MATKAPUHELINKAIUTTIMIEN TAAJUUSVASTEISTA JA SÄRÖKÄYT- TÄYTYMISESTÄ 1 JOHDANTO 2 ANALYYSIMENETELMÄT

Samankaltaiset tiedostot
SWEPT SINE MITTAUSTEKNIIKKA (NOR121 ANALYSAATTORILLA)

SIIRTOMATRIISIN JA ÄÄNENERISTÄVYYDEN MITTAUS 1 JOHDANTO. Heikki Isomoisio 1, Jukka Tanttari 1, Esa Nousiainen 2, Ville Veijanen 2

Tiivistelmä KAIUTTIMEN ÄÄNEKKYYDEN MITTAAMINEN 1 JOHDANTO 2 ÄÄNEKKYYDEN MITTAAMINEN VAALEANPUNAISELLA KOHINALLA. Juha Holm, Aki Mäkivirta

PIENEN KOAKSIAALISEN KOLMITIEKAIUTTIMEN SUUNNITTELU 1 JOHDANTO 2 AIEMMAT RATKAISUT. Juha Holm 1, Aki Mäkivirta 1. Olvitie IISALMI.

Tietoliikennesignaalit & spektri

ÄÄNEKKÄÄMMÄN KANTELEEN MALLINTAMINEN ELEMENTTIME- NETELMÄLLÄ

Suodattimet. Suodatintyypit: Bessel Chebyshev Elliptinen Butterworth. Suodattimet samalla asteluvulla (amplitudivaste)

RAKENNUSAKUSTIIKKA - ILMAÄÄNENERISTÄVYYS

Johdanto tieto- viestintäteknologian käyttöön: Äänitystekniikka. Vfo135 ja Vfp124 Martti Vainio

PSYKOAKUSTINEN ADAPTIIVINEN EKVALISAATTORI KUULOKEKUUNTELUUN MELUSSA

Autenttinen, ensiluokkainen laatu. Kaikkialla.

FYSP105 / K3 RC-SUODATTIMET

6. Äänitasomittauksia Fysiikka IIZF2020

83950 Tietoliikennetekniikan työkurssi Monitorointivastaanottimen perusmittaukset

ELEC-C Sovellettu digitaalinen signaalinkäsittely. Äänisignaalien näytteenotto ja kvantisointi Dither Oskillaattorit Digitaalinen suodatus

Dynamiikan hallinta Lähde: Zölzer. Digital audio signal processing. Wiley & Sons, Zölzer (ed.) DAFX Digital Audio Effects. Wiley & Sons, 2002.

Spektri- ja signaalianalysaattorit

Surround. Äänitys ja miksaus LFE-kanava 5.1. Mitä tarvitaan? 5 pääkaiutinta aktiivikaiuttimet passiivikaiuttimet + surround-vahvistin

20 Kollektorivirta kun V 1 = 15V Transistorin virtavahvistus Transistorin ominaiskayrasto Toimintasuora ja -piste 10

HRTFN MITTAAMINEN SULJETULLA VAI AVOIMELLA KORVA- KÄYTÄVÄLLÄ? 1 JOHDANTO 2 METODIT

THE audio feature: MFCC. Mel Frequency Cepstral Coefficients

Tiedonkeruu ja analysointi

Kokemuksia 3D-tulostetuista ääntöväylämalleista

LABORATORIOTYÖ 2 A/D-MUUNNOS

Organization of (Simultaneous) Spectral Components

2. kierros. 2. Lähipäivä

Tiedonkeruu ja analysointi

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät Välikoe

Signaalien generointi

Digitaalinen audio

Kohti uuden sukupolven digitaalipianoja

Säätötekniikan ja signaalinkäsittelyn työkurssi

LABORATORIOTYÖ 2 SPEKTRIANALYSAATTORI

KORVAKÄYTÄVÄN AKUSTIIKAN MITTAUS JA MALLINNUS 1 JOHDANTO 2 SIMULAATTORIT JA KEINOPÄÄT

CASE: KITARAVAHVISTIMEN AB-LUOKAN TEHOVAHVISTIMEN PÄIVITTÄMINEN D-LUOKKAAN

SGN-4200 Digitaalinen audio

Taajuusmittauskilpailu Hertsien herruus Mittausraportti

(5)+liitteet

LABORATORIOTYÖ 3 VAIHELUKITTU VAHVISTIN

33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ

Pianon äänten parametrinen synteesi

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

LABORATORIOTYÖ 2 A/D-MUUNNOS

Videotoisto Nexus 7 tableteilla: Android 4.4 KitKat selvästi edellistä versiota heikompi

