Rohde&Schwarz UPL-B8 Operating Manual

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Geschäftsbereich Meßtechnik

Betriebshandbuch

MOBILE PHONE TEST SET UPL-B8

1117.3505.02

Version 2.02

English operating manual follows first coloured divider

Printed in the Federal Republic of Germany

1117.3528.14-03 1

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Inhalt

Akustische Messungen an Mobiltelefonen

1Überblick..................................................................................................3

2 Vorbereitung und Start der Applikations-Software ..................................4

Erforderliche Geräte und Hilfsmittel ...................................................4

Installation der Software.....................................................................6

Meßaufbau .........................................................................................7

Starten der Applikations-Software......................................................7

Konfiguration der Applikation..............................................................8

Setup-Konvertierung bei Firmware-Updates......................................8

3 Bedienkonzept.........................................................................................9

4 Messungen............................................................................................11

Allgemeines......................................................................................11

Hinweise zu den einzelnen Messungen...........................................12

Sending Frequency Response und Loudness Rating......................12

Sending Frequency Response....................................................12

Sending Loudness Rating...........................................................13

Receiving Frequency Response und Loudness Rating....................14

Receiving Frequency Response .................................................14

Receiving Loudness Rating.........................................................15

Sidetone Masking Rating STMR ......................................................16

Listener Sidetone Rating LSTR........................................................17

Echo Loss.........................................................................................18

Stability Margin.................................................................................19

Sending Distortion............................................................................19

Receiving Distortion..........................................................................20

Idle channel noise sending...............................................................21

Idle channel noise receiving.............................................................21

5 Kalibrierroutinen.....................................................................................23

Kalibrierung des künstlichen Ohres..................................................23

Kalibrierung Ohrtyp 1...................................................................23

Kalibrierung Ohrtyp 3.2 Low leakage ..........................................24

Kalibrierung Ohrtyp 3.2 High leakage .........................................25

Kalibrierung Ohrtyp 3.3................................................................26

Kalibrierung Ohrtyp 3.4................................................................27

Kalibrierung des künstlichen Mundes...............................................28

6 Weiterverarbeitung der Meßergebnisse................................................30

Ausdrucken, Abspeichern und Anzeigen der Meßergebnisse .........30

7 Beendigung der Applikation...................................................................32

Anhang A: Rückführung des Analysator-Signals mit additive Rauschen.....A

Anhang B: Änderungen Firmware UPL-B8 Version 2.02 zu Version 2.01....B

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Lesen Sie unbedingt vor der ersten

Inbetriebnahme die nachfolgenden

Sicherheitshinweise

Rohde & Schwarz ist ständig bemüht, den Sicherheitsstandard seiner Produkte auf dem aktuellsten Stand zu halten und seinen Kunden ein höchstmögliches Maß an Sicherheit zu bieten. Unsere Produkte und die dafür erforderlichen Zusatzgeräte werden entsprechend der jeweils gültigen Sicherheitsvorschriften gebaut und geprüft. Die Einhaltung dieser Bestimmungen wird durch unser Qualitätssicherungssystem laufend überwacht. Dieses Produkt ist gemäß beiliegender EUKonformitätsbescheinigung gebaut und geprüft und hat das Werk in sicherheitstechnisch einwandfreiem Zustand verlassen. Um diesen Zustand zu erhalten und einen gefahrlosen Betrieb sicherzustellen, muss der Anwender alle Hinweise, Warnhinweise und Warnvermerke beachten. Bei allen Fragen bezüglich vorliegender Sicherheitshinweise steht Ihnen Rohde & Schwarz jederzeit gerne zur Verfügung.

Darüber hinaus liegt es in der Verantwortung des Anwenders, das Produkt in geeigneter Weise zu verwenden. Dieses Produkt ist ausschließlich für den Betrieb in Industrie und Labor bzw. für den Feldeinsatz bestimmt und darf in keiner Weise so verwendet werden, dass einer Person/Sache Schaden zugefügt werden kann. Die Benutzung des Produkts außerhalb seines bestimmungsgemäßen Gebrauchs oder unter Missachtung der Anweisungen des Herstellers liegt in der Verantwortung des Anwenders. Der Hersteller übernimmt keine Verantwortung für die Zweckentfremdung des Produkts.

Die bestimmungsgemäße Verwendung des Produktes wird angenommen, wenn das Produkt nach den Vorgaben der zugehörigen Bedienungsanleitung innerhalb seiner Leistungsgrenzen verwendet wird (siehe Datenblatt, Dokumentation, nachfolgende Sicherheitshinweise). Die Benutzung der Produkte erfordert Fachkenntnisse und englische Sprachkenntnisse. Es ist daher zu beachten, dass die Produkte ausschließlich von Fachkräften oder sorgfältig eingewiesenen Personen mit entsprechenden Fähigkeiten bedient werden. Sollte für die Verwendung von R&S-Produkten persönliche Schutzausrüstung erforderlich sein, wird in der Produktdokumentation an entsprechender Stelle darauf hingewiesen.

Symbole und Sicherheitskennzeichnungen

Bedienungsanleitung beachten

Vorsicht bei Geräten mit einer Masse > 18kg

Gefahr des elektrischen Schlages

Warnung! heiße Oberfläche

Schutzleiteranschluss

Erdanschluss

Masseanschluss

Achtung! Elektrostatisch gefährdete Bauelemente

Versorgungsspannung EIN/AUS

Anzeige Stand-by

Gleichstrom DC

Wechselstrom AC

GleichWechselstrom DC/AC

Gerät durchgehend durch doppelte/verstärkte Isolierung geschützt

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Sicherheitshinweise

Die Einhaltung der Sicherheitshinweise dient dazu, Verletzungen oder Schäden durch Gefahren aller Art möglichst auszuschließen. Hierzu ist es erforderlich, dass die nachstehenden Sicherheitshinweise sorgfältig gelesen und beachtet werden, bevor die Inbetriebnahme des Produkts erfolgt. Zusätzliche Sicherheitshinweise zum Personenschutz, die an anderer Stelle der Dokumentation stehen, sind ebenfalls unbedingt zu beachten. In den vorliegenden Sicherheitshinweisen sind sämtliche von Rohde & Schwarz vertriebenen Waren unter dem Begriff „Produkt“ zusammengefasst, hierzu zählen u. a. Geräte, Anlagen sowie sämtliches Zubehör.

Signalworte und ihre Bedeutung

GEFAHR weist auf eine Gefahrenstelle mit hohem Risikopotenzial für Benutzer hin.

Gefahrenstelle kann zu Tod oder schweren Verletzungen führen.

WARNUNG weist auf eine Gefahrenstelle mit mittlerem Risikopotenzial für Benutzer

hin. Gefahrenstelle kann zu Tod oder schweren Verletzungen führen.

VORSICHT weist auf eine Gefahrenstelle mit kleinem Risikopotenzial für Benutzer

hin. Gefahrenstelle kann zu leichten oder kleineren Verletzungen führen.

ACHTUNG weist auf die Möglichkeit einer Fehlbedienung hin, bei der das Produkt

Schaden nehmen kann.

HINWEIS weist auf einen Umstand hin, der bei der Bedienung des Produkts

beachtet werden sollte, jedoch nicht zu einer Beschädigung des Produkts führt.

Diese Signalworte entsprechen der im europäischen Wirtschaftsraum üblichen Definition für zivile Anwendungen. Neben dieser Definition können abweichende Definitionen existieren. Es ist daher darauf zu achten, dass die hier beschriebenen Signalworte stets nur in Verbindung mit der zugehörigen Dokumentation und nur in Verbindung mit dem zugehörigen Produkt verwendet werden. Die Verwendung von Signalworten in Zusammenhang mit nicht zugehörigen Produkten oder nicht zugehörigen Dokumentationen kann zu Fehlinterpretationen führen und damit zu Personen- oder Sachschäden beitragen.

Grundlegende Sicherheitshinweise

1. Das Produkt darf nur in den vom Hersteller angegebenen Betriebszuständen und Betriebslagen ohne Behinderung der Belüftung betrieben werden. Wenn nichts anderes vereinbart ist, gilt für R&S-Produkte Folgendes: als vorgeschriebene Betriebslage grundsätzlich Gehäuseboden unten, IP-Schutzart 2X, Verschmutzungsgrad 2, Überspannungskategorie 2, nur in Innenräumen verwenden, Betrieb bis 2000 m ü. NN. Falls im Datenblatt nicht anders angegeben gilt für die Nennspannung eine Toleranz von ±10%, für die Nennfrequenz eine Toleranz von ±5%.

2. Bei allen Arbeiten sind die örtlichen bzw. landesspezifischen Sicherheits- und Unfall

verhütungsvorschriften zu beachten. Das Produkt darf nur von autorisiertem Fachpersonal geöffnet werden. Vor Arbeiten am Produkt oder Öffnen des Produkts ist dieses vom Versorgungsnetz zu trennen. Abgleich, Auswechseln von Teilen, Wartung und Reparatur darf nur von R&Sautorisierten Elektrofachkräften ausgeführt werden. Werden sicherheitsrelevante Teile (z.B. Netzschalter, Netztrafos oder Sicherungen) ausgewechselt, so dürfen diese nur durch Originalteile ersetzt werden. Nach jedem Austausch von sicherheitsrelevanten Teilen ist eine Sicherheitsprüfung durchzuführen (Sichtprüfung, Schutzleitertest, Isolationswiderstand-, Ableitstrommessung, Funktionstest).

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Sicherheitshinweise

3. Wie bei allen industriell gefertigten Gütern kann die Verwendung von Stoffen, die Allergien hervorrufen, so genannte Allergene (z.B. Nickel), nicht generell ausgeschlossen werden. Sollten beim Umgang mit R&S-Produkten allergische Reaktionen, z.B. Hautausschlag, häufiges Niesen, Bindehautrötung oder Atembeschwerden auftreten, ist umgehend ein Arzt zur Ursachenklärung aufzusuchen.

4. Werden Produkte / Bauelemente über den bestimmungsgemäßen Betrieb hinaus mechanisch und/oder thermisch bearbeitet, können gefährliche Stoffe (schwermetallhaltige Stäube wie z.B. Blei, Beryllium, Nickel) freigesetzt werden. Die Zerlegung des Produkts, z.B. bei Entsorgung, darf daher nur von speziell geschultem Fachpersonal erfolgen. Unsachgemäßes Zerlegen kann Gesundheitsschäden hervorrufen. Die nationalen Vorschriften zur Entsorgung sind zu beachten.

5. Falls beim Umgang mit dem Produkt Gefahren- oder Betriebsstoffe entstehen, die speziell zu entsorgen sind, z.B. regelmäßig zu wechselnde Kühlmittel oder Motorenöle, sind die Sicherheitshinweise des Herstellers dieser Gefahren- oder Betriebsstoffe und die regional gültigen Entsorgungsvorschriften zu beachten. Beachten Sie ggf. auch die zugehörigen speziellen Sicherheitshinweise in der Produktbeschreibung

6. Bei bestimmten Produkten, z.B. HF-Funkanlagen, können funktionsbedingt erhöhte elektromagnetische Strahlungen auftreten. Unter Berücksichtigung der erhöhten Schutzwürdigkeit des ungeborenen Lebens sollten Schwangere durch geeignete Maßnahmen geschützt werden. Auch Träger von Herzschrittmachern können durch elektromagnetische Strahlungen gefährdet sein. Der Arbeitgeber ist verpflichtet, Arbeitsstätten, bei denen ein besonderes Risiko einer Strahlenexposition besteht, zu beurteilen und ggf. Gefahren abzuwenden.

7. Die Bedienung der Produkte erfordert spezielle Einweisung und hohe Konzentration während der Bedienung. Es muss sichergestellt sein, dass Personen, die die Produkte bedienen, bezüglich ihrer körperlichen, geistigen und seelischen

Verfassung den Anforderungen gewachsen sind, da andernfalls Verletzungen oder Sachschäden nicht auszuschließen sind. Es liegt in der Verantwortung des Arbeitgebers, geeignetes Personal für die Bedienung der Produkte auszuwählen.

8. Vor dem Einschalten des Produkts ist sicherzustellen, dass die am Produkt eingestellte Nennspannung und die Netznennspannung des Versorgungsnetzes übereinstimmen. Ist es erforderlich, die Spannungseinstellung zu ändern, so muss ggf. auch die dazu gehörige Netzsicherung des Produkts geändert werden.

