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anneliese-womeldorf
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(C) NTI AG 2005 Seite 1
Acoustilyzer AL1
Produktübersichtmit Anwendungs-beispielen
NTI AG
Liechtenstein
www.nt-instruments.com
(C) NTI AG 2005 Seite 2
Acoustilyzer AL1
... ein neues Mitglied der Minstruments - Familie
Minirator Minilyzer Acoustilyzer Digilyzer
(C) NTI AG 2005 Seite 3
AL1 Funktionen
- Schallpegelmesser
- Spektralanalyse, RTA
- Nachhallzeit RT60
- FFT Analyse
- Lautsprecherpolarität
- Laufzeitmessung (delay)
- Sprachverständlichkeit STI-PA
(C) NTI AG 2005 Seite 4
Start
Schallpegel-Messung
Acoustilyzer AL1
(C) NTI AG 2005 Seite 5
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!
(C) NTI AG 2005 Seite 6
Während des Konzertes
SPL / LEQ
SPL
LEQ
(C) NTI AG 2005 Seite 7
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!
(C) NTI AG 2005 Seite 8
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.
(C) NTI AG 2005 Seite 9
Start
Akustische Verbesserungen
Spektralanalyse RTA
Acoustilyzer AL1
(C) NTI AG 2005 Seite 10
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.
(C) NTI AG 2005 Seite 11
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.
(C) NTI AG 2005 Seite 12
Start
Nachhallzeit RT60
Acoustilyzer AL1
(C) NTI AG 2005 Seite 13
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.
(C) NTI AG 2005 Seite 14
Nachhallzeit RT60
RT60 ist eine akustische Messung, bei der die Zeitdauer für eine Schallreduzierung um 60 dBSPL geprüft wird.
RT60 Time
(C) NTI AG 2005 Seite 15
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.
(C) NTI AG 2005 Seite 16
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 !
(C) NTI AG 2005 Seite 17
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%
(C) NTI AG 2005 Seite 18
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.
(C) NTI AG 2005 Seite 19
Nachhallzeit RT60 - Mittelung
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.
(C) NTI AG 2005 Seite 20
Nachhallzeit RT60 - Mittelung
Der Acoustilyzer AL1 speichert die Ergebnisse jeder Messung detailliert ab. Die Ergebnisse können am PC perfekt dokumentiert werden.
(C) NTI AG 2005 Seite 21
Nachhallzeit RT60 - Mittelung
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.
(C) NTI AG 2005 Seite 22
Start
Akustische Verbesserungen
FFT
Acoustilyzer AL1
(C) NTI AG 2005 Seite 23
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.
(C) NTI AG 2005 Seite 24
Akustische VerbesserungenKammfilter - Effekte
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
(C) NTI AG 2005 Seite 25
Akustische VerbesserungenKammfilter - Effekte
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.
(C) NTI AG 2005 Seite 26
Polarität
Polaritäts-Messung
Acoustilyzer AL1
(C) NTI AG 2005 Seite 27
Was ist Polarität ?
Was ist Polarität?
Akustische Effekte
• Akustischer Kurzschluss für tiefe Frequenzen (Bassbereich)
• Schmales Stereobild
Ursachen für Fehler
(C) NTI AG 2005 Seite 28
Polaritätsmessung
Prüfung eines einfachen Kabels mit MR1 und AL1
(C) NTI AG 2005 Seite 29
Delay Line -Einstellung der Lautsprecher
Delay LinesAcoustilyzer AL1
(