1 Diskreettiaikainen näytteistys. 1.1 Laskostuminen. Laskostuminen

1. Perusteita Äänen fysiikkaa. Ääniaalto. Aallonpituus ja amplitudi. Taajuus (frequency) Äänen nopeus

Suomenkielinen käyttöohje

Virheen kasautumislaki

Infraäänimittaukset. DI Antti Aunio, Aunio Group Oy

Yleistä. Digitaalisen äänenkäsittelyn perusteet. Tentit. Kurssin hyväksytty suoritus = Harjoitustyö 2(2) Harjoitustyö 1(2)

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

M2A Suomenkielinen käyttöohje.

3 Ääni ja kuulo. Ihmiskorva aistii paineen vaihteluita, joten yleensä äänestä puhuttaessa määritellään ääniaalto paineen vaihteluiden kautta.

Älypuhelimet. Sisällysluettelo

LOPPURAPORTTI Lämpötilahälytin Hans Baumgartner xxxxxxx nimi nimi

Kuulohavainnon perusteet

Teemu Halkosaari (1), Markus Vaalgamaa (2), Juha Backman (2)

ÄÄNEKKÄÄMMÄN KANTELEEN SUUNNITTELU JA ANALYYSI 1 JOHDANTO

RYHMÄKERROIN ÄÄNILÄHDERYHMÄN SUUNTAAVUUDEN

Tv-äänisuunnittelu. Antti Silvennoinen Tel

1 Vastaa seuraaviin. b) Taajuusvasteen

Anturit ja Arduino. ELEC-A4010 Sähköpaja Tomi Pulli Signaalinkäsittelyn ja akustiikan laitos Mittaustekniikka

Yleistä äänestä. Ääni aaltoliikkeenä. (lähde

Pikaopas: ReSound LiNX- kuulokojeen käyttäminen iphone puhelimen avulla

LASKOSTUMISEN HAVAITSEMINEN SAHA-AALLOSSA

AKUSTISEN ABSORPTIOSUHTEEN MÄÄRITYS LABORATORIOSSA

JOHDATUS TEKOÄLYYN TEEMU ROOS

TASA- JA VAIHTOVIRTAPIIRIEN LABORAATIOTYÖ 5 SUODATINPIIRIT

IMPULSSIVASTEEN ANALYSOINTI AALLOKEMENETELMIN TIIVISTELMÄ 1 AALLOKEANALYYSI. Juha Urhonen, Aki Mäkivirta

Tomi Huttunen Kuava Oy Kuopio

Sir Elwoodin Hiljaiset Värit Pistepirkko Haloo Helsinki

Oikosulkumoottorikäyttö

JOHDATUS TEKOÄLYYN TEEMU ROOS

(1) Teknillinen korkeakoulu, Signaalinkäsittelyn ja akustiikan laitos PL 3000, FI TKK -

Kansainvälinen Työturvallisyyspäivä 2018 Vaasa

Radiotekniikan perusteet BL50A0301

Kompleksiluvut signaalin taajuusjakauman arvioinnissa

Samurai helppokäyttöinen ohjelma melun ja värähtelyjen mittauksiin

Liikkuvan maalin ilmaisu ja tunnistaminen SAR-tutkalla

ö ø Ilmaääneneristävyys [db] 60 6 mm Taajuus [Hz]

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

M2A Suomenkielinen käyttöohje.

