Seite 1 (C) NTI AG 2005 Acoustilyzer AL1 Produktübersicht mit Anwendungs- beispielen NTI AG Liechtenstein

(C) NTI AG 2005 Seite 1

Acoustilyzer AL1

Produktübersichtmit Anwendungs-beispielen

NTI AG

Liechtenstein

www.nt-instruments.com


Acoustilyzer AL1

... ein neues Mitglied der Minstruments - Familie

Minirator Minilyzer Acoustilyzer Digilyzer


AL1 Funktionen

- Schallpegelmesser

- Spektralanalyse, RTA

- Nachhallzeit RT60

- FFT Analyse

- Lautsprecherpolarität

- Laufzeitmessung (delay)

- Sprachverständlichkeit STI-PA


Start

Schallpegel-Messung

Acoustilyzer AL1


Lautstärke: dBSPL

Zu hohe Lautstärken führen zu dauerhaften Schädigungen des Gehörs.

Der Veranstalter eines Konzertes (und in nächster Instanz der Tontechniker) ist dafür verantwortlich, dass Grenzwerte, die zum Schutze des Gehörs festgelegt wurden, nicht überschritten werden!

Bei Grenzwerten gilt der über eine gesamte Veranstaltung gemessene Durchschnitt der Lautstärke, gemessen in dB LEQ!


Während des Konzertes

SPL / LEQ

SPL

LEQ


Lautstärke: Grenzwerte (nach DIN15 905)

Dauer der Höchstwert des

Musikdarbietung Beurteilungspegels 8 Stunden 93 dBA LEQ 4 Stunden 96 dBA LEQ 2 Stunden 99 dBA LEQ

1 Stunde 102 dBA LEQ

ACHTUNG: Lautstärke kann nicht ohne Messgerät beurteilt werden! Unser Gehör passt sich langsam seiner Umgebung an. Nach einiger Zeit kommen uns auch hohe Lautstärken nicht mehr so laut vor, wir werden quasi taub!

GEFAHR: Je länger das Konzert geht, um so lauter wird gemischt!


Lautstärke: Wenn‘s zu laut wird.

Bei der Messung von Schallpegeln werden nicht alle Frequenzen gleich bewertet, sondern durchlaufen ein sogenanntes A-Bewertungsfilter.

Unser Gehör wird dort, wo es am empfindlichsten ist, am schnellsten geschädigt, was durch diese Filterkurve berücksichtigt wird.


Start

Akustische Verbesserungen

Spektralanalyse RTA

Acoustilyzer AL1


Akustische Verbesserungen:Heimkino

Bei einem optimalen Einstellung eines Heimkinos sind viele Details zu beachten.

Ein wichtiger Teil ist die Messung des spektralen Schallpegels.

Der EQ kann laut diesem Messergebnis eingestellt werden.


Akustische Verbesserungen: Heimkino

Methoden zur Mittelung des Frequenzganges:

• Speichere das Spektrum jeder Position zur Mittelung am Messgerät.

• Eine Leq Messung an jedem Messpunkt zeigt das durchschnittliche akustische Spektrum direkt an.


Start

Nachhallzeit RT60

Acoustilyzer AL1


Nachhallzeit - Grundlagen

Nachhallzeit ...

• hat grosse Auswirkungen auf die Qualität und Sprachverständlichkeit.

• ist unterschiedlich in verschiedenen Frequenzbändern.

• ist unterschiedlich an verschiedenen Raumpositionen und soll an verschiedenen Punkten gemessen werden.

• soll im diffusen Schallfeld gemessen werden.

• ist eine wichtige Messung zur Verbesserung

von akustischen Raumeigenschaften.

• ist spezifiziert im ISO3382 Standard.


Nachhallzeit RT60

RT60 ist eine akustische Messung, bei der die Zeitdauer für eine Schallreduzierung um 60 dBSPL geprüft wird.

RT60 Time


Nachhallzeit RT60 , T20

Eine 60dB Reduzierung benötigt sehr laute Testsignale und gute Lautsprecher. Zur Vereinfachung wird eine T20 Messung verwendet.

RT60 = T20 * 3

In jedem Frequenz-band wird ein Signal/Rausch Abstand von mind. 35dB benötigt.

Der Acoustilyzer AL1 misst T20.


Nachhallzeit RT60, AL1 Grundeinstellung

Schritt 1:

Wähle “RANGING” bei ausgeschaltetem Testsignal und drücke ok.

