Facoltà di Ingegneria Progetto Alternanza scuola-lavoro Laboratorio di Signal Processing 13/06/2016 24/06/2016 Tutor Interno: Prof.ssa Claudia Zampolini Tutor Esterni: Prof. Ing. Fabrizio Frescura Prof. Ing. Giuseppe Baruffa Referente: Prof. Ing. Paolo Banelli Stagisti: Davide Alunno, Nicolò Cesaroni, Francesco Pieroni, Emanuele Reali
1.Premessa teorica 2.Presentazione del problema 3.Risoluzione 4.Risultati 5.Considerazioni e Conclusioni
Teoria del campionamento: Premessa teorica Un microfono è uno strumento in grado di misurare differenze di pressione, prodotte ad esempio dalla voce umana. Una volta catturate vengono trasmutate in segnale elettrico che poi viene campionato da dispositivi come la scheda audio a nostra disposizione, seguendo il teorema del campionamento che dice: Fc> 2F(max)
RISPOSTA IN FREQUENZA Ogni dispositivo per cui passa un segnale, idealmente dovrebbe lasciarlo inalterato, cioè non dovrebbe modificare l ampiezza delle varie frequenze di cui è composto. La risposta in frequenza ci permette di determinare il segnale in uscita dal sistema, attraverso la formula: Y(f)=X(f)*H(f) Dove Y(f) rappresenta il segnale in uscita, X(f) quello in entrata e H(f) la risposta in frequenza.
I FILTRI I filtri sono dispositivi che permettono il passaggio di frequenze all'interno di un dato intervallo. Sono di tre tipologie: Passa basso: lascia passare frequenze al di sotto di un valore scelto Passa banda: lascia passare frequenze comprese tra due valori Passa alto: lascia passare frequenze al di sopra di un valore scelto
Passa basso Passa alto Passa banda
Per monitorare l insieme di sinusoidi che compongono un segnale possiamo avvalerci di due tipologie di grafici: uno che mostra la pressione sonora in funzione del tempo ed un altro che ci permette di capire l ampiezza in funzione della frequenza. Rispettivamente:
Presentazione del problema Misurare la risposta in frequenza di: 1- I vostri altoparlanti, al variare dell angolo formato dal microfono rispetto alle casse 2- Lo speaker di un telefonino 3- Un aula vuota Rapportare le misure svolte con figure e schemi.
Risoluzione 1.Per misurare la risposta in frequenza degli altoparlanti si procede facendo riprodurre un segnale noto da essi e catturandolo con un microfono, si analizza poi lo spettro e lo si confronta con quello noto. Secondo la formula Y(f)=X(f)*H(f) si ricava che H(f)=Y(f)/X(f). La distanza tra il microfono e l altoparlante è di 2 metri, sufficiente a permettere la formazione dell onda di frequenza minima. La misurazione è stata effettuata orientando il microfono con angoli di: 0, 30, 60. Le sorgenti riprodotte sono il white noise e il pettine di sinusoidi e sono state registrate con Room EQ
White noise 0 gradi 30 gradi 60 gradi
Pettine di sinusoidi 0 gradi 30 gradi 60 gradi
2. Successivamente si è misurata la risposta in frequenza dello speaker del telefono, posizionando il telefono a 50 cm dal microfono, essendo la frequenza minima riproducibile di molto superiore a quella degli altoparlanti. Pettine di sinusoidi White noise
3.Per la misurazione della risposta in frequenza della stanza sono stati usati un clappatore e un palloncino, che hanno prodotto impulsi da 3 posizioni differenti: a sinistra, al centro e a destra dell aula.
Clap al centro Clap destra Clap sinistra
Palloncino sinistra Palloncino destra Palloncino centro
Conclusioni Dai grafici si possono ricavare le varie risposte in frequenza: 1.Con angolo di 0 si nota che le frequenze al di sotto dei 70 Hz sono attenuate, quelle comprese tra 70 e 110 sono amplificate, si mantengono poi costanti fino ai 7000 Hz dove vengono nuovamente attenuate. Più aumenta l angolazione del microfono più risultano attenuate le frequenze alte poiché esse si propagano in linea retta. 2.Le misurazioni relative agli speaker del telefono non possono essere prese in considerazione, infatti da esse si dovrebbe dedurre che le basse e le alte frequenze siano attenuate, mentre non risulta così dallo spettro. 3.La risposta in frequenza dell ambiente invece, come si evince dai grafici, amplifica le frequenze sotto i 700 Hz e attenua quelle sopra i 9000 Hz.
Questa esperienza si è rivelata stimolante, istruttiva ma soprattutto utile poiché ha trattato argomenti di interesse quotidiano e che si riveleranno d aiuto nel caso in futuro qualcuno intraprenda studi ingegneristici.