TESTAUSSELOSTUS Nro VTT-S Ilmaääneneristävyyden määrittäminen Lasiseinä liukuovella, Fasad 30

Tuntematon järjestelmä. Adaptiivinen suodatin

KERTALUKUANALYYSI KAIVOSKONEEN MELUKARTOITUKSESSA 1 JOHDANTO 2 MITTAUKSET. Velipekka Mellin

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

Kanavamittaus moderneja laajakaistaisia HFjärjestelmiä

PIENTALOJEN ÄÄNENERISTÄVYYS YMPÄRISTÖMELUA VASTAAN TAAJUUKSILLA HZ INFRAÄÄNITUTKIMUS

MENETELMÄ NAPPIKUULOKKEIDEN AIHEUTTAMAN MELUALTISTUKSEN MITTAAMISEEN TÄRYKALVON ÄÄNENPAINETASON PERUSTEELLA 1 JOHDANTO 2 MENETELMÄ

Antti Kelloniemi, Kalle Koivuniemi, Jarkko Punnonen, Sari Suomela. Tiivistelmä

IIR-suodattimissa ongelmat korostuvat, koska takaisinkytkennästä seuraa virheiden kertautuminen ja joissakin tapauksissa myös vahvistuminen.

TESTAUSSELOSTUS Nro VTT-S Ilmaääneneristävyyden määrittäminen Yksilasinen siirtolasiseinä, SCM L-35-ACUSTO

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät Välikoe

Tiistai klo Jari Eerola

Uuden sukupolven HF-kommunikaatiotekniikka

ÄÄNTÄ VAHVISTAVAT OLOSUHDETEKIJÄT. Erkki Björk. Kuopion yliopisto PL 1627, Kuopion 1 JOHDANTO

AMPUMAMELUN TUTKIMUKSIA. Timo Markula 1, Tapio Lahti 2. Kornetintie 4A, Helsinki

LABORAATIOSELOSTUSTEN OHJE H. Honkanen

6.8 Erityisfunktioiden sovelluksia

A. SMD-kytkennän kokoaminen ja mittaaminen

Transkriptio:

MATKAPUHELINKAIUTTIMIEN TAAJUUSVASTEISTA JA SÄRÖKÄYT- TÄYTYMISESTÄ Henri Penttinen, Antti Jylhä, Perttu Laukkanen ja Niko Lehtonen Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu Signaalinkäsittelyn ja akustiikan laitos PL 13000, 00076 Aalto etunimi.sukunimi@aalto.fi 1 JOHDANTO Mobiililaitteet ovat kehittyneet viimeisen kymmenen vuoden aikana matkapuhelimista monipuolisiksi multimedialaitteiksi. Erityisesti musiikillisten sovellusten ja pelien kehitys on ollut viime aikoina merkittävää. Nykyään mobiililaitteita käytetäänkin yhä enemmän toistamaan musiikkia ja erilaisiin sovelluksiin sisältyviä äänisisisältöjä. Äänentoiston suhteen matkapuhelinten suurimpana haasteena on laitteiden koko, mikä rajoittaa kaiutinelementtien suunnittelua. Äänenlaadun lisäksi tärkeitä suunnitteluparametreja ovat äänen säteilyteho, särön minimointi ja kestävyys sekä virrankulutus. Näiden välillä joudutaan usein tekemään kompromisseja [1]. Miniatyyrikaiuttimet säteilevät yleensä heikosti pieniä taajuuksia, mitä voidaan jossain määrin parantaa esim. kotelorakenteilla [2]. Lisäksi miniatyyrikaiuttimissa ilmenee usein huomattavia määriä säröä [3]. Suunnittelurajoitteet näkyvät myös moninaisina kaiutinsijoitteluina ja suojausratkaisuina. Puhelimen käyttäjän ja äänisisältöjen suunnittelijan kannalta kiinnostava kysymys onkin, miten hyvin laitteen kaiuttimet soveltuvat musiikin ja äänten toistoon ja kuunteluun. Tämän tutkimuksen tavoitteena on selvittää matkapuhelinkaiuttimien yleisiä äänentoistoon liittyviä ominaisuuksia. Erityisesti keskitytään analysoimaan puhelinten taajuusvasteita, särökäyttäytymistä sekä äänen säteilytasoa. On huomattava, että tässä käsittelyssä ei keskitytä pelkkään kaiutinelementtiin, kuten hifimittauksissa on tapana, vaan mitattavana on koko signaaliketju puhelimen mediasoittimesta kaiuttimeen asti. Mitattavaan ääniketjuun kuuluvat siis mahdolliset digitaaliset suodattimet, DA-muuntimet, vahvistin sekä kaiutinelementit. Aloitamme tarkastelun kuvaamalla lyhyesti käyttämämme analyysimenetelmät ja mittausjärjestelyt, jonka jälkeen esittelemme tuloksia puhelinten mitatuista taajuusvasteista, säteilytasosta, särökäyttäytymisestä ja aliasoitumisesta. Lopuksi teemme yhteenvedon matkapuhelinkaiuttimien nykytilasta. 2 ANALYYSIMENETELMÄT Kaiuttimien impulssi- ja taajuusvasteiden analyysiin on esitetty monia menetelmiä [4]. Eräs paljon käytetty tapa on käyttää sinimuotoista, logaritmista taajuuspyyhkäisyä, jonka avulla taajuusvasteen laskenta on suoraviivaista. Yhtenä logaritmisen pyyhkäisyn 1