Der AL1 zeigt den Hintergrundpegel und den benötigten Pegel zur erfolgreichen Messung an.

Schritt 2:

Schalte das Messsignal ein und erhöhe den Schallpegel bis die obere Marke (35dB) übertroffen wird.

Resultat: Testsignal ist nur so laut wie benötigt !


Nachhallzeit RT60,Korrelationsfaktor

Korrelationsfaktor

• In Wirklichkeit beschreibt der Zerfall des Schallpegels keine gerade Linie und ist von der Raumgeometrie und Messposition abhängig.

• Der Korrelationsfaktor gibt an, wie genau die Zerfallkurve von einer Gerade beschrieben werden kann.

good~95%

poor~65%


Nachhallzeit RT60 - Mittelung

Mittelung

• Rosa Rauschen ein/aus wird verwendet.

• Rosa Rauschen hat – langfristig betrachtet - in jedem Frequenzband eine konstante Energie.

• Bei kurzen Messzeiträumen jedoch variiert die Energie des rosa Rauschens deutlich.

Eine einzelne Messung hat einen gewissen Grad an Messgenauigkeit.

Je kürzer die RT60 Zeit, desto schlechter ist die Messgenauigkeit.



Die Mittelung einzelner RT60 Messungen erhöht die Messgenauigkeit deutlich.

Die Genauigkeit der Messung wird mit dem Messunsicherheitsfaktor beschrieben.

Der Acoustilyzer AL1 unterstützt - zusammen mit dem mitgelieferten Testsignalen - die automatische Mittelung von RT60 Ergebnissen.



Der Acoustilyzer AL1 speichert die Ergebnisse jeder Messung detailliert ab. Die Ergebnisse können am PC perfekt dokumentiert werden.



125H

z[s]

250H

z

500H

z

1kH

z

2kH

z

4kH

zA

VR

G

CY

CLE

_02

CY

CLE

_04

CY

CLE

_06

CY

CLE

_08

CY

CLE

_10

CY

CLE

_12

CY

CLE

_14

CY

CLE

_16

CY

CLE

_18

CY

CLE

_20

CY

CLE

_22

CY

CLE

_24

CY

CLE

_26

CY

CLE

_28

CY

CLE

_30

CY

CLE

_32

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

z.B. graphische Darstellung mit Hilfe von Excel

Visualisierung der einzelnen RT60 Messzyklen. Der Mittelwert ist der vorderste, blaue Balken.


Start

Akustische Verbesserungen

FFT

Acoustilyzer AL1


Akustische VerbesserungenKammfilter - Effekte

Durch die Überlagerung des Direktschalls mit den reflektierten Schallwellen entstehen Auslöschungen im Frequenzgang.

Diesen Effekt nennt man, wie im Bild erkennbar, Kammfiltereffekt.



Kammfiltereffekte ...

• sind schmalbandig

• sind nicht mit einem 1/3 Oktave Analysator messbar

• können mit einem FFT Analysator visualisiert und gemessen werden

• können nicht mit einem EQ kompensiert werden

• können nur mittels geometrischer Änderungen oder Schallabsorber reduziert werden



Zoom FFT BeispielTestsignal: Rechteck, 200Hz

Zoom 0Bandbreite: 17.3kHz

Zoom 1Bandbreite : 8.63kHz

Zoom 2Bandbreite : 1.08KHz

Mit der Zoom FFT Funktion kann eine detaillierte Analyse bis zu einer Auflösung von 0.7Hz durchgeführt werden.


Polarität

Polaritäts-Messung

Acoustilyzer AL1


Was ist Polarität ?

Was ist Polarität?

Akustische Effekte

• Akustischer Kurzschluss für tiefe Frequenzen (Bassbereich)

• Schmales Stereobild

Ursachen für Fehler


Polaritätsmessung

Prüfung eines einfachen Kabels mit MR1 und AL1


Delay Line -Einstellung der Lautsprecher

Delay LinesAcoustilyzer AL1


Delay Lines

Haupt - PA Stützlautsprecher

Situation: Delay Lines werden zur Verbesserung der Klangqualität und Verständlichkeit bei größeren Veranstaltungen (Konzerte, Kirchen, …) verwendet.

Problem:Wie muss der Stützlautsprecher eingestellt werden ?