9. Bei Produkten der Schutzklasse I mit beweglicher Netzzuleitung und Gerätesteckvorrichtung ist der Betrieb nur an Steckdosen mit Schutzkontakt und angeschlossenem Schutzleiter zulässig.

10. Jegliche absichtliche Unterbrechung des Schutzleiters, sowohl in der Zuleitung als auch am Produkt selbst, ist unzulässig und kann dazu führen, dass von dem Produkt die Gefahr eines elektrischen Schlags ausgeht. Bei Verwendung von Verlängerungsleitungen oder Steckdosenleisten ist sicherzustellen, dass diese regelmäßig auf ihren sicherheitstechnischen Zustand überprüft werden.

11. Ist das Produkt nicht mit einem Netzschalter zur Netztrennung ausgerüstet, so ist der Stecker des Anschlusskabels als Trennvorrichtung anzusehen. In diesen Fällen ist dafür zu sorgen, dass der Netzstecker jederzeit leicht erreichbar und gut zugänglich ist (Länge des Anschlusskabels ca. 2 m). Funktionsschalter oder elektronische Schalter sind zur Netztrennung nicht geeignet. Werden Produkte ohne Netzschalter in Gestelle oder Anlagen integriert, so ist die Trennvorrichtung auf Anlagenebene zu verlagern.

12. Benutzen Sie das Produkt niemals, wenn das Netzkabel beschädigt ist. Stellen Sie durch geeignete Schutzmaßnahmen und Verlegearten sicher, dass das Netzkabel nicht beschädigt werden kann und niemand z.B. durch Stolpern oder elektrischen Schlag zu Schaden kommen kann.

13. Der Betrieb ist nur an TN/TT Versorgungsnetzen gestattet, die mit höchstens 16 A abgesichert sind.

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Sicherheitshinweise

14. Stecken Sie den Stecker nicht in verstaubte oder verschmutzte Steckdosen. Stecken Sie die Steckverbindung/-vorrichtung fest und vollständig in die dafür vorgesehenen Steckdosen-/buchsen. Missachtung dieser Maßnahmen kann zu Funken, Feuer und/oder Verletzungen führen.

15. Überlasten Sie keine Steckdosen, Verlängerungskabel oder Steckdosenleisten, dies kann Feuer oder elektrische Schläge verursachen.

16. Bei Messungen in Stromkreisen mit Spannungen U

> 30 V ist mit geeigneten

eff

Maßnahmen Vorsorge zu treffen, dass jegliche Gefährdung ausgeschlossen wird (z.B. geeignete Messmittel, Absicherung, Strombegrenzung, Schutztrennung, Isolierung usw.).

17. Bei Verbindungen mit informationstechnischen Geräten ist darauf zu achten, dass diese der IEC950/EN60950 entsprechen.

18. Entfernen Sie niemals den Deckel oder einen Teil des Gehäuses, wenn Sie das Produkt betreiben. Dies macht elektrische Leitungen und Komponenten zugänglich und kann zu Verletzungen, Feuer oder Schaden am Produkt führen.

19. Wird ein Produkt ortsfest angeschlossen, ist die Verbindung zwischen dem Schutzleiteranschluss vor Ort und dem Geräteschutzleiter vor jeglicher anderer Verbindung herzustellen. Aufstellung und Anschluss darf nur durch eine Elektrofachkraft erfolgen.

20. Bei ortsfesten Geräten ohne eingebaute Sicherung, Selbstschalter oder ähnliche Schutzeinrichtung muss der Versorgungskreis so abgesichert sein, dass Produkte und Benutzer ausreichend geschützt sind.

21. Stecken Sie keinerlei Gegenstände, die nicht dafür vorgesehen sind, in die Öffnungen des Gehäuses. Gießen Sie niemals irgendwelche Flüssigkeiten über oder in das Gehäuse. Dies kann Kurzschlüsse im Produkt und/oder elektrische Schläge, Feuer oder Verletzungen verursachen.

22. Stellen Sie durch geeigneten Überspannungsschutz sicher, dass keine Überspannung, z.B. durch Gewitter, an das

Produkt gelangen kann. Andernfalls ist das bedienende Personal durch elektrischen Schlag gefährdet.

23. R&S-Produkte sind nicht gegen das Eindringen von Wasser geschützt, sofern nicht anderweitig spezifiziert, siehe auch Punkt

1. Wird dies nicht beachtet, besteht Gefahr durch elektrischen Schlag oder Beschädigung des Produkts, was ebenfalls zur Gefährdung von Personen führen kann.

24. Benutzen Sie das Produkt nicht unter Bedingungen, bei denen Kondensation in oder am Produkt stattfinden könnte oder stattgefunden hat, z.B. wenn das Produkt von kalte in warme Umgebung bewegt wurde.

25. Verschließen Sie keine Schlitze und Öffnungen am Produkt, da diese für die Durchlüftung notwendig sind und eine Überhitzung des Produkts verhindern. Stellen Sie das Produkt nicht auf weiche Unterlagen wie z.B. Sofas oder Teppiche oder in ein geschlossenes Gehäuse, sofern dieses nicht gut durchlüftet ist.

26. Stellen Sie das Produkt nicht auf hitzeerzeugende Gerätschaften, z.B. Radiatoren und Heizlüfter. Die Temperatur der Umgebung darf nicht die im Datenblatt spezifizierte Maximaltemperatur überschreiten.

27. Batterien und Akkus dürfen keinen hohen Temperaturen oder Feuer ausgesetzt werden. Batterien und Akkus von Kindern fernhalten. Werden Batterie oder Akku unsachgemäß ausgewechselt, besteht Explosionsgefahr (Warnung Lithiumzellen). Batterie oder Akku nur durch den entsprechenden R&S-Typ ersetzen (siehe Ersatzteilliste). Batterien und Akkus sind Sondermüll. Nur in dafür vorgesehene Behälter entsorgen. Beachten Sie die landesspezifischen Entsorgungsbestimmungen. Batterie und Akku nicht kurzschließen.

28. Beachten Sie, dass im Falle eines Brandes giftige Stoffe (Gase, Flüssigkeiten etc.) aus dem Produkt entweichen können, die Gesundheitsschäden verursachen können.

29. Beachten Sie das Gewicht des Produkts. Bewegen Sie es vorsichtig, da das Gewicht andernfalls Rückenschäden oder andere Körperschäden verursachen kann.

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Sicherheitshinweise

30. Stellen Sie das Produkt nicht auf Oberflächen, Fahrzeuge, Ablagen oder Tische, die aus Gewichts- oder Stabilitätsgründen nicht dafür geeignet sind. Folgen Sie bei Aufbau und Befestigung des Produkts an Gegenständen oder Strukturen (z.B. Wände u. Regale) immer den Installationshinweisen des Herstellers.

31. Griffe an den Produkten sind eine Handhabungshilfe, die ausschließlich für Personen vorgesehen ist. Es ist daher nicht zulässig, Griffe zur Befestigung an bzw. auf Transportmitteln, z.B. Kränen, Gabelstaplern, Karren etc. zu verwenden. Es liegt in der Verantwortung des Anwenders, die Produkte sicher an bzw. auf Transportmitteln zu befestigen und die Sicherheitsvorschriften des Herstellers der Transportmittel zu beachten. Bei Nichtbeachtung können Personen- oder Sachschäden entstehen.

32. Falls Sie das Produkt in einem Fahrzeug nutzen, liegt es in der alleinigen Verantwortung des Fahrers, das Fahrzeug in sicherer Weise zu führen. Sichern Sie das Produkt im Fahrzeug ausreichend, um im Falle eines Unfalls Verletzungen oder Schäden

anderer Art zu verhindern. Verwenden Sie das Produkt niemals in einem sich bewegenden Fahrzeug, wenn dies den Fahrzeugführer ablenken kann. Die Verantwortung für die Sicherheit des Fahrzeugs liegt stets beim Fahrzeugführer und der Hersteller übernimmt keine Verantwortung für Unfälle oder Kollisionen.

33. Falls ein Laser-Produkt in ein R&S-Produkt integriert ist (z.B. CD/DVD-Laufwerk), nehmen Sie keine anderen Einstellungen oder Funktionen vor, als in der Dokumentation beschrieben. Andernfalls kann dies zu einer Gesundheitsgefährdung führen, da der Laserstrahl die Augen irreversibel schädigen kann. Versuchen Sie nie solche Produkte auseinander zu nehmen. Schauen Sie nie in den Laserstrahl.

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1 Überblick

Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Die akustische Sende- und Wiedergabequalität eines Mobiltelefones ist die wichtigste Eigenschaft für den täglichen Gebr auc h. Das s c höns te Design und die ausgefeilteste Bedienung nützten wenig, wenn man seinen Gesprächspartner schlecht oder nicht versteht.

Meßgeräte und Meßverfahren zur Bestimmung der akustischen Eigenschaften sind daher wichtige Instrumente zur Beurteilung der Qualität und Alltagstauglichkeit eines Mobiltelefones. Für Typzulassungsmessungen werden speziell präparierte Testmobiltelefone gebraucht.

Für die Typzulassung von GSM-Mobiltelefonen wurde für die akustischen Messungen das spezielle Modell Audio Analyzer UPL16 geschaffen, das alle Audiomessungen gemäß Vorschrift GSM 11.10, Kapitel 30 an speziell präparierten Testmobiltelefonen mit einer digitalen Audioschnittstelle (DAI) durchführen kann.

GSM-Netzbetreiber, Warentestinstitute und Testmagazine für Kommunikationstechnik sind aber besonders daran interessiert, die akustischen Eigenschaften von handelsüblichen Mobiltelefonen messen und vergleichen zu können. Netzbetreiber sollten in der Lage sein, Reklamationen an Kundengeräten oder die Qualität der zugelieferten Telefone nachprüfen zu können. Aber auch für die Qualitätssicherung und Stichprobenkontrolle in der Produktion von GSMMobiltelefonen wird eine genaue Meßmethode für handelsübliche Telefone m it hoher Genauigkeit gebraucht.

Für diese Anwendungen gibt es jetzt zum Audio Analyzer UPL die Option Mobile Phone Test UPL-B8. Diese Option ermöglicht alle notwendigen Audiomessungen an herkömmlichen GSM-Mobiltelefonen ohne DAI-Schnittstelle.

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

2 Vorbereitung und Start der Applikations-Software

Erforderliche Geräte und Hilfsmittel

Für die Messungen wird ein Audio-Analyzer UPL benötigt, der mit den Optionen:

• Erweiterte Analysefunktionen UPL-B6

• Universelle Ablaufsteuerung UPL-B10

• Mobile Phone Test Set UPL-B8 Version 2.0

ausgerüstet sein muß. Zur Ansteuerung des zu testenden GSM-Mobiltelefones über die HF-

Schnittstelle dient ein Digitaler Radiocommunication Tester CMD oder CMU. Dieser Radiocommunication Tester simuliert eine Basisstation für das Mobiltelefon und erlaubt damit, eine Sprac hverbindung aufzubauen. Je nach verwendetem GSM-Band komm en hier die Modelle CMD52, CMD55, CMD65 oder CMU200 in Frage. Der verwendete Radiocommunication Tester muß mit der Option Echtzeit-Sprach-Coder/Decoder ausgerüstet sein.

Für die Messungen werden akustische Einrichtungen wie ein künstlicher Mund, ein künstliches Ohr und weitere Zubehörteile gebraucht. Folgende Geräte der Firma Brüel & Kjaer bzw. G.R.A.S. werden hierf ür üblicherweise benutzt:

Bezeichnung Beschreibung Type

Telephon Test Head Gestell zur Fixierung des Prüflings in

genau vorgeschriebener Position

Ear Simulator Meßmikrofon mit Adapterteilen zum

Anschluß an den Hörer des Prüflings

Wideband Ear Simulator Meßmikrofon mit Adapterteilen zum

Anschluß an den Hörer des Prüflings

Artificial Mouth spezieller Lautsprecher zur

Simulierung des Mundes

Acoustic Calibrator Schallpegelkalibrator für di e

Kalibration des Meßmikrofones

Microphone Power Supply Stromversorgung und Vorverstärker

für das Meßmikrofon

B&K 4602B

B&K 4185 (Type 1)

B&K 4195 (Type 3.2)

B&K 4227

B&K 4231

B&K 2690A0S2 oder G.R.A.S.