etuna on, että sen avulla voidaan myös analysoida staattisia harmonisia särökomponentteja koko taajuusalueella [5]. Toinen tyypillinen tapa mitata harmonista säröä on käyttää pistetaajuuksia, jolloin särökomponentit erottuvat mitatussa spektrissä perustaajuuden kerrannaisina. Tämän tavan etuna on, että sen avulla on helppo laskea järjestelmän harmoninen kokonaissärö (total harmonic distortion, THD) kyseisellä taajuudella. Pakarinen [6] on kehittänyt työkalun nimeltä Distortion Analysis Tookit (DATK), joka on erityisesti suunniteltu epälineaarisen särön tarkasteluun. DATK:n avulla on mahdollista analysoida järjestelmien taajuusvasteita, harmonista säröä sekä pyyhkäisymittauksen että pistetaajuusmittauksen avulla, keskinäismodulaatiosäröä (intermodulation distortion, IMD), transientteja sekä aliasoitumista. DATK:n avulla käyttäjä voi luoda sopivan analyysisignaalin, johon on mahdollista sisällyttää esimerkiksi sekä pistetaajuuksia että logaritminen taajuuspyyhkäisy. Signaalin luomisen yhteydessä järjestelmä luo metadataa, jonka avulla nauhoitettujen signaalien analyysi on käyttäjälle yksinkertaista. 3 MITTAUSJÄRJESTELYT Käytimme mittauksissa DATK -järjestelmällä muodostettua herätesignaalia, joka koostuu sekä sinimuotoisista pistetaajuuksista (1000 Hz ja 4000 Hz) että logaritmisesta taajuuspyyhkäisystä (100-20000 Hz). Herätesignaali toistettiin puhelinten omia mediasoittimia käyttäen kaiuttomassa huoneessa ja nauhoitettiin Brüel & Kjaer 4191 vapaakenttämikrofonin, B&K 2669 esivahvistimen, Nexus-mikrofonivahvistimen ja MOTUäänikortin kautta. Nauhoitusohjelmana käytimme Audacitya. Nexuksen herkkyys oli asetettu vakioarvoon 316 mv tulosten vertailukelpoisuuden varmistamiseksi. Kaikille laitteille teimme mittaukset yhden metrin etäisyydeltä 0 asteen kulmassa kolmella eri äänenvoimakkuudella (100 %, 50 % ja 10 %). Lisäksi suppeammalla puhelinjoukolla nauhoitimme mittaussignaalin 45, 90 ja 180 asteen kulmista puhelinta kääntämällä. Mittasimme puhelimet myös 65 * 91 cm pöytälevyn päällä metrin etäisyydeltä. Suuntaa antavan säteilytason mittasimme käyttämällä herätteenä valkoista kohinaa ja mittaamalla äänitasomittarilla (A-painotus) äänipainetason metrin etäisyydellä. Tässä tarkoituksena oli vertailla puhelinten toistovoimakkuutta. Toistotaso oli suurimmalla mahdollisella ja puhelimet oli käännetty äänenpainetason kannalta suotuisimpaan asentoon. Eroja puhelinmallien kaiuttimien asettelussa havainnollistetaan kuvassa 1. Kuva 1: Testattujen puhelimien kaiuttimien paikat. 2