Delay Line - Haas Effekt

Der Haas Effekt ist ein psycho-akustischer Effekt.

Er beschreibt, dass die akustische Quelle aus der Richtung lokalisiert wird, aus der zuerst die Schallwellen eintreffen.

Sofern weitere Schallwellen nicht länger als 25 - 35ms verzögert werden, wird kein Echo wahrgenommen.

Die gilt auch, wenn das verzögerte Schallereignis bis zu 10dB lauter ist als das Direkte.

?

?


Delay Lines

Gute praktische Einstellung des Pegels:

Main Speaker

Delay Line

L1

L2

Pegel - EinstellungL2 = L1 +

6dB

Gute praktische Einstellung der Delay Line:

Main Speaker

Delay Line

t1

t2

Delay – Einstellung

=t1 – t2 +

5ms


Sprach-verständlichkeit

STI, RASTI,STI-PA

SprachverständlichkeitAcoustilyzer AL1


Was ist Sprachverständlichkeit?

• Eine Grundregel der Kommunikation lautet:„Die Botschaft entsteht beim Empfänger“.

• ist abhängig von:• Nachhallzeit• Lautheit• Frequenzgang• Hintergrundgeräusche• Verzerrungen

... jedoch reichen diese Parameter nicht aus um die Sprachverständlichkeit zu beurteilen.


Sprachverständlichkeit ist wichtig

Nationale StandardsIEC 60849 Sound systems for emergency purposes

(also VDE 0828 part 1 and DIN-EN, BS-EN, SN-EN, OEVE-EN, …)

NFPA 72 National Fire Alarm Code 2002 (2002 edition, section 7.4.1.4)

BS 5839-8 Fire detection and alarm systems for buildings. Code of practice for the design, installation and servicing of voice alarm systems

... damit Menschenmengen im Notfall informiert werden können

• Was ist zu tun

• Wo sind Ausgänge

• Notfallinformationen


Sprachverständlichkeit in Realität

RauschenVerzerrungen


Amplituden- undPhasen-

verzerrungen

Störschall, Hall,Verzerrungen,

NahbesprechungSprecherqualität

Störschall, Hall,

Hörverlust




Amplituden- undPhasen-

verzerrungen

Störschall, Hall,Verzerrungen,

NahbesprechungSprecherqualität

Störschall, Hall,

Hörverlust


Artefakte

KEINE Übertragungskette ist vollkommen!


Sprachverständlichkeitsmessung, subjektive Methoden

Bildquelle: B&K, Messung in der Bau- und Raumakustik

•Geprüfte Sprecher lesen Text oder Worte

•Zuhörer schreiben auf, was sie glauben verstanden zu haben

•Standardisierte Methoden:

•PB-Worte, •CVC•SRT (Speech Reception Threshold)

•...

•Sehr teuer und zeitintensiv. Wird nur zur Prüfung der technischen Methoden verwendet.


Sprachverständlichkeitsmessung, technische Methoden

•Erste Entwicklungen starteten 1940 die “Bell Laboratories”

•Entwicklung von Messlösungen

• SII (Speech Intelligibility Index)• STI (Speech Transmission Index)

•STI berücksichtigt:•Sprechpegel•Hintergrundlärm•Reflektionen•Nachhallzeit•Psychoakustische Effekte•Verzerrungen

0.5 STI = Mindestanforderung


Technische Methode – Sprachmodel

Die Messung der Sprachverständlichkeit benötigt eine Modellierung der Sprache.

z.B. gemitteltes Spektrum eines Sprechers

z.B. zeitlicher Verlauf des250Hz Bandes

Spektrum der Hüllkurve (250 Hz band)


STI, Modulations-Transfer-Funktion

STI, RASTI und STI-PA basieren auf der Messung der MTF.

Die MTF quantifiziert den Grad der Erhaltung der Sprachmodulation in den einzelnen Frequenzbändern.


STI, Modulations-Transfer-Funktion

Die Hüllkurve wird in 1/3 Oktavbänder geteilt 14 Frequenzen zwischen 0.63 und 12.5 Hz.

Das Sprachspektrum wird in 7 Bändern aufgeteilt.

MTF for one speech octave band

Komplete MTF benötigt14*7= 98 Messungen

Messzeit ca. 15 Minuten


STI Messung

STI basiert auf 14 x 7 = 98 Messungen.