Hinweis: Die Mikrofonversorgung B&K 2690A0S2 erzeugt in der Verstär-

kungsstellung 0 dB zuviel Störgeräusch für die Messung von Ruhegeräusch (Idle noise) und Verzerrung (Distortion). Es empfiehlt sich, hier eine Verstärkung von mindestens 20 dB einzustellen. Eine störärmere Mikrofonversorgung wie z.B. G.R.A.S AA12 wäre hier vorzuziehen.

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Für den Anschluß des künstlichen Mundes muß ein Kabel mit BNC-Stecker und speziell kleinen oder abgewinkelten Bananenstecker n angefertigt werden, da der Abstand der Mundanschlüsse zum Meßgestell sehr klein ist und deshalb übliche Bananenstecker nicht verwendet werden können.

Zwischen den Generatorausgang 1 des Audio Analyzers UPL und den Anschluß zum k ünstlichen Mund m uß der mit der Option UPL-B8 m itgeliefer te Übertrager geschaltet werden. Dieser Übertrager bewirkt eine Impedanzanpassung des im künstlichen Mund eingebauten Lautsprechers an den Generatorausgang des UPL. Ohne diesen Übertrager steht keine ausreichende Leistung zum Treiben des künstlichen Mundes zur Verfügung!

An Stelle des Übertragers kann auch ein Ver stärker zwischen Generatorausgang und Mund geschaltet werden.

Zum Anschluß an die Multifunktionsbuchse des Digitalen Radiocommunication Tester CMD wird ein Kabel mit XLR-Stecker (Analyzer) und

-Buchse (Generator) mitgeliefert.

17 33 50

UPL Analyzer

Generator

Bild 1 Belegung 50polige Multifunktionsbuchse an der Frontplatte

CMD, Ansicht auf die Buchse

UPL Analyzer

Generator

Bild 1a Belegung 9-polige Buchse Speech an der Frontplatte CMU

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Außerdem wird eine externe PC-Tastatur zum Anschluß an den UPL benötigt (großer DIN-Stecker). Der gewünschte Tastaturtreiber für länderspezifische Tastaturen kann ggf. in der Datei C:\UPL\USERKEYB.BAT definiert werden (siehe Betriebshandbuch UPL, Kap. 2.15.4).

Das für den automatischen Ablauf erforderliche BASIC-Program m und die Dateien zur Erzeugung der künstlichen Sprache befinden sich auf drei Disketten, die Sie mit der Option UPL-B8 erhalten. Folgende FirmwareVoraussetzungen müssen vom Audio Analyzer erfüllt sein:

• UPL-Firmware Version 2.03 oder höher,

• Option erweiterte Analysefunktionen UPL-B6 installiert,

• Selbststeueroption UPL-B10 installiert,

• Option Mobiltelefontest UPL-B8 Version 2.02 installiert

(wird bei der Installation der Software automatisch installiert)

• der UPL ist für die automatische Ablaufsteuerung mit 64 kBytes Programm- und 32 kBytes Datenspeicher konfiguriert (mittels Konfigurationstool UPLSET Einstellung 3).

Installation der Software

Die Installation der Applikations-Software er folgt mit Hilf e des Installationsprogramms PHONINST .BAT , das auf der Pr ogram m disk ette Nr.1 enthalten ist: Zur Installation muß die Installationsnummer für die Option Mobiltelefontest UPL-B8 bekannt sein.

Achtung: Die Installation ist nur auf dem spezifizierten Audio Analyzer

UPL mit der passenden Seriennummer möglich!

½ Verlassen der Meß-Software mit der Taste "SYSTEM" am Gerät oder

Ctrl F9 auf der Tastatur

½ Diskette Nr. 1 einlegen. ½ Umschalten auf Diskettenlaufwerk (Eingabe A) ½ Aufrufen des Installationsprogramms (Eingabe PHONINST)

Es erscheint die A ufforderung, die Ins tallationsnummer für die Option UPL-B8 einzugeben.

½ Die mit der Option UPL-B8 mitgelieferte Installationsnummer

eingeben. Paßt diese Installationsnummer nicht zu der Seriennummer des UPL, wird die Installation abgebrochen.

½ Nach Aufforderung Diskette 2 einlegen und eine beliebige Taste

drücken.

½ Nach Aufforderung Diskette 3 einlegen und eine beliebige Taste

drücken.

½ Rückkehr zum UPL-Programm (Eingabe C:\UPL)

Das Programm PHONINST erzeugt auf dem Audio A nalyze r UPL das Verzeichnis C:\PHONETST (falls dieses noch nicht vorhanden ist) und kopiert das BASI C-Programm, die künstliche Sprache sowie sämtliche für die A pplikation notwendigen Setups und Dateien in dieses Verzeichnis.

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Meßaufbau

DIGITAL AUDIO

OUTPUT

UNBAL

INPUT

UNBAL OPTICAL

POWER

OPTICAL

BAL

AUDIO ANALYZER 10 Hz ... 110 kHz UPL

CONTROL

STOP OFF REM

START SINGLE CONT H COPY SYSTEM OUT PUT LOCAL

EDIT

DATA / PANEL

CURSOR / VARIATION

GEN ANLR FILTER SELECT

STATUS FILE BACKSP

4 5 6

DISPLAYGRAPH CANCEL

5 71

OPTIONSSHOW I/O ENTER

ANALOG

GENERATOR

GEN OVLD

35 V RMS / 100 V PK

Microphone

Supply

ANALYZER

Transformer

1050.9008...

MEMORY CARDDATA

MHz A mV %

kHz B µV W

Hz C time

dBµV

dB D

HARD

MEM

dB m

SAVE RECALL RESET

COPY

CARD

rad/°

ENTER

BACK

KEY

ILLUM

CONFIG

USER

SPACE

HELP

STOP

START

BREAK

PROBE

CONT

STANDBY

MADE IN GERMANY

LOCAL

VAR

RF IN/OUT RF IN 2 RF OUT 2

Ω

DIGITAL RADIOCOMMUNICATION TESTER

MULTIFUNCTION

Ω50 Ω

AF GEN

OUTPUT

CMD..

897

564

CLEAR

OFF

MENU HOME

VOLUME

AF VOLTM

INPUT

CONTRAST

DC DC

10 A MAX 30 V MAX

RF to Mobile

Bild 2 Meßaufbau und Anschluß externer Komponenten

Starten der Applikations-Software

art ear

art mouth

Das Applikationsprogramm wird unter der automatischen Selbststeuerung ausgeführt. Der Audio Analyzer UPL wird mittels der Taste F3 (auf der externen Tastatur) auf die Selbststeuer-Funktion umgeschaltet.

Hierbei sollte beachtet werden, daß die Logging-Funktion abgesc haltet ist, wie man am Schriftzug "logging off" erkennen kann, der am rechten unteren Rand des Bildschirms eingeblendet wird. Bei eingeschaltener Logging-Funktion würden im Handbetrieb eingegebene Befehle an das Programm angehängt werden und so unnötig Speicher platz beanspruchen. Das Ein- bzw. Ausschalten des Logging-Modes geschieht m it der Tas te F2 auf der externen Tastatur.

Die Applikationsprogram me müssen aus dem Pf ad C:\PHONETST aufgerufen werden, da alle Programmteile und Setups in diesem Pfad gesucht werden. Der Pad kann auf eine der folgenden Arten umgestellt werden:

• von der manuellen Gerätebedienung aus mit dem Befehl "Working Dir" im FILE-Panel

• durch Aufruf eines der für die Mobiltelefon- Messungen benötigten Setups

• von der Ablaufsteuerung aus durch die BASIC-Befehlszeile

UPL OUT "MMEM:CDIR 'C:\PHONETST’"

• unter BASIC über den SHELL-Befehl mittels Eingabe von CD\PHONETST und anschließendem EXIT

• auf DOS-Ebene durch Eingabe von CD\PHONETST

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Die Programmdis kette 1 enthält das BASIC-Progr amm GSM_TST .BAS für die Messungen an GSM Mobiltelefonen. Es wird geladen und gestartet durch Eingabe von:

• LOAD"GSM_TST"

• RUN

Hierzu können natürlich auch die entsprechenden Softk eys verwendet werden, die beim Aufruf der autom atischen Ablaufsteuerung am unteren Bildschirmrand erscheinen.

Konfiguration der Applikation

Bei Auslieferung der Setups ist im Option-Panel "Default-Printer" eingestellt. Dies bedeutet, daß die Drucker-Konfiguration nicht durch das Setup bestimmt wird, sondern der zuletzt vom Audio Analyzer UPL verwendete Drucker konfiguriert bleibt. Hier ist also keine Neueinstellung durch den Benutzer erforderlich. Sinnvollerweise sollte einmalig vor Benutzung des Programms die gewünschte Druckausgabe mit Druck ertyp, Drucklage und Skalierung manuell eingestellt werden, f olgende Ausdrucke über die Hardcopytaste werden dann so wie gewünscht ausgedruckt.

WICHTIG: Bei Änderung von Einstellungen an den Setups ist der einwand-

freie Ablauf der Software nicht sichergestellt!

Setup-Konvertierung bei Firmware-Updates

Bei einem Firmware-U pdate des UPL müssen die Setups möglicherweise konvertiert werden. Beim Laden der Setups geschieht dies automatisch. Hierdurch ergeben sich jedoch geringe Wartezeiten bei jedem Ladevorgang. Um dies zu vermeiden, k önnen die Setups vor dem Start der Applikationssoftware konvertiert werden:

• auf DOS-Ebene durch Aufruf des Konverterprogramms des UPL: DO_CONV \PHONETST Hierbei werden alle Setups im Verzeichnis PHONETST konvertiert.

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3 Bedienkonzept

Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Zur Steuerung und Auswahl des Meßprogrammes werden am unteren Rand des Bildschirms Softkeys eingeblendet. Diese sind auch auf die Funktionen der externen Tastatur übertragen, sodaß auch hierüber die einzelnen Programmteile ausgewählt werden können.

Nach dem Starten des Programms wird das Titelbild:

"Measurement of

GSM Mobiles

via Speech Codec

with Audio Analyzer UPL

select Comm Tester used"

eingeblendet und es erscheint die Softkeyzeile:

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

CMD CMU CRTx

Nach Auswahl des benutzten Radiocommunication Testers erscheint die Auswahl:

„Selection of Ear Type used“

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

TYPE 1 TYPE 3.2L TYPE 3.2H TYPE 3.3 TYPE 3.4

Nach Betätigung von F6 CONT erscheint auf dem Bildschirm die Aufforderung:

“Please establish call to Mobile and set CMD to Speech Mode Handset“

Anmerkung:

Im folgenden Text wird die Auswahl des CMD angenommen, bei anderer Auswahl werden die Ausgabetexte gegebenenfalls angepaßt.

Dazu am CMD die Taste MANUAL TEST drücken und dann das Mobiltelefon einschalten. Nach erfolgtem Einbuchen entweder am CMD die Taste CALL TO MOBILE drücken oder am Mobiltelefon eine Nummer wählen und die Sendetaste drücken.

die Softkeyzeile wird eingeblendet:

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

CONT

Nach Betätigung von F6 CONT erscheint die Meldung: "Measurement of GSM Mobiles via Speech Codec with Audio Analyzer

UPL" "Select Test to be performed"

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Es kann dann unmittelbar mit den Messungen an einem zu testenden Mobiltelefon begonnen werden, da alle benötigten Kalibrierwerte im UPL gespeichert sind.

Bei der erstmaligen Installation des Meßplatzes muß aber zunächst das Mikrofon im künstlichen Ohr und der künstliche Mund kalibriert werden, siehe Kalibrierroutinen. In diesem Fall kann die Aufforderung, einen Call zum Testmobiltelefon aufzubauen, mit CONT übergangen werden.