4 TULOKSET Mittasimme yhteensä 16 puhelinta niin, että muutamasta mallista käytössä oli useita kappaleita. Lisäksi mittasimme kahdet lisäkaiuttimet, jotka tarkoitettu mobiili- ja multimedialaitteille. Taulukko 1 esittää mitatut matkapuhelinmallit sekä niiden taajuuskaistan, A-painotetun SPL-arvon, THD-arvon ja mahdollisen äänekkyyskorostuman. Taulukko 1: Matkapuhelinten mitattuja ominaisuuksia. SPL on A-painotettu säteilyvoimakkuus yhdestä pisteestä, THD harmoninen kokonaissärö 50 % äänenvoimakkuudella neljästä ensimmäisestä harmonisesta laskettuna, f c1 f c2 puhelimen päästökaista ja f B (A B ) mahdolliset merkitykselliset taajuuskorostumat. Puhelin SPL THD f c1 f c2 f B (A B ) [dba] @ [%] [Hz] [Hz]([dB]) Altec lisäkaiutin 86 0.3 250-15000 8200 (10) Nokia lisäkaiutin 85 1.8 300-8500 - Blackberry Pearl 79 2.2 700-9000 5000 (15) Samsung SGH 400 78 1.5 750-18000 6500 (10), 10000 (8) Nokia 5130 76 2.2 750-7000 4200 (6) Nokia N8 74 2.1 900-7000 4500 (10) Nokia N97 (1) 71 3.1 750-8000 3800 (9), 19000 (0) Nokia N97 (2) 71 3.7 800-8000 3800 (9), 19000 (0) Nokia N95 (1) 70 3.2 600-6000 3500 (15), 14000 (0) Nokia N95 (2) 70 1.9 700-6000 3500 (10), 14000 (0) Nokia N95 (3) 70 4.8 550-6000 3500 (15), 14000 (3) Nokia 3120 67 33.2 1000-5500 3200 (6) iphone 3G 67 21.1 650-7000 4000 (10), 16000 (0) ipod Touch 67 12.1 1050-2050 - Nokia E71 64 9.4 700-12000 - ipad 64 10.2 400-16000 3200 (10) iphone 4 (1) 64 6.1 650-10000 4200 (10), 14000 (3) iphone 4 (2) N/A 8.4 600-10000 4200 (9), 14000 (3) 4.1 Säteilytaso Taulukko 1 kuvaa suurinta saavutettavaa äänensäteilyä kullekin puhelimelle. Taulukon 1 puhelinmallit on järjestetty mitatun dba säteilytason funktiona suurimmasta pienimpään. Mitattujen puhelinten keskiarvo on 70 dba ja äänekkäin on Blackberry Pearl (79 dba) ja hiljaisin iphone4 (64 dba). Mitatut lisäkaiuttimet ovat luonnollisesti äänekkäimmät ja n. 15 dba tehokkaampia kuin puhelimet keskimäärin. Lisäksi Nokian N95- ja N97-malleilla ei näyttäisi olevan huomattavia yksilöllisiä eroja. SPL-mittaukset suoritettiin vain yhdestä pisteestä jolloin puhelinten suuntaavuutta ei huomioida. 3