STI kann mittels der Impulsantwort (z.B. mit MLSSA) berechnet werden. Dies benötigt jedoch viel Erfahrung und im speziellen lineare Messbedingungen.

Modulation Frequencies0.63 Hz 0.8 Hz 1 Hz 1.25 Hz 1.6 Hz 2 Hz 2.5 Hz 3.15 Hz 4 Hz 5 Hz 6,3 Hz 8 Hz 10 Hz 12.5 Hz

125 Hz

250 Hz

500 Hz

1 kHz

2 kHz

4 kHz

8 kHz

Oct

ave

Ban

ds


RASTI - Messung

RASTI ist eine sehr vereinfachte Messung der STI und berücksichtigt nur zwei Frequenzbänder.

RASTI berücksichtigt nicht Parameter, wie Frequenzgang, Echos oder frequenzabhängige Nachhallzeit.

RASTI wurde über lange Zeit als einzige Messmethode für Sprachverständlichkeit verwendet.Modulation Frequencies (aprox.)

0.63 Hz 0.8 Hz 1 Hz 1.25 Hz 1.6 Hz 2 Hz 2.5 Hz 3.15 Hz 4 Hz 5 Hz 6,3 Hz 8 Hz 10 Hz 12.5 Hz125 Hz250 Hz500 Hz

1 kHz2 kHz

4 kHz8 kHz

O

ctav

e B

and

s


STI-PA - Messung

Entwickelt von Bose & TNO

STI-PA ist eine vereinfachte STI Messung, die alle7 Frequenzbänder berücksichtigt.

Falls kein impulshaltiges Hintergrundrauschen und keine nichtlineare Verzerrungen auftreten, korreliert STI-PA mit STI in einem hohen Masse.

Resultate können nachbewertet werden.Modulation Frequencies (aprox.)0.63 Hz 0.8 Hz 1 Hz 1.25 Hz 1.6 Hz 2 Hz 2.5 Hz 3.15 Hz 4 Hz 5 Hz 6,3 Hz 8 Hz 10 Hz 12.5 Hz

125 Hz250 Hz500 Hz

1 kHz

2 kHz

4 kHz

8 kHz

Oct

ave

Ban

ds


STI-PA Entwicklung von NTI

Der STI-PA Standard ist nicht sehr scharf definiert. NTI implementierte die STI-PA Messung mit höchst möglicher Korrelation zu STI.

TNO verifizierte diese etwas modifizierte Messmethode und bestätigt eine höhere Übereinstimmung mit STI im Vergleich zur normalen STI-PA Messung.

Modulation Frequencies (aprox.)0.63 Hz 0.8 Hz 1 Hz 1.25 Hz 1.6 Hz 2 Hz 2.5 Hz 3.15 Hz 4 Hz 5 Hz 6,3 Hz 8 Hz 10 Hz 12.5 Hz

125 Hz

250 Hz

500 Hz

1 kHz

2 kHz

4 kHz

8 kHz

Oct

ave

Ban

ds


STI-PA in Praxis mit CD-Spieler

CD-Player

ELA-Zentrale

EQ, Limiter

Endstufen

Lautsprecher

STI-PA Test-CD

Sprechstelle


STI-PA in Praxis mit NTI TalkBox

Test CoverageMicrophoneRoom AcousticsBackground Noise

Test CoverageNoiseLimiterDistortion

Test CoverageSpeakersRoom AcousticsBackground NoiseSound Pressure

NTI Acoustilyzer

NTI TalkBox


NTI TalkBox, STI-PA Signalquelle

Die TalkBox dient zur Sprechernachbildung für eine lückenlose Sprachverständlich-keitsmessung von der Akustik des Sprechers bis hin zum Hörer.

• Linearität: +/- 1dB (in Achse, 100Hz - 10kHz)

• CF Karte: 32MB inkludiert, FAT32 formatiert

• erzeugt NTI STI-PA Testsignal, weisses/rosa Rauschen, …


NTI TalkBox Frequenzgang

Der Frequenzgang ist kalibriert auf max. +/- 1 dB.


Fine

Danke für Ihr Interesse an NTI’s Audiotestlösungen.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte

NTI AG, LiechtensteinTel: +423 239 [email protected]

Acoustilyzer AL1

Documents

Seite 1 (C) NTI AG 2005 Acoustilyzer AL1 Produktübersicht mit Anwendungs- beispielen NTI AG Liechtenstein