Zur Auswahl der einzelnen Messungen werden die Softkeys F5 bis F12 mit einer Abkürzung der zu startenden Messung eingeblendet:

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

END SEND RECEIVE STMR LSTR ECHO STAB-MRG

→

Ein Druck auf die entsprechende Taste startet sofort die Meßroutine. Da mehr Auswahlpunkte als Softkeys zur Verfügung stehen, werden mit der Taste F12 nacheinander weitere Ebenen der Softkeyauswahl eingeblendet:

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

DIST_SND DIST_REC IDLE_SND IDLE_REC

←

→

CALIBRATION EXP-FILES

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

←

EAR MOUTH DELETE

Mit der Taste F12 kom mt man auf die nächsthöhere Ebene, solange dort ein Rechtspfeil eingeblendet wird. Mit der Taste F5 kommt man jeweils eine Ebene zurück solange dort ein Linkspfeil eingeblendet wird. In der untersten Ebene wird dort END eingeblendet, ein Druck auf die T aste F5 bewirkt die Abfrage “Programm beenden?“ und dient zum Beenden des Meßprogrammes.

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4 Messungen

Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Allgemeines

Die spezielle Problematik bei der Bestimmung der akustischen Eigenschaften entsteht durch den bei GSM verwendeten Codier- und Decodier Algorithmus. Um eine m öglichst geringe Datenrate zu erreichen, wird hier ein Vocoder eingesetzt. Dabei werden nicht unmittelbar die Sprachsignale übertragen, sondern nur die zur Rekonstruktion notwendigen Filter- und Grundwellenparameter.

Dieses System eignet sich nicht zur Übertragung reiner Sinustöne, wie sie in der Meßtechnik normalerweise verwendet werden. Für Typzulassungsmessungen wo höchste Meßgenauigkeit gefragt ist - werden deshalb der Coder und der Decoder bei der Messung umgangen, das speziell präparierte Tes tmobiltelef on verfügt über eine digitale Audioschnittstelle DAI, die die Audiosignale linear PCM-codiert überträgt. Der Audio Analyzer UPL16 verfügt ebenfalls über diese DAI-Schnittstelle und kann so direkt die Testsignale an das Testmobiltelefon senden bzw. von diesem empfangen.

Handelsübliche Mobiltelefone haben diese Schnittstelle nicht nach außen geführt und können daher im Normalbetrieb nur über die Luftschnittstelle und einschließlich des Sprachcoders und -decoders gemessen werden. Wie sc hon erwähnt, sc heidet eine Mess ung mit Sinustönen aus, da der Codierungsprozeß speziell im mittleren und höheren Sprachfrequenzbereich aus einem statischen Sinus-Eingangssignal ein mehr oder weniger stochastisches Ausgangssignal erzeugt. Beispielsweise erzeugt eine Betönung des Telefones mit ca. 2,5 kHz und konstantem Schalldruck ein Ausgangssignal am Decoder mit einer Amplitudensc hwankung von ca. 20 dB und ist daher nicht als Meßsignal geeignet!

Bis zu Frequenzen von etwas über 1 kHz wird ein Sinuston noch hinreichend stabil übertragen, Verzerrungsmes s ungen bei 1 kHz sind daher noch herkömmlich mit Sinussignal möglich.

Stabile Verhältnisse über den ganzen Übertragungsbereich erreicht man nur mit Meßsignalen, die die Eigenschaften der menschlichen Stimme nachahmen und bei denen die Meßtöne harmonische Vielfache einer Grundfrequenz sind. Auch für die Grundfr equenz ergeben sich günstigere und ungünstigere W erte - je nachdem wie sie in den Tak t des Codier- Algorithmus hineinpaßt oder nicht. Durch geschickte Wahl passender Grundfrequenzen kann man so T estsignale erzeugen, deren spektrale Verteilung so ineinandergreifen, daß man durch mehrere aufeinanderfolgende Messungen mit unterschiedlichen Grundfrequenzen genügend Meßfrequenzpunkte für eine praktisch lückenlose Frequenzgangmessung gewinnen kann. Die Auswertung erfolgt über eine FFT -Analyse mit s pezieller Fensterfunktion und Selektion ausgewählter Spektralwerte (bins).

Nach Sortierung und Glättung wird das so gewonnene Ergebnis als Frequenzgangkurve dargestellt und je nach Messung das Sending- oder Receiving Loudness Rating nach CCITT P.79 berec hnet und in die Kurvendarstellung eingeblendet. Wie bei der Type Approval-Messung über die DAI-Schnittstelle wird der gemessene Frequenzgang in Sende- oder Empfangsrichtung auf Einhaltung der Grenzwertkurven nach GSM 11.10 geprüft, als Ergebnis "PASS" oder "FAIL" ausgegeben.

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Bild 3 Beispiel einer Grafikdarstellung mit eingeblendetem RLR-Wert

und PASS-Ausgabe

Hinweise zu den einzelnen Messungen

Im folgenden werden die einzelnen Messungen der Reihe nach bes chrieben, wie sie durch Drücken eines Softkeys durchgeführt werden können.

Alle Messungen müssen in einer s challisolierenden Kammer durchgeführt werden, die ausreichend vor Störschall schützt. Speziell Verzerrungsmessungen und insbesondere die Messung von Ruhegeräusch stellen hier hohe Anforderungen, der A-bewertete Störschallpegel in der Meßkammer sollte dafür weniger als 30 dB(A) betragen.

Die Messungen werden mit den jeweiligen Softkeys bzw. den entsprechenden Funktionstasten auf der externen T astatur gestartet. Nach Beendigung der Messung bleiben die Ergebnisse auf dem Display stehen, außerdem wird die folgende Softkeyzeile eingeblendet:

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

CONT TRC_FILE PCX_FILE HARDCOPY

Es kann zu der Auswahl mit CONT zurückgeschaltet werden oder die Meßwerte k önnen ausgedruckt bzw. gespeichert werden (siehe Kapitel 6, "Weiterverarbeitung der Meßergebnisse").

Sending Frequency Response und Loudness Rating

Sending Frequency Response

Der Sendefrequenzgang wird als Übertragungsverhältnis der Spannung am Decoder-Ausgang zum Eingangsschalldruck am künstlichen Mund in dB ausgedrückt.

Das Testmobiltelefon wird in der LRGP Position (Loudness Rating Guardring Position nach CCITT P.76) montiert und der Hörer wird dicht an das künstliche Ohr angeschlossen.

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Töne mit einem Schalldruck von -4.7 dBPa werden mit dem künstlichen Mund am MRP (mouth reference point) erzeugt und die entsprechende Ausgangsspannung wird am Sprachdecoder ausgang des CMD gemessen und ausgewertet.

Der Sendefrequenzgang muß innerhalb der Grenzwertkurven nach GSM

11.10 Tabelle 30.1 liegen. Die absolute Empfindlichkeit wird hierbei

zunächst nicht berücksichtigt. Tabelle 1 Grenzwertkurven nach GSM 11.10 Tabelle 30.1

Frequency (Hz) Upper Limit (dB) Lower Limit (dB)

100 -12 200 0 300 0 -12 1000 0 -6 2000 4 -6 3000 4 -6 3400 4 -9 4000 0

Der Abstand des gemessenen Frequenzganges zu der oberen und unteren Grenzwertkurve wird berechnet und anschließend die gesamte Kur ve um den Mittelwert der maximalen und minimalen Ablage verschoben. Danach wird nochmals eine Grenzwertprüfung durchgeführt. Liegt die so verschobene Kurve nun innerhalb der Grenzwertkuren, wird PASS ausgegeben, ansonsten erscheint die Meldung FAIL. Die Grenzwertprüfung findet jeweils bei den gemessenen Frequenzen statt. W enn Meßpunkt und Eckpunk t einer Grenzwertkurve nicht auf gleiche Frequenzen fallen, kann es vorkommen, daß die gezeichnete Meßkurve geringfügig eine Ecke der Grenzwertkurve schneidet obwohl keine Grenzwertverletzung vorliegt.

Sending Loudness Rating

Das Sending Loudness Rating (SLR) berüc ks ichtigt die absolute Lauts tärke in Senderichtung und gewichtet die Töne entsprechend der normalen Hörempfindlichkeit eines Durchschnittshörers.

Dazu werden die Frequenzen (Hz) der Bänder 4 bis 17 nach Tabelle 2 in CCITT P.79 ausgewertet.

Tabelle 2 Frequenzen (Hz ) der Bänder 4 bis 17 nach Tabelle 2 in CCITT P.79

200 1000 250 1250 315 1600 400 2000 500 2500 630 3150 800 4000

Durch die Multitonanalyse ergeben sich teilweise geringfügig andere Frequenzpunkte. Die maximale Abweichung einzelner Frequenzen zu den Sollwerten liegt bei 5 %. Daraus entstehende Fehler sind vernachlässigbar.

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Die Empfindlichk eit bei jeder Frequenz wird im Verhältnis dBV/Pa bezogen auf die nominelle interne Aussteuer ung definiert in dBm0 ausgedrück t und das Sending Loudness Rating nach Formel 4.19 b aus CCITT P.79 berechnet. Das Ergebnis wird insgesamt um –0,3 dB entsprec hend Tabelle 3 CCITT P.79 korrigiert.

Durch die unvermeidliche Streuung der Eingangsempfindlichkeit des Sprachcoders des verwendeten CMD ist die Berechnung des Sending Loudness Ratings mit einer entsprechenden Uns icherheit verbunden. Mit einer Abgleichroutine kann die individuelle Empfindlichkeit des verwendeten CMD berück- sichtigt werden, wenn einmalig zum Abgleich ein Testmobiltelefon mit bekanntem SLR zur Verfügung steht (siehe Kalibrierroutinen) , das ist aber nur zu empfehlen, wenn ein verifiziertes Typprüfsystem für Vergleichsmessungen zur Verfügung steht ansonsten sollte der Bezugswert nicht verändert werden. Das Sending Loudness Rating soll nach GSM 11.10 zwischen 5 dB und 11 dB liegen, wobei niedrigere dB-Wer te einer größeren Lautstärke entsprechen (5 dB entspricht der höchsten Lautstärke, 11 dB der niedrigsten Lautstärke). Das gemessene SLR wird in ein Fens ter in die Frequenzganggrafik eingeblendet, aber nicht auf Einhaltung von Grenzwerten geprüft.

Bild 4 Sending frequency response mit eingeblendetem Wert für SLR

Receiving Frequency Response und Loudness Rating

Receiving Frequency Response

Der Empfangsfrequenzgang wird als Übertragungsverhältnis des Schalldruckes im künstlichen Ohr zur Eingangsspannung am Sprachcodereingang des CMD in dB ausgedrückt.

Das Testmobiltelefon wird in der LRG P Position (CCITT P.76) m ontiert und der Hörer wird dicht an das künstliche Ohr angeschlossen.

Der Sprachcoder wird so ausgesteuert, daß Töne mit einem internen Bezugspegel von -16 dBm0 entstehen. Der Schalldruck im k ünstlichen Ohr wird gemessen und ausgewertet.

Der Empfangsfrequenzgang muß innerhalb der Grenzwertkurven nach GSM 11.10 Tabelle 30.2 liegen. Die absolute Empfindlichkeit wird hierbei zunächst nicht berücksichtigt.

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Tabelle 3 Grenzwertkurven nach GSM 11.10 Tabelle 30.2

Frequency (Hz) Upper Limit (dB) Lower Limit (dB)

100 -12 200 0 300 2 -7 500 * -5 1000 0 -5 3000 2 -5 3400 2 -10 4000 2

* Zwischenwerte ergeben sich aus einer Geraden zwischen den angegebenen

Werten bei einer logarit hmischen Frequenzachse und einer linearen dB -Achse.

Der Abstand des gemessenen Frequenzganges zu der oberen und unteren Grenzwertkurve wird berechnet und anschließend die gesamte Kurve um den Mittelwert der maximalen und m inimalen Ablage verschoben. Danach wird nochmals eine Grenzwertprüfung durchgeführt. Liegt die so verschobene Kurve nun innerhalb der Grenzwertkuren, wird PASS ausgegeben, ansonsten erscheint die Meldung FAIL. Die Grenzwertprüfung findet jeweils bei den gemessenen Frequenzen statt. W enn Meßpunkt und Eckpunkt einer Gr enzwertkurve nicht auf gleiche F requenzen fallen, kann es vorkomm en, daß die gezeichnete Meßkurve geringfügig eine Ecke der Grenzwertkurve schneidet obwohl keine Grenzwertverletzung vorliegt.

