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| Title: | Psychophysikalische Untersuchung von spektralen und zeitlichen Mechanismen des auditorischen Systems anhand harmonischer und unharmonischer Amplitudenmodulationen: relatives und absolutes Gehör | |
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3.3.2 Signalgenerierung
Alle Signale wurden digital erzeugt. Um ein Signal digital zu erzeugen, ist es notwendig, alle Parameter des Signals zu kennen. Im Falle eines komplexen Tones sind dies
- die Frequenz jeder Komponente,
- die Phase jeder Komponente zu Beginn,
- die relativen Amplitudenverhältnisse der Komponenten,
- die Gesamtlautstärke,
- der zeitliche Amplitudenverlauf, vor allem die Rampen.
). In diesem so erzeugten Signal steckt die gesamte Information über Frequenzen und Phasen, aber noch keine Lautstärkeinformation, da die Töne alle auf den gleichen dynamischen Bereich skaliert sind. Die Lautstärke wird erst durch die nachträglichen programmierbaren Abschwächer festgelegt.
Der Schalldruck eines Signals in dB ist definiert als
. Die Lautstärke ist eine subjektive Größe und hängt im wesentlichen vom gemittelten Schalldruckpegel ab, der wiederum eine Funktion des Quadrates der Frequenzen und der Phasen ist. Dieser Mittelwert ist nur schwer in Echtzeit zu berechnen. Deswegen behalf ich mich an dieser Stelle mit einer Näherung: Wenn man annimmt, daß die Töne in etwa eine vergleichbare Wellenform haben, kann ich die Lautstärke einfach kalibrieren, indem ich
anhand eines vorher gemessenen Vergleichswertes die Abschwächung berechne.
Für diese Mittelung reicht es aus, wenn im Bild der Wellenform die Flächen unter den Wellenbergen im Mittel gleich sind. Für Töne mit wenigen Komponenten ist dies eine gute Näherung. Mit Hilfe dieses Systems erreichte ich, daß ich beliebige komplexe Töne mit Abweichungen von weniger als 3dB erzeugen kann, reine Töne, wie bei der Messung der Hörkurve noch genauer. Dies reichte für die Anforderungen der psychophysikalischen Versuche aus.
Eine noch genauere Kalibrierung ist mit vertretbarem Aufwand kaum noch zu erzielen und auch nur begrenzt sinnvoll, weil systematische Fehler einen bedeutenden Einfluß haben. So ist die Lautstärke eines Signals von Person zu Person aufgrund anatomischer Unterschiede, wie z.B. der Form des äußeren Ohres unterschiedlich. Diese Schwankungen liegen im Bereich einiger dB [71].
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| Experimentalphysik 1: Mechanik und Wärme (Springer-Lehrbuch) | |
| Siehe auch: | |
| Grundkurs Theoretische Physik 1: Klassische... | |
| Taschenbuch der Mathematik | |
| Tutorium Analysis 1 und Lineare Algebra 1: Mat... | |
| Experimentalphysik 2: Elektrizität und Opt... | |
| Analysis 1: Mit 250 Aufgaben und Lösungen... | |
| Gerthsen Physik (Springer-Lehrbuch) | |
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