4.2 Taajuusvasteiden tarkastelu Kaiuttimien pieni koko näkyy selvästi mitatuissa vasteissa. Kuva 2 esittää a) Nokia N95 ja b) iphone 3G puhelimien taajuusvasteet (yhtenäinen viiva). Puhelimien päästökaista on keskimäärin 700 Hz 9000 Hz välissä (ipodtouchia ei ole huomioitu). Taulukko 1 esittää puhelimien päästökaistat -6 db kulmataajuuksien avulla. Päästökaistan taso on määritelty 1000-3000 Hz keskiarvona. Levein taajuuskaista on Samsung SGH 400 puhelimella 750-18000 Hz. Tasaisin päästökaistan vaste on puhelimella Nokia E71. Heikoiten pieniä taajuuksia toistavat ipodtouch jossa kulmataajuus on 1050 Hz. iphonepuhelimien (iphone 3-4) suhteessa leveä kaista selittyy heikolla säteilytasolla. Kuva 2: Puhelimien a) Nokia N95 ja b) iphone 3G taajuusvasteet (yhtenäinen viiva: 1) sekä kaksi ensimmäistä särökomponenttia (katkoviiva:2 ja piste-katkoviiva: 3). Puhelimien SPL-tasoerot (kts. taulukko 1) näkyvät myös taajuusvasteissa. Matkapuhelinten taajuusvasteet sisältävä lisäksi huomattavia poikkeamia. Osa poikkeamista liittyy epäilemättä heikkoon laatuun, mutta osa poikkeamista on systemaattisia 4

korostumia. Ensimmäinen systemaattinen korostuma sijaitsee 2-5 khz alueella ja se voidaan tulkita suunnitelmalliseksi resonanssiksi jolla lisätään äänekkyyttä. Tämän korostuman vaikutus äänekkyyden lisäämiseen perustuu siihen, että kuulojärjestelmä on herkimmillään juuri 2-5 khz alueella [7]. Kuva 2 esittää kuinka resonanssit sijoittuvat a) Nokia N95 ja b) iphone 3G puhelimilla 3.5 khz ja 4 khz taajuuksille. Muutamissa vasteissa ilmenee myös toinen systemaattinen korostuma 10-16 khz alueella (Nokia N95 ja N97 sekä Samsung SGH 400 ja Applen puhelimet). Kuvan 2 puhelimille näiden korostumien keskitaajuudet ovat a) 14 khz ja b) 16 khz. Nämä korkeammalla taajuudella sijaitsevat resonanssit lisäävät äänenväriin kirkkautta ja aiheutuvat mahdollisesti systeemin rakenteellisista resonansseista. Puhelimen pöydälle asettaminen voi teoreettisesti tehostaa äänensäteilyä 6 db pienillä taajuuksilla. Puhelinten kaiutinasettelu vaikuttaa kuitenkin käytännössä merkittävästi korostuman syntyyn; esimerkiksi N95- ja iphone-puhelimilla kaiuttimet ovat luonnostaan lähellä pöytälevyä, jolloin säteilytaso korostuu lähes 6 db. Puhelimilla, joissa kaiuttimet on sijoitettu esimerkiksi etupaneeliin, merkittävää korostumaa ei synny. Testatut kannettavat lisäkaiuttimet tuovat helposti 1-2 oktaavia lisää pienille taajuuksille, hieman puhelinmallista riippuen. Lisäkaiuttimien vaste on lisäksi huomattavasti tasaisempi päästökaistalla (3 db sisällä) verrattuna matkapuhelinten omien kaiuttimien taajuusvasteisiin, joista löytyy jopa 15 db vaihtelua päästökaistalla. 4.3 Puhelinten särökäyttäytymisestä Puhelimien särökäyttäytymistä tutkittiin mittaamalla niiden THD arvot 1 khz pistetaajuudella ja taajuusriippuvat särövasteet logaritmisesta pyyhkäisystä. Taulukko 1 esittää mitattujen puhelimien THD arvot joiden keskiarvo on 7.1%. Hifikaiuttimien THD arvot ovat yleensä alle 0.5%. Tämä suuri keskiarvo selittyy osittain sillä, että mittauksessa tulee mukaan koko signaaliketju mediasoittimesta kaiuttimeen. Nokia 3120 puhelinta lukuun ottamatta Applen puhelimet särkevät eniten (keskiarvo 11.6%). Lasketut THD arvot ovat samaa luokkaa kuin mitä aiemmissa tutkimuksissa on mitattu [3]. Kuvassa 2 esitetään lineaaristen vasteiden (yhtenäinen viiva: 1) lisäksi toisen (katkoviiva: 2) ja kolmannen (piste-katkoviiva: 3) harmonisen särön magnitudi taajuuden funktiona. Särövasteiden taajuudet on skaalattu niin, että särökomponentit esitetään samalla taajuudella kuin lineaarivasteen komponentit. Toisin sanoen esim. 100 Hz lineaarivasteen toinen harmoninen esitetään kuvaajassa taajuudella 100 Hz, mutta sen oikea taajuus on 200 Hz. Kuvassa 2 a) Nokia N95 särövasteissa näkyy korostumat, jotka nousevat n. 20 db päähän lineaarivasteesta 1200 Hz ja 1750 Hz taajuuksilla molemmissa särökomponenteissa. Kuvan 2 b) iphone 3G särövasteessa näkyy korkea THD-arvo erittäin voimakkaana kolmannen harmonisen vasteena. Kolmas harmoninen on voimakkaampi kuin lineaarivaste 220 Hz - 520 Hz kaistalla. Pyyhkäisymittausten aikana tehtiin kuulohavainnot signaalin aliasoitumisesta ipad-, iphone4- ja Nokia N8 -malleille. 5