Receiving Loudness Rating

Das Receiving Loudness Rating (RLR) berücksichtigt die absolute Lautstärke in Empfangsr ichtung und gewichtet die Töne entsprechend der normalen Hörempfindlichkeit eines Durchschnittshörers.

Dazu werden die Frequenzen (Hz) der Bänder 4 bis 17 nach Tabelle 2 in CCITT P.79 ausgewertet.

Tabelle 4 Frequenzen (Hz ) der Bänder 4 bis 17 nach Tabelle 2 in CCITT P.79

200 1000 250 1250 315 1600 400 2000 500 2500 630 3150 800 4000

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Die Empfindlichk eit bei jeder Frequenz wird als Verhältnis in dBPa/V bezogen auf die nominelle interne Aussteuerung ausgedrückt und das Rec eiving Loudness Rating nach Formel 4.19 c aus CCIT T P.79 berechnet, dabei wird die Ohrenempfindlichkeit entsprechend Tabelle 4 aus CCITT P.79 korrigiert.

Durch die Streuung der Eingangsempfindlichk eit des Sprachcoders im verwendeten CMD ist die Berechnung des Receiving Loudness Ratings mit einer gewissen Unsicherheit verbunden. Mit einer speziellen Abgleichroutine kann die individuelle Empfindlichkeit des CMD berücksichtigt werden, wenn einmalig zum Abgleich ein Testm obiltelefon mit bekanntem RLR zur Verfügung steht (siehe Kalibrierroutinen), das ist aber nur zu empfehlen, wenn ein verifiziertes Typprüfsystem für Vergleichsmessungen zur Verfügung steht ansonsten sollte der Bezugswert nicht verändert werden.

Das Receiving Loudness Rating ist abhängig von der eingestellten Hörer- lautstärke am Testmobiltelefon und soll bei nomineller Lautstärkeeinstellung nach GSM 11.10 zwischen –1 dB und +5 dB liegen, wobei niedrigere dB-Werte einer größeren Lautstärke entsprechen.

Bei maximaler Lautstärk eeinstellung am Telefon dar f das RLR -13 dB nicht unterschreiten. Die maximale Hörerlautstärke darf einen entsprechenden Betrag nicht überschreiten um Gehörschädigungen auszuschließen. Das gemessene RLR wird in ein Fenster in die Frequenzganggrafik eingeblendet, aber nicht auf Einhaltung von Grenzwerten geprüft.

Sidetone Masking Rating STMR

Der sogenannte Sidetone Pfad ist die gewollte Ausgabe eines Teiles des

vom Mikrofon aufgenommenen Signales an den Hörer des Telefones. Damit soll erreicht werden, da ß der Sprecher beim Telef onieren einen natürlichen Höreindruck bekommt, wie unter normalen Sprechbedingungen, wo ja auch ein akustischer Pfad vom Mund zum Ohr besteht.

Das Testmobiltelefon wird in der LRG P Position (CCITT P.76) m ontiert und der Hörer wird dicht an das künstliche Ohr angeschlossen.

Töne mit einem Schalldruck von -4.7 dBPa werden mit dem künstlichen Mund am MRP (mouth reference point) erzeugt und der Schalldruck im künstlichen Ohr wird gemessen.

Die Dämpfung des Sidetonepfades wird bei jeder Frequenz nach T abelle 2, CCITT P.79 bestimmt und das Side Tone Masking Rating STMR nach Formel 8.4 aus CCITT P.79 berechnet unter Berücksichtigung der Gewichtungsfaktoren in Tabelle 6 und Tabelle 4 aus CCITT P.79.

Bei Einstellung nominaler Hörerlautstärke muß das STMR im Ber eich 8 bis 18 dB liegen.

Bild 5 Darstellung von Zahlenwerten am Bildschirm wie z.B. Side Tone

Masking Rating

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Listener Sidetone Rating LSTR

Das Listener Sidetone Rating bezeichnet den Einfluß störender Schallquellen auf die Gesprächsqualität. Prinzipiell nimmt das Mikrof on des T elef ones nicht nur die gewünschte Sprache sondern auch alle Umgebungsgeräusche mit auf. Das Verhältnis von Nutzschall zu Störschall wird dur c h das Listener Sidetone Rating ausgedrückt. Zur Messung von LSTR ist ein normiertes Störschallfeld notwendig, dazu dienen 8 unabhängige Rauschgeneratoren, die ein rosa Rauschen mit einem Schalldruck von 70 dB(A) erzeugen. Durch die Anordnung von 8 Schallquellen in der T estk amm er wird ein etwa homogenes Störschallfeld in der Mitte der Kammer erreicht, die Beschreibung des Aufbaues und die Pegelung ist GSM 11.10, Kapitel

30.5.2.4.2 zu entnehmen.

Durch diese Erzeugung eines genormten Störschallf eldes ist die Messung von LSTR erheblich aufwendiger als die meisten anderen akustischen Messungen. Der Aufwand muß betrieben werden, wenn man den Einfluß von Störschall auf die Sendequalität bestimmen will. Das Meßprogramm bietet hierfür eine automatische Auswertung.

Die Erzeugung dieses Schallfeldes muß durch externe Generatoren erfolgen, das Meßprogram m bestimmt das Listener Sidetone Rating unter der Annahme, daß das Schallfeld normgerecht erzeugt und eingepegelt wurde.

Das Testmobiltelefon wird in der LRG P Position (CCITT P.76) m ontiert und der Hörer wird dicht an das künstliche Ohr angeschlossen.

Die Anordnung wird in die Kammer mit dem kalibrierten Störschallfeld eingebracht. Die Energieverteilung dieses Störschallfeldes ist nach GSM

11.10 definiert und daher bekannt.

Mittels Terzanalyse wird der Energieinhalt des Schalldruckes im künstlichen Ohr in den 14 Bändern mit den Mittenfrequenzen von 200 Hz bis 4000 Hz gemessen und aus den bekannten Sollwerten des Störschallfeldes für jedes Band die Dämpfung des Listener Sidetonepfades bestimmt. Das Listener Sidetone Rating LSTR wird dann nach Formel 8.4 aus CCITT P.79 berechnet unter Berücksichtigung der Gewichtungsfaktoren in Tabelle 6 und Tabelle 4 aus CCITT P.79.

LSTR soll nicht kleiner als 15 dB sein.

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Echo Loss

Mit Echo Loss wird die Dämpfung vom Eingang des Sprachcoders zum Ausgang des Sprachdecoders (für Verstärkung Sprachcoder + Decoder =1) bezeichnet. Üblicherweise entsteht es durch interne akus tische Koppelung vom Hörer zum Mik rofon des Telef ones. Dieses Echo m indert ganz erheblich die akustische Qualität der Übertragung und darf daher ein gewisses Maß nicht überschreiten.

Dieser Echo Loss Test wird mit künstlicher Sprache durchgeführt um praxisnahe Ergebnisse zu erhalten. Im der zeitigen Stand der G SM 11.10 ist nicht berücksichtigt worden, daß die künstliche Sprache durch ihre stochastische Eigenart einen wesentlich geringeren Effektivwert (bezogen auf die Spitzenaussteuerung) hat als früher verwendete Testsignale mit Sinustönen (Scheitelfaktor des Sprachsignals ca. 20 dB gegenüber 3 dB bei Sinus). Dadurch kann das System nur geringer ausgesteuert werden und der geforderte Echo Loss Wert von 46 dB entspricht deshalb etwa gerade noch dem theoretischen Q uantisierungsgeräusch im GSM-System. Aus diesem Grund wird dieser T est üblicherweise kein PASS liefern. Für die Typprüfung von GSM-Telefonen wurde daher der Echo Loss Test vorübergehend bis zu einer Neudefinition dieses Tests aus gesetzt obwohl er akustisch sehr wichtig ist.

In der Version 2.0 wurde die Echo Loss Messung erweitert, wobei das Eigenrauschen des Mobiltelefones gemessen und leistungsmäßig in den einzelnen Terzbändern vom Echosignal subtrahiert wird, damit kann eine Dynamikerhöhung bis zu ca. 10 dB erreicht werden. Dieser Test liefert damit sehr realistische Echo Loss Meßergebnisse, ist aber so nicht standardisiert.

Das Testmobiltelefon wird in der LRG P Position (CCITT P.76) m ontiert und der Hörer wird dicht an das künstliche Ohr angeschlossen.

Als Testsignal wird k ünstliche Sprache gemäß CCITT P.50 erzeugt und in den Sprachcoder eingespeist. Diese Sprache wird 10 s lang abgespielt und dabei die spektrale Energieverteilung der erzeugten Sprache in den Terzbändern von 200 Hz bis 4 kHz gemessen, unmittelbar darauf wird das gleiche Sprachstück wiederum 10 s abgespielt und die s pektrale Verteilung im Ausgangssignal des Sprac hdec oders gemessen. Aus den Dif f er enzen in den einzelnen Bändern und Abzug der Ruherauschleistung in jedem Terzband wird nach CCITT G.122 das Echo Loss berechnet. Diese Messung wird nacheinander mit der männlichen und weiblichen Vers ion der künstlichen Sprache dur chgeführt, das endgültige Ergebnis ergibt sich aus dem Mittelwert aus beiden Messungen.

Im Ergebnis muß auch noch die tatsächliche Verstärkung des Sprachcoders und -decoders berücksichtigt werden.

GSM 11.10 verlangt ein Echo Loss von mindestens 46 dB die von Mobiltelefonen mit guten Echocancellern erreicht werden. Mit der Berücksichtigung des Eigenrauschens liegt die Meßgrenze des Systems bei ca. 55 dB Echodämpfung. Da das Mik rofon des Prüflings jedes Fremdgeräusch mit aufnimmt und wie ein Echo bewertet, ist es hier auch unbedingt notwendig eine gut schallisolierende Testkammer bei der Messung zu benutzen.

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Stability Margin

Die Bestimmung von Stability Margin soll sicherstellen, daß das Telefon unter keinen Bedingungen zu akustischen Rückkoppelungen und instabilem Verhalten neigt.

Für den Test wird das Telefon m it Hörer- und Mikrof onseite nach unten auf eine ebene, harte Platte gelegt.

Es wird im UPL eine Schleife zwischen Empfangs- und Sprachkanal geschlossen und dabei eine Über-Alles-Verstärkung von 6 dB eingestellt. Hierbei wird die Coderverstärkung automatis ch berücksichtigt (siehe auch Echo Loss).

Um die Schleife anzuregen wird für 1 s ein Rauschen mit einem Pegel von 10 dBm0 nach CCITT O.131 eingespeist und dann abgeschaltet wobei die Schleife weiterhin geschlossen bleibt.

Die Testperson muß durch Hören prüfen, daß keine Auf schaukelung oder Schwingung entsteht. Entsteht keine Schwingung, ist die Mindestforder ung nach GSM 11.10 für ein Stability Margin von 6 dB erfüllt.

Sending Distortion

Es wird im Sendezweig der Störabstand in Abhängigkeit der akustischen Aussteuerung gemessen. Laut GSM 11.10 wird hierbei der Sprachcoder ausgeschlossen. Bei einem Standard GSM-Mobiltelefon kann diese Messung jedoch nur inklusive des Sprach -Coders und -Decoders durc hgeführt werden. Die Grenzwerte nach GSM 11.10 sind daher nur als Richtwerte zu betrachten, eine Einhaltung dieser Grenzen ist nicht zwingend notwendig.

Die Messung erfolgt mit einem Sinuston von 1015 Hz. Bei dieser Frequenz erzeugt die Kodierung ein hinreichend stabiles Ausgangssignal.

Das Testmobiltelefon wird in der LRG P Position (CCITT P.76) m ontiert und der Hörer wird dicht an das künstliche Ohr angeschlossen.

Das Testsignal wird mit dem künstlichen Mund am MRP (mouth reference point) erzeugt und der SINAD-Wert des empfangenen Signales am Decoderausgang des CMD wird gemessen.

Der akustische Referenzpegel ARL ist als der Schalldruck definiert, der eine Aussteuerung im Sendekanal von -10 dBm 0 hervorruft, eine automatische Routine variiert den Schalldruck am künstlichen Mund solange, bis sich die gewünschte Aussteuerung einstellt. Dieser W er t wird dann als Bezug für die nachfolgende Bestimmung des SINAD-Wertes über der Aussteuerung genommen.

