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Normgerechte Nachbildung analoger Terzfilter mit digitaler Technik - ein Auslaufmodell? (de)
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Abstract:
Nach dem aktuellen Stand der DIN EN 61260-1 müssen zur Darstellung eines Oktav- oder 1/3 Oktavspektrums analoge Filter verwendet werden. Analoge Messtechnik wäre allerdings zu groß und schwer, daher werden zur Einhaltung der Grenzwerte bei der computergestützten Messdatenverarbeitung diese analogen Filter mittels digitaler Filter nachgebildet. Abweichend zur Norm gibt es eine genauere und zeitgemäße Methode zur Berechnung eines Oktavspektrums, indem spektrale Komponenten im Schmalband ohne Filterung aufaddiert werden.Im Rahmen dieser Arbeit werden beide Methoden in MATLAB implementiert und für verschiedene Testsignale systematisch, anhand der graphischen Darstellung und mithilfe des Theorems von Parseval, miteinander verglichen. Bei den verwendeten Filterfunktionen handelt es sich durchgehend um Butterworth Filter. Abschließend werden die Methoden für tiefe Frequenzen quasi gemäß DIN 45680 erweitert.Die von der Norm abweichende Methode ist physikalisch richtig und erfordert lediglich eine Berechnung des Schmalbandspektrums mit anschließender Gesamtpegel-Berechnung bei einer Frequenzauflösung von z.B. 1 Hz. Die Darstellung eines vollständigen Oktavspektrums ist trotz Hinzunehmens tieffrequenter Oktavbänder leicht zu bewerkstelligen. Die hier beschriebenen Beobachtungen zeigen eindeutig, dass die Methode über ein Schmalbandspektrum für eine zeitgemäße Frequenzanalyse in Terzen oder Oktaven die bessere Wahl ist. Es ist zu kritisieren, dass sie noch nicht in einer Norm festgelegt ist.