5 JOHTOPÄÄTÖKSET Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin 16 matkapuhelimen kaiuttimien äänentoisto-ominaisuuksia. Tämä on ensimmäinen julkaisu jossa aihetta ja mittaustuloksia käsitellään tässä laajuudessa. Tyypillisesti matkapuhelin säteilee 700-9000 Hz kaistalla ja n. 70 dba tasolla. Muutamassa tapauksissa äänekkyyttä on lisätty korostamalla 3-5 khz aluetta. Käytännön rajoitukset (tilavuus, kestävyys ja hinta) luovat haasteelliset olosuhteet suunnittelulle. Mitatuissa puhelimissa kaiutinsijoittelussa löytyykin laaja kirjo erilaisia ratkaisuja. Matkapuhelimille ja multimedialaitteille tarkoitetut kannettavat lisäkaiuttimet tuovat helposti 1-2 oktaavia lisää pienille taajuuksille, puhelinmallista riippuen. Lisäkaiuttimien vaste on lisäksi huomattavasti tasaisempi päästökaistalla (3 db sisällä) kun taas matkapuhelinten taajuusvasteissa löytyy 15 db tasoeroja. Matkapuhelimet säröyttävät signaalia (THD keskimäärin 7.1 %) huomattavasti enemmän kuin perinteiset hifikaiuttimet (THD < 0.5%). VIITTEET [1] BACKMAN J, Mobile phone audio: The shape of things to come, in Audio Engineering Society Conference: 34th International Conference: New Trends in Audio for Mobile and Handheld Devices, 2008, paper number 24. [2] BAI MINGSIAN R.; LIAO J, Acoustic analysis and design of miniature loudspeakers for mobile phones, J. Audio Eng. Soc, 53(2005) 11, 1061 1076. [3] BAI MINGSIAN R.; CHEN R L, Analysis and optimal design of miniature loudspeakers, in Audio Engineering Society Convention 120, 2006, paper number 6840. [4] STAN G B, EMBRECHTS J J,& ARCHAMBEAU D, Comparison of different impulse response measurement techniques, J. Audio Eng. Soc, 50(2002) 4, 249 262. [5] FARINA A, Simultaneous measurement of impulse response and distortion with a swept-sine technique, in Audio Engineering Society Convention 108, 2000, paper number 5093. [6] PAKARINEN J, Distortion analysis toolkit: a software tool for easy analysis of nonlinear audio systems, EURASIP J. Advances in Signal Processing, 2010(2010), 1, ISSN 1110-8657. [7] KARJALAINEN M, Kommunikaatioakustiikka, Teknillinen korkeakoulu, Espoo, 1999. 6