Bei Schalldrücken von -35 db bis zu +10 dB relativ zu dem akustischen Bezugspegel ARL wird der SINAD-Wert gem essen und mit der Gr enzwertkurve nach GSM 11.10 Tabelle 30.3 verglichen.

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Tabelle 5 Grenzwertkurve nach GSM 11.10 Tabelle 30.3

dB relative to ARL Level ratio

-35 dB 17.5 dB

-30 dB 22.5 dB

-20 dB 30.7 dB

-10 dB 33.3 dB 0 dB 33.7 dB 7 dB 31.7 dB 10 dB 25.5 dB

Die Messung wird nur bis zu einem maximalen Schalldruc kpegel von 10 dBPa am Mund ausgeführt ggf. endet deshalb die Messkurve bereits früher.

Liegt die gemessene Kurve über der Grenzwertkurve, wird PASS ausgegeben, anderenfalls erscheint FAIL. Da diese Messung im Gegensatz zur Typprüfung einschließlich der Sprachcodierung erfolgt, ist nicht unbedingt eine PASS-Meldung zu erwarten, es ergeben sich typischerweise c a. 3 – 5 dB schlechtere Werte. Gegebenenfalls ist die Kurve optisch auf den Abstand zur Grenzwertkurve zu beurteilen.

Receiving Distortion

Es wird im Empfangszweig der Störabstand in Abhängigkeit der akustischen Aussteuerung gemessen. Laut G SM 11.10 wird hierbei der Sprachcoder ausgeschlossen. Bei einem Standard G SM-Mobiltelefon kann diese Messung jedoch nur inklusive des Sprach-Coders und -Decoders durchgeführt werden. Die Grenzwerte nach GSM 11.10 sind daher nur als Richtwerte zu betrachten, eine Einhaltung dieser Grenzen ist nicht zwingend notwendig.

Die Messung erfolgt mit einem Sinuston von 1015 Hz. Bei dieser Frequenz erzeugt die Kodierung ein hinreichend stabiles Ausgangssignal.

Das Testmobiltelefon wird in der LRG P Position (CCITT P.76) m ontiert und der Hörer wird dicht an das künstliche Ohr angeschlossen.

Das Testsignal wird in den Sprachcodereingang des CMD eingespeis t und der SINAD-W ert des Sc halldruck es im k ünstlichen Ohr wird m it psophom etrischer Bewertung nach CCITT G.714 gemessen.

Bei Aussteuerungen von -45 dbm 0 bis zu 0 dBm0 wird der SINAD-W ert des Schalldruckes gemessen und mit der Grenzwertkurve nach GSM 11.10 Tabelle

30.4 verglichen.

Tabelle 6 Grenzwertkurve nach GSM 11.10 Tabelle 30.4

Level Level ratio

-45 dBm0 17.5 dB

-40 dBm0 22.5 dB

-30 dBm0 30.5 dB

-20 dBm0 33.0 dB

-10 dBm0 33.5 dB

-3 dBm0 31. 2 dB 0 dBm0 25.5 dB

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Die Messung wird nur bis zu einem maximalen Schalldruckpegel im Ohr von 10 dBPa ausgeführt ggf. endet deshalb die Messkurve bereits früher.

Liegt die gemessene Kurve über der Grenzwertkurve, wird PASS ausgegeben, anderenfalls erscheint FAIL. Da diese Messung im Gegensatz zur Typprüfung einschließlich der Sprachcodierung erfolgt, ist nicht unbedingt eine PASS-Meldung zu erwarten, es ergeben sich ty pischerweise ca. 3 – 5 dB schlechtere W erte. Gegebenenfalls ist di e Ku r ve o pt i s c h a u f den Abstand zur Grenzwertkurve zu beurteilen.

Bild 6 Typisches Ergebnis einer Receiving Distortion Messung

Idle channel noise sending

Es wird die Störspannung am Sprachdecoderausgang gemessen, wenn sich das Telefon im Betriebszustand in einer ruhigen Umgebung befindet (< 30 dB(A)).

Das Testmobiltelefon wird in der LRG P Position (CCITT P.76) m ontiert und der Hörer wird dicht an das künstliche Ohr angeschlossen.

Die Spannung am Decoderausgang wird gemessen, psophom etrisch nach CCITT G.223 bewertet und auf die inter ne Aussteuer ung in dBm 0p zurück- gerechnet.

Der Ruhegeräuschpegel soll -64 dBm0p nicht übersteigen.

Idle channel noise receiving

Es wird der Schalldruck im künstlichen Ohr im Betr iebszustand bei Ruhebedingungen gemessen.

Das Testmobiltelefon wird in der LRG P Position (CCITT P.76) m ontiert und der Hörer wird dicht an das künstliche Ohr angeschlossen.

Der Schalldruck im künstlichen Ohr wird mit eingeschalteter A-Bewertung gemessen.

Bei nominaler Lautstärkeeinstellung am Testmobiltelefon soll der Schalldruck -57 dBPa(A) nicht übersteigen.

Bei maximaler Hörerlautstärke soll der Schalldruck -54 dBPa(A) nicht übersteigen.

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Diese Messung stellt hohe Anforderungen an die Schallis olierung der Meß- kamm er und den Störabstand des Meßmikrofones inclusive Vorver stärker im künstlichen Ohr. Eine Vergleichsmessung mit ausgeschaltetem Testmobiltelefon oder ohne Prüfling zeigt die vorhandenen Reser ven der Meß- einrichtung, wobei der Audio Analyzer UPL von seinem Eigengeräusch- pegel Messungen bis unter -80 dBPa(A) bei einer Mikrof onvorverstärkung von 0 dB und noch kleinere Werte bei höherer Mikrofonverstärkung ermöglicht.

Die Forderung nach GSM 11.10, bei der der Störschall in der Kammer unter 30 dB(A) liegen soll, kann so geprüf t werden. 30 dB(A) entspr echen 64 dBPa(A) (1 Pa entspricht einem Schalldruckpegel von 94 dB).

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5 Kalibrierroutinen

Kalibrierung des künstlichen Ohres

Vor Beginn der Messungen muß die Absolutem pfindlichkeit des Mik rofons aus dem künstlichen Ohr bestimmt werden, dazu ist ein Schallpegelkalibrator wie Brüel & Kjäer 4231 mit einem Schalldruckpegel von 94 dBSPL bzw. einem Schalldruck von 1 Pa bei einer Frequenz von 1 kHz erforderlich.

Hinweis:

Die Kalibrierwerte werden für jeden Ohrtyp getrennt abgespeichert, bei einem Wechsel des Ohrtyps muß nicht neu kalibriert werden wenn das physikalisch gleiche Ohr vorher schon kalibriert wurde.

Kalibrierung Ohrtyp 1 ½ Die Betriebsspannung des Mikrofonspeisegerätes ausschalten.

Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Hinweis: Die Polarisationsspannung des Mikrofones beträgt 200 V und

kann daher einen leichten elektrischen Schlag verur sachen, die Stromstärke ist allerdings ungefährlich. Es kann aber unter Umständen auch der Mikrofonvorverstär ker beschädigt werden.

½ Das Mikrofon aus dem künstlichen Ohr ausbauen. ½ Die Mikrofonkapsel wieder aufschrauben und die Be triebsspa nnung

einschalten.

½ Das Mikrofon bis zum Anschlag in das Adapterstück des Schallpegel-

kalibrators einstecken und den Kalibrator einschalten.

Hinweis: Mindestens 10 s nach Einstecken des Mikrofones in den

Kalibrator abwarten um einen statischen Druckausgleich zu ermöglichen.

½ Mit der Funktionstaste F12 die Ebene CALIBRATION auswählen. CALIBRATION EXP-FILES

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

BACK EAR MOUTH DELETE

½ Mit der Funktionstaste EA R die Kalibri erroutinen a ufrufen. EAR TYPE1 EAR TYPE3.2L EAR TYPE3.2H TYPE 3.3 TYPE 3.4

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

BACK

EAR_T1 EAR_T32L T32L_DAT EAR_T32H T32H_DAT EAR_T33 EAR_T34

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

½ Mit der Funktionstaste EAR_T1 die Messroutine aufrufen.

Die Ausgangsspannung des Mikrofones wird gemessen und die Empfindlichkeit bezogen auf 1 Pa am Bildschirm dargestellt. Bei einer Mikrofonvorverstärkung von 0 dB muß die angezeigte Empfindlichkeit etwa dem Wert im Kalibrierschein der Mikrofonkapsel entsprechen (typischer Wert für Mikrofonkapsel 4134, aus dem künstlichen Ohr 4185, ca. 12 mV/Pa). Beträgt die dabei gemes sene Spannung weniger als 3 mV, wird eine Fehlermeldung am Bildschirm ausgegeben. Mög- liche Ursachen können z.B. eine ausgeschaltete Spannungs versorgung für das Mikrofon oder ein ausgeschalteter Kalibrator sein. Das Programm forder t dann zu einer Wiederholung auf. W urde die Spannungsversorgung des Mikrof ones eingeschaltet, muß ca. 20 s gewartet werden bevor mit RUN die Messung erneut gestartet wird.

Der so gemessene Referenzwert wird unverlierbar abgespeichert und für alle folgenden Messungen mit dem Ohr Typ1 wieder verwendet.

Kalibrierung Ohrtyp 3.2 Low leakage ½ Den Schallpegelkalibrator mit Hilfe des Adapters DP0939 dicht an das

künstliche Ohr anschließen und Kalibra tor einscha lten.

½ Mit der Funktionstaste F12 die Ebene CALIBRATION auswählen. CALIBRATION EXP-FILES

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

BACK EAR MOUTH DELETE

½ Mit der Funktionstaste EA R die Kalibri erroutinen a ufrufen. EAR TYPE1 EAR TYPE3.2L EAR TYPE3.2H TYPE 3.3 TYPE 3.4

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

BACK

EAR_T1 EAR_T32L T32L_DAT EAR_T32H T32H_DAT EAR_T33 EAR_T34

½ Mit der Funktionstaste EAR_T32L die Messroutine aufrufen.

Die Ausgangsspannung des im Ohr eingebauten Mikrofones wird gemessen und die Empfindlichkeit bezogen auf 1 Pa am Bildschirm dargestellt. Beträgt die dabei gemessene Spannung weniger als 3 mV, wird eine Fehlermeldung am Bildschirm ausgegeben. Mögliche Ursachen können z.B. eine ausgeschaltete Spannungsversorgung für das Mikrofon oder ein ausgeschalteter Kalibrator sein. Das Programm fordert dann zu einer Wiederholung auf. Wurde die Spannungsversorgung des Mikrof ones eingeschaltet, muß ca. 20 s gewartet werden bevor mit RUN die Messung erneut gestartet wird.

Der so gemessene Referenzwert wird unverlierbar abgespeichert und für alle folgenden Messungen mit dem Ohr Typ 3.2L wieder verwendet.

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Einlesen der Kalibrierdaten des künstlichen Ohres Typ 3.2L:

Der Frequenzgang des künstlichen Ohres vom Typ 3.2L wird auf einer Diskette mit dem künstlichen Ohr mitgeliefert. Zur Transformation der gemessenen W erte vom Drum Reference Point zum s ogenannten Ear Reference Point werden diese Daten herangezogen.

½ Die mit dem Ohr mitgelieferte Diskette in das Laufwerk des UPL

stecken.

½ Mit der Funktionstaste T32L_DA T die Routine aufrufen.

Die Kalibrationsdatei OES_LL.ADA wird automatisch gesucht und gelesen. Die modifizierten Daten werden auf der Harddisk des UPL gespeichert. Dieser Vorgang muß nur wiederholt werden, wenn sich die Kalibrierdaten geändert haben z.B. durch Neukalibration des Ohres beim Hersteller oder bei der Verwendung eines physikalisch anderen Ohres gleichen Typs.

Wird die entsprechende Datei auf der Diskette nicht gefunden, fordert die Routine auf, die Kalibrationsdiskette einzuschieben.

Kalibrierung Ohrtyp 3.2 High leakage ½ Den Schallpegelkalibrator mit Hilfe des Adapters DP0939 dicht an das

künstliche Ohr anschließen und Kalibra tor einscha lten.

