta de la salida de la tarjeta de sonido no puede ser distinguida de la respuesta de la entrada. En el procedimiento según la invención, sólo se mide la salida, en cuyo caso la entrada, en sí misma, puede ser ecualizada.

La construcción producida mediante el procedimiento es muy sencilla de implementar, debido a que el impulso requerido para la medición es producido, por ejemplo, por la línea IO de un micro-controlador, en el que el voltaje producido por la misma se suma a la señal de micrófono.

Este procedimiento puede ser incorporado al amplificador de micrófono, de manera que la calibración pueda ser realizada de manera transparente para el operador (sin que el operador lo sepa) y también al mismo tiempo que se graba la medición acústica.

Según la segunda realización preferida de la Invención, el retardo desconocido y variable causado por el sistema operativo del ordenador puede ser eliminado. Puede calcularse la sensibilidad de la salida de la tarjeta de sonido del ordenador (el tamaño de la palabra digital en voltios).

Según la tercera realización preferida de la Invención, debido a que la señal de prueba no es suministrada al altavoz desde el ordenador, sino que surge en el altavoz, la señal de prueba no crea otras distorsiones o cambios, además de la respuesta acústica.

Sólo el micrófono de medición y la respuesta de frecuencia de la entrada de la tarjeta de sonido del ordenador, además de la trayectoria de transferencia acústica, afectan a la señal de medición.

Debido a que la señal de medición está integrada, está siempre disponible.

Debido a que el factor de cresta de la señal de medición es pequeño, produce una buena relación señal-ruido. Según la cuarta realización de la invención, se consiguen las ventajas siguientes.

Debido a que la distancia del micrófono puede variar en gran medida, la magnitud de la respuesta acústica producida por la señal de medición puede variar dentro de límites muy amplios.

El ruido producido por el entorno no varía de la misma manera, sino que, por el contrario, se mantiene relativamente constante (en cada sala).

Si el micrófono está muy cerca del altavoz, la señal que se está siendo grabada puede ser demasiado grande, en cuyo caso su pico será limitado en la tarjeta de sonido del ordenador.

Si el micrófono está muy lejos, la señal puede ser demasiado pequeña con relación al ruido ambiental, en cuyo caso la relación señal-ruido seguirá siendo pobre.

Siempre puede asegurarse una relación señal-ruido ventajosa con la ayuda de un ajuste de nivel.

La limitación de picos de la señal de medición puede prevenirse... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento de calibración en un sistema de reproducción de sonido, en el que

se forma una señal (5) de calibración eléctrica,

se forma una señal (3) de audlo en el altavoz a partir de la señal (5) de calibración,

se mide la respuesta (9) de la señal (3) de audio y se analiza en un ordenador (8) conectado al altavoz a través de una red (13) de control, y

el sistema se ajusta en base a los resultados de medición,

caracterizado por que

la señal (5) de calibración se forma en el altavoz (1) de manera que es esencialmente una señal sinusoidal, cuya frecuencia realiza una exploración de al menos sustancialmente todo el rango de frecuencias de audio.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la velocidad de exploración de la señal (5) de calibración es logarítmica.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la exploración de la señal (5) de calibración se inicia desde las frecuencias más bajas.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el procedimiento se usa para calibrar una tarjeta de sonido desconocida.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que la respuesta de la tarjeta (7) de sonido es modelada usando la respuesta de frecuencia.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el procedimiento se usa para determinar la amplificación de la tarjeta (7) de sonido.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el procedimiento se usa para determinar la distancia del altavoz (1).

8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el procedimiento se usa para ajustar la fase del subwoofer y el altavoz principal de manera que sean iguales a la frecuencia de cruce.

9. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el procedimiento se usa para ecualizar, es decir, calibrar la respuesta de todos los altavoces (1) en la sala de audición.

1. Un sistema de reproducción de sonido, que comprende:

un altavoz (1),

un aparato (2) de control para el altavoz (1),

conexiones (13) de señal y de control al altavoz,

un micrófono (4) para medir la respuesta de los altavoces, y

aparatos (12, 8, 18) de análisis y control conectados al altavoz a través de una red (13) de control, para analizar y ajustar la señal (9) obtenida desde el micrófono, en base a los resultados del análisis,

caracterizado por que

el altavoz (1) comprende medios adaptados para formar una señal (5) eléctrica de calibración esencialmente sinusoidal, de frecuencia variable, de manera que la señal de calibración realiza una exploración esencialmente en todo el rango de frecuencias de audio.

11. Aparato según la reivindicación 1, caracterizado por que la velocidad de exploración de la señal (5) de calibración es logarítmica.

12. Aparato según la reivindicación 1 u 11, caracterizado por que la exploración por la señal (5) de calibración se inicia desde las frecuencias más bajas.

13. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que es aparato se usa para calibrar la respuesta de frecuencia de una tarjeta de sonido desconocida.

14. Aparato según la reivindicación 13, caracterizado por que la respuesta de la tarjeta (7) de sonido se modela usando la respuesta de frecuencia.

15. Aparato según la reivindicación 1, caracterizado por que el aparato se usa para determinar la amplificación de

la tarjeta (7) de sonido.

16. Aparato según la reivindicación 1, caracterizado por que el aparato se usa para determinar la distancia del altavoz.

17. Aparato según la reivindicación 1, caracterizado por que el aparato se usa para ajustar la fase del subwoofer y 1 el altavoz principal de manera que sean iguales a la frecuencia de cruce.

18. Aparato según la reivindicación 1, caracterizado por que el aparato se usa para ecualizar (1), es decir, calibrar la respuesta de todos los altavoces del sistema, en la sala de audición.

19. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones, caracterizado por que el altavoz es un altavoz activo, es decir, contiene un amplificador.