½ Mit der Funktionstaste F12 die Ebene CALIBRATION auswählen. CALIBRATION EXP-FILES

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

BACK EAR MOUTH DELETE

½ Mit der Funktionstaste EA R die Kalibri erroutinen a ufrufen. EAR TYPE1 EAR TYPE3.2L EAR TYPE3.2H TYPE 3.3 TYPE 3.4

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

BACK

EAR_T1 EAR_T32L T32L_DAT EAR_T32H T32H_DAT EAR_T33 EAR_T34

½ Mit der Funktionstaste EAR_T32H die Messroutine aufrufen.

Der so gemessene Referenzwert wird unverlierbar abgespeichert und für alle folgenden Messungen mit dem Ohr Typ 3.2H wieder verwendet.

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Einlesen der Kalibrierdaten des künstlichen Ohres Typ 3.2H:

Der Frequenzgang des künstlichen Ohres vom Typ 3.2H wird auf einer Diskette mit dem künstlichen Ohr mitgeliefert. Zur Transformation der gemessenen W erte vom Drum Reference Point zum s ogenannten Ear Reference Point werden diese Daten herangezogen.

½ Die mit dem Ohr mitgelieferte Diskette in das Laufwerk des UPL

stecken.

½ Mit der Funktionstaste T32H_DA T die Routine aufrufe n.

Die Kalibrationsdatei OES_HL.ADA wird automatisch gesucht und gelesen. Die modifizierten Daten werden auf der Harddisk des UPL gespeichert. Dieser Vorgang muß nur wiederholt werden, wenn sich die Kalibrierdaten geändert haben z.B. durch Neukalibration des Ohres beim Hersteller oder bei der Verwendung eines physikalisch anderen Ohres gleichen Typs.

Wird die entsprechende Datei auf der Diskette nicht gefunden, fordert die Routine auf, die Kalibrationsdiskette einzuschieben.

Kalibrierung Ohrtyp 3.3 ½ Den Schallpegelkalibrator mit Hilfe des Adapters UA-1546 dicht an das

künstliche Ohr anschließen und Kalibra tor einscha lten.

½ Mit der Funktionstaste F12 die Ebene CALIBRATION auswählen. CALIBRATION EXP-FILES

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

BACK EAR MOUTH DELETE

½ Mit der Funktionstaste EA R die Kalibri erroutinen a ufrufen. EAR TYPE1 EAR TYPE3.2L EAR TYPE3.2H TYPE 3.3 TYPE 3.4

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

BACK

EAR_T1 EAR_T32L T32L_DAT EAR_T32H T32H_DAT EAR_T33 EAR_T34

½ Mit der Funktionstaste EAR_T33 die Messroutine aufrufen.

Der so gemessene Referenzwert wird unverlierbar abgespeichert und für alle folgenden Messungen m it dem Ohr Typ 3.3 wieder verwendet. Es werden automatisch die Standard-Kalibrier daten nach ITU-T P57 für den Ohrtyp 3.3 herangezogen.

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Kalibrierung Ohrtyp 3.4 ½ Die Pinna und den Ohrkanalsimulator entfernen, den Schallpegel-

kalibrator mit Hilfe des kurzen Stahladapters an das künstliche Ohr anschließen und Kalibrator einschalten.

½ Mit der Funktionstaste F12 die Ebene CALIBRATION auswählen. CALIBRATION EXP-FILES

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

BACK EAR MOUTH DELETE

½ Mit der Funktionstaste EA R die Kalibri erroutinen a ufrufen. EAR TYPE1 EAR TYPE3.2L EAR TYPE3.2H TYPE 3.3 TYPE 3.4

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

BACK

EAR_T1 EAR_T32L T32L_DAT EAR_T32H T32H_DAT EAR_T33 EAR_T34

½ Mit der Funktionstaste EAR_T34 die Messroutine aufrufen.

Der so gemessene Referenzwert wird unverlierbar abgespeichert und für alle folgenden Messungen mit dem Ohr Typ 3.4 wieder verwendet.

Es werden automatisch die Standard-Kalibrier daten nach ITU-T P57 für den Ohrtyp 3.4 herangezogen

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Kalibrierung des künstlichen Mundes

Die Kalibrierung des künstlichen Mundes ist unabhängig vom verwendeten Ohrtyp, beim Wechsel des Ohrtyps ist daher keine Neukalibration erforderlich!

Die Absolutempfindlichk eit und der Frequenzgang des künstlic hen Mundes muß vor der Messung gemessen und korrigiert werden, hierzu wird ein druckkalibriertes Meßmikrof on benötigt, das vorher selbst kalibr iert werden muß. Hierzu kann das aus dem künstlichen Ohr Typ1 ausgebaute Meßmikrofon verwendet oder eine zusätzliche Mikrofonkapsel auf den Mikrofonvorverstärker aufgeschraubt werden. Dieses Meßmikrofon dient als Referenz für die Frequenzgangmessung des Mundes. Für den notwendigen Frequenzbereich (100 Hz bis 8 kHz) kann der Eigenf requenzgang des Mikrofones vernac hlässigt werden, s iehe auch Kalibr iers c hein der Mikrofonkapsel.

Bei der Kalibrierung des Mundes erzeugt jeder unerwünschte Störschall eine Verfälschung der Korrektur, deshalb ist die Kalibration des Mundes ebenfalls in der schallgedämmten Meßkammer dur chzuführen.

Im ersten Schritt ist das Meßmikrofon selbst zu kalibrieren.

½ Das Meßmikrofon bis zum Anschlag in das Adapterstück des Schall-

pegelkalibrators einstecken und den Kalibrator einschalten.

Hinweis: Mindestens 10 s nach Einstecken des Mikrofones in den

Kalibrator abwarten um einen statischen Druckausgleich zu ermöglichen.

½ Mit der Funktionstaste F12 die Ebene CALIBRATION auswählen. CALIBRATION EXP-FILES

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

BACK EAR MOUTH DELETE

½ Mit der Funktionstaste MOUTH die Kalibrierroutinen aufrufen. MOUTH CALIBRATION

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

BACK

REF_MIC CAL_MOU

½ Mit der Funktionstaste REF_MIC die Messroutine aufrufen.

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

gramm forder t dann zu einer Wiederholung auf. W urde die Spannungsversorgung des Mikrof ones eingeschaltet, muß ca. 20 s gewartet werden bevor mit RUN die Messung erneut gestartet wird. Mit Hilfe der mit dem Mund mitgelieferten Montage-Lehren das Mik rof on rechtwinklig zum Mund am Mouth Refer ence Point MRP anbringen (die rechtwinklige Position ist zu wählen, da es sich bei der Mik rofonkapsel 4134 (z. B. aus Ohr 4185) um ein druckkalibriertes Mikrofon handelt).

½ Mit der Funktionstaste F12 die Ebene CALIBRATION auswählen. CALIBRATION EXP-FILES

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

BACK EAR MOUTH DELETE

½ Mit der Funktionstaste MOUTH die Kalibrierroutinen aufrufen. MOUTH CALIBRATION

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

BACK

REF_MIC CAL_MOU

½ Mit der Funktionstaste CAL_MOU die Messroutine aufrufen.

Zunächst wird mit einem automatischen Abgleichvorgang bei einer Frequenz von 1 kHz der erzeugte Schalldruck am MRP auf genau –4,7 dBPa eingestellt, der dazu notwendige Generatorspannungswert wird unverlierbar abgespeichert und für alle späteren Einstellungen mit dem künstlichen Mund als Referenz herangezogen. Falls der Abgleich auf einen Schalldruck von -

4.7 dBPa nicht möglich ist, erscheint eine Fehlermeldung auf dem Bildschirm mit der Aufforderung, den Anschluß des künstlichen Mundes zu überprüfen und die Messung zu wiederholen. Eine mögliche Fehlerursache ist z.B., daß der mitgelieferte Übertrager nicht zwischen Generatorausgang und Anschluß des künstlichen Mundes geschaltet wurde.

Dann wird der unkorrigierte Frequenzgang des Mundes gem essen und dargestellt. Anschließend erfolgt eine Mess ung des Fr equenzganges m it automatisch eingestellter inverser F requenzgangkorrektur im G enerator (Equalisation). Dabei werden eventuell verbliebene Restfehler durch mangelnde Linearität des Lautsprechers im Mund gemessen und als Feinkorrektur in die endgültige Equalisation-Datei mit eingerechnet.

Zur Verifizierung erfolgt abschließend noch eine absolute Schalldruckmessung über der Frequenz bei einem Schalldruck von -4.7 dBPa ( Referenzschalldruck für die meisten Messungen). Der abs olute Schalldruck muß bei jeder Frequenz innerhalb eines Toleranzbandes von -4.7 dBPa ±0.2 dB bleiben. Bei korrekter Kalibrierung ohne Störschall ergibt sich dabei nahezu eine geradlinige Kurve mittig zu den beiden Grenzwertlinien.

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

6 Weiterverarbeitung der Meßergebnisse

Ausdrucken, Abspeichern und Anzeigen der Meßergebnisse

Nach jeder einzelnen Messung wird das Ergebnis entweder graphisch oder numerisch am Bildschirm dargestellt und gegebenenfalls PASS oder F AIL eingeblendet.

Es erscheint dann die Softkeyauswahl:

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

CONT TRC_FILE PCX_FILE HARDCOPY

Ein Druck auf die Taste CONT führt wieder zum Auswahlmenü der einzelnen Messungen zurück.

Ein Druck auf die Taste TRC_FILE bewirkt bei einer Kurvendarstellung die Abspeicherung der Meßkurve im ASCII-For mat in einer Datei. Diese Datei hat den festen Namen TRCxx.T RC, wobei xx für eine fortlauf ende Num m er steht (maximal 5 Stellen). Damit ist eine Weiterverarbeitung der Meßer- gebnisse mit anderen Programmen möglich. Bei einer numerischen Darstellung ist der Druck auf diese Taste wirkungslos.

Ein Druck auf die T aste PCX_FILE bewirkt eine Kopie des Bildsc hirmes in eine PCX-Datei. Diese Datei hat den festen Nam en PICxx.PCX, wobei xx für eine fortlaufende Nummer steht (maximal 5 Stellen). Damit ist eine Einbindung der Ergebnisanzeige z.B. in Textverarbeitungsprogramme mög- lich. Es wird immer der ganze Bildschirm, j edoc h ohne Sof tkeyzeile, kopiert, damit kann auch ein numerisches Ergebnis als PCX-Datei abgespeichert werden. Da sowohl bei den TRC- als auch bei den PCX-Dateien nur eine fortlaufende Numerierung erf olgt, ist es sinnvoll z.B. nach einer Meßreihe die entstandenen Dateien zu kopieren und ggf. umzubenennen. Es können dann die ursprünglichen TRCxx.TRC und PICxx.PCX-Dateien wieder gelöscht werden. Dieses Verfahren erlaubt eine bess ere Zuordnung der Meßergebnisse und vermeidet Verwechslungen.

Dazu kann nach Beendigung des Meßprogramm es (z. B. m it der Taste F 5) durch Eingabe des Kommandos SHELL <RETURN> eine DOS-Shell aufgerufen werden von der aus die Dateien m it DOS-Befehlen kopier t oder umbenannt werden können. Mit der Eingabe von EXIT <RET URN> kom mt man wieder zu Basic zurück, ohne daß das Programm gelöscht wurde. Durch Eingabe von RUN kann das Programm sofort wieder gestartet werden.

Ein Druck auf die Taste HARDCOPY bewirkt eine Kopie des Bildschirminhaltes auf einen angeschlossenen Drucker.

Die gewünschten Druckereinstellungen werden nicht vom Programm vorgenommen. Der Drucker bleibt so eingestellt, wie er zuletzt manuell am UPL gewählt und benutzt wurde. Es muß daher einmalig vorher in der manuellen Bedienung des UPL im Option-Panel der gewünschte Drucker, sowie die Skalierung und Druckrichtung gewählt werden. Es empfiehlt sich, vorzugsweise Resolution LOW oder MEDIUM und möglichst ganzzahlige Skalierungsfaktoren für die Druckausgabe zu verwenden. Gebrochene Skalierungsfaktoren (ins besonder e Werte k leiner 1) führ en zur Interpolation der Pixelpunkte und können daher die Druckqualität verschlechtern.

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

Sinnvollerweise führt man m anuell einen Probeausdruc k durc h, um das Er gebnis zu testen. Im Gegensatz zur manuellen Bedienung wird keine COMMENT-Zeile ausgegeben und das Programm schickt nac h j edem Aus druck automatisch ein FORM FEED hinterher um das Papier auszuwerfen.

Alle rein numerischen Ergebnis s e werden nac h j eder Mes sung automatisch an die Ergebnisdatei RES_GSM.LOG angehängt.

Jedes Meßergebnis wird in eine Zeile mit Klartext der Messung, Meßergebnis, Datum und Uhrzeit geschrieben. Damit können alle numerischen Meßergebnisse nach einer Meßreihe wieder zurückgewonnen und ausgewertet werden.

Wie auch für die TRC- und PCX-Dateien ist es sinnvoll z.B. nach einer Meßreihe die entstandene RES_GSM.LOG-Datei zu kopieren und ggf. umzubenennen. Es kann dann RES_GSM.LOG wieder gelöscht werden. Dieses Verfahren erlaubt eine bessere Zuordnung der Meßer gebnisse und vermeidet Verwechslungen. Dazu kann nach Beendigung des Meßpro- grammes ( z.B. mit der Taste F5) durch Eingabe des Kommandos SHELL <RETURN> eine DOS-Shell aufgerufen werden von der aus die Datei RES_GSM.LOG mit herkömmlichen DOS-Befehlen kopiert oder umbenannt werden kann.

Mit der Eingabe von EXIT <RETURN> komm t m an wieder zu Basic zurück, ohne daß das Programm gelöscht wurde. Durch Eingabe von RUN kann das Programm sofort wieder gestartet werden.

Jede Messung des Frequenzganges in Sende- oder Empfangsrichtung erzeugt automatisch im Hintergrund ein exportfähiges File mit den festgelegten Namen SNDSENS.xxx bzw. RECSENS.xxx wobei xxx für eine fortlaufende Numm er steht. In diesen Files werden die gemessenen W er te in absoluten Einheiten dBPa/V bzw. dBV/Pa gespeichert in einer Form die den direkten Export z.B. nach Excel erlauben. Diese absoluten Meßwerte können auch mit Hilfe der Programm e READ_SND bzw. READ_REC als Absolutkurven dargestellt werden. Dazu muß das Programm GSM_TST beendet und das Programm READ_SND bzw. READ_REC geladen und gestartet werden. Die jeweils zuletzt gemessene Kurve wird dann dargestellt. Die fortlaufende Numerierung geschieht automatisch, bei Überschreiten von 999 Files wird wieder bei 000 begonnen, ältere Files werden damit ggf. überschrieben. Um nach einer Meßreihe alte Ergebnis files zu löschen gibt es im Programm GSM_TST den Menüpunkt DELETE EXP-FILES.

½ Mit der Funktionstaste F12 die Ebene CALIBRATION auswählen. CALIBRATION EXP-FILES

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

BACK EAR MOUTH DELETE

½ Mit der Funktionstaste DELETE auswähle n. Es erfolgt eine Abfrage, ob wirklich alle Ergebnisfiles (auch

RES_GSM.LOG) gelöscht werden sollen. Bei Bestätigung werden die Ergebnisfiles in SNDOLD.xxx bzw. RECOLD.xxx und RES_GSM.OLD umbenannt und gehen daher beim erstmaligen Löschen nicht verloren. Bei einem zweiten Löschvorgang werden dann diese Sicherungskopien ggf. überschrieben.

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Akustische Messungen an Mobiltelefonen

7 Beendigung der Applikation

Mit der Taste F12 kom mt man auf die nächsthöhere Ebene solange dort ein Rechtspfeil → eingeblendet wird, in der höchsten Ebene is t die Taste wirkungslos. Mit der Taste F5 kommt man jeweils eine Ebene zurück solange dort ein Linkspfeil ← eingeblendet wird. In der untersten Ebene wird dort END eingeblendet.

F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

END SEND RECEIVE STMR LSTR ECHO STAB-MRG

Ein Druck auf die Taste F5 bewirkt dann die Abfrage: ½ “Programm beenden <Y><N>?“

Bei Bestätigung mit “Y“ wird das Programm abgebrochen aber nic ht gelöscht. Es wird automatisch die Softkeyzeile für Basic restauriert.

Ein Abbruch der Software unter BASIC ist auch jederzeit über die Tastenkom bination "CTRL BREAK" möglich. Die Eingabe von "CONT" setzt das Programm fort, "RUN" führt einen Neustart aus.

→

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UPL-B-8 Rückführung des Analysator-Signals mit additivem Rauschen

Anhang A:

Nach dem Installieren der Software-Option UPL-B8 steht im Generator eine zusätzliche Funktion namens "RANDOM+ANLR zur Verfügung.

Rückführung des Analysator-Signals mit additivem Rauschen

Bei der Generator-Funktion R ANDOM+ANLR wird das Ana lysatorsignal rückgeführt und m it einem im Frequenzbereich definierbaren Raus chsignal überla gert. Diese Generatorfunk tion wird benötigt für die "stability margin"-Messung der akustischen GSM-Testcases.

Die Definition des Rauschsignals erfolgt durch Vorgabe einer Amplitudenfrequenzverteilung im Frequenzbereich (Domain: FREQ); es handelt sich dabei um weißes Rauschen.

Das Analysator-Sig nal kann wahlweise aus dem Meßkanal 1 oder 2 genommen und mit einem wählbaren Faktor verstärkt werden.

Voraussetzung für die G enerierung dieses Spezials ignals ist es, daß "Volt Range" im GENERATORPanel auf FIX steht. Andernfalls wird das Loop-Signal auf den Verstärk ungsfaktor 0 gestellt (muting); das Rauschsignal bleibt hingegen aktiv.

DC Offset

Spacing

USER DEF

ANLR TRACK

siehe Betriebshandbuch 2.5.4.1.2 Gem. Param. für Generator-Funktionen

Festlegung des Frequenzrasters, d.h. des Abstandes der einzelnen Frequenzlinien:

Frequenzraster m anuell einstellbar. Der eingeg ebene Wert wird auf den nächstmöglichen einstellbaren W ert korrigiert. Die Grenzen und die einstellbaren Frequenzwerte hängen von der Abtastrate (siehe Betriebshandbuch 2.5.1 Wahl des Generators) und dem gewählten Generator ab. Die untere Frequenzgrenze ist der Quotient

Systemtaktrate / 16384 Sie beträgt 0,488 Hz für das digitale und 2,93 Hz für das analoge Instrument Einheiten: Hz, kHz

Der Wert des Analyserasters der FFT wird automatisch übernommen. Dieser Wert erscheint auch im Analysatorpanel unter "FFT:Resolution" (siehe Betriebshand buch 2.6.5.12 FFT). Dies e Einstellung ist optim al für eine Analyse mit dem Rechteckfenster. Ist im Analysator keine FFT gewählt, dann wird die Einstellu ng zurückgewiesen (Fehlermeldung!).

Lower Freq

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Einstellung der unteren Bereichsgrenze für das erzeugte Rauschen. Wertebereich: 350 Hz ... 550 Hz - 1 x Spacing

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UPL-B-8 Rückführung des Analysator-Signals mit additivem Rauschen

Upper Freq

Crest Fact

OPTIMIZED

VALUE:

RND PEAK

Einstellung der oberen Bereichsgrenze für das erzeugte Rauschen. Wertebereich: Lower Freq + 1 x Spacing ... 550 Hz

Wahl des Algorithmus zur Bestimmung der Phasenlage der einzelnen Frequenzlinien und somit des Scheitelfaktors des Gesamtsignals.

automatische Minimierung des Scheitelfakt ors durch inter ne Optim ierung der einzelnen Phasenlagen

Vorgabe eines gewünschten Scheitelfaktors Die Phasenlagen der Frequenzlinien werden intern so modifiziert, daß der resultierende Scheitelfaktor m öglichst nah an diesen gewünschten W ert herankomm t. Wie genau der gewünschte Wert getroffen wird, hängt von der Anzahl der Linien, also von Frequenzb er eich un d Spac i ng, ab.

Einstellung des Sp itzen ausgangspe gels des Raus chsignals . Die Eing abe hat keinen Einfluß auf das Loop-Signal.

RND PEAK und RND RMS sind über den Scheitelfaktor miteinander verkoppelt. Eine Änderung von RND PEAK wirkt sich daher sofort im Zahlenwert von RND RMS aus. Bei Änderung des Scheitelfaktors bleibt RND PEAK unverändert.

Wertebereich: 0 ... V

digital: V analog: V

max max max

Einheiten:

digital: FS | %FS | dBFS | LSBs | bits | ∆% | dBr analog: V | mV | µV | V/V

∆%V | ∆V | ∆mV | ∆µV

max

= 1 FS = 14,142 V = 28,284 V

für UNBAL

eff

für BAL

eff

| dBu | dBV | dBr | dBm |

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UPL-B-8 Rückführung des Analysator-Signals mit additivem Rauschen

RND RMS

Loop Chan

Einstellung der RMS-Ausgangsspannung (nur im Analoggenerator). Die Eingabe hat keinen Einfluß auf das Loop-Signal.

RND PEAK und RND RMS sind über den (für ein bestimmtes Rauschsignal konstanten) Scheitelfaktor miteinander verkoppelt. Eine Änderung von RND RMS wirkt sich daher sofort im Zahlenwert vo n RND PEAK aus. Bei Änderung des Scheitelfaktors ändert sich auch RND RMS.

Einheiten: V | mV | µV | V/V

∆%V | ∆V | ∆mV | ∆µV

Hinweis: Die Eingabe von RND RMS ist nur möglich, wenn der

Generator "RUNNING" ist. Während der Berechnung des Rauschsignal ("GEN BUSY") ist der Scheitelfaktor noch unbekannt; eine Eingabe wird daher zunäc hst abgel ehnt und die Spannung 0.0 ei ngetragen. Um sicher zustellen, daß der Generator nach der Berechnung des Rauschsignals dieses mit der richtigen (Peak-) Amplitude ausgibt, empfiehlt sich die Eingabe von "VOLT PEAK", was zu jeder Zeit möglich ist.

Angabe des Analysator-Kanals, dessen Signal auf den Generator rückgeführt und dem Rauschsignal überlager t werde n soll.

| dBu | dBV | dBr | dBm |

OFF

Loop Gain

Die Rückführung ist ausgeschaltet. Auch bei ausgeschaltetem Loop ist die Rückführungsverstärkung wählbar, um sie voreinstellen zu können.

Kanal 1 wird rückgeführt

Kanal 2 wird rückgeführt

Einstellung des Verstärkungsfaktors der Rückführung Wertebereich: 0 ... 1000 Einheiten: * (dimensionsloser Faktor) | dB

Hinweis: Die Loop Gain wird vom Programm automatisch auf 0

gesetzt (muting), sobald "Volt Range" (im GENERATORPanel) auf AUTO geschaltet wird.

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Anhang B:

Änderungen Firmware UPL-B8 Version 2.02 zu Version 2.01

Messung bzw. Auswahl Änderung

Stability Margin Löschen des Bildschir mes fehlte Ohrtyp 3.2 High Leakage zusätzliche Auswahl Ohrtyp 3.2 High Leakage Ohrtyp 3.3 feste Korrekturtabelle nach ITU-T P.57 für DRP-ERP-

Korrektur, keine Abfrage mehr nach Korrekturwerten

Kalibration Ohrt yp 3.3 Kalibration konnte durch die Ka li br ation des

Referenzmikrofones für die Mundkalibrierung überschrieben werden.

Ohrtyp 3.4 zusätzliche Auswahl von Ohrtyp 3.4

feste Korrekturtabelle nach ITU-T P.57 für DRP-ERPKorrektur

Receiving Distortion mit Ohrtyp 3.x Korrektur des aufgenommenen Spektrums mit der

DRP-ERP-Korrektur vor der SINAD-Berechnung

Idle Noise Receiving mit Ohrtyp 3.x Korrektur des aufgenommenen Spektrums mit der

DRP-ERP-Korrektur vor der Noise-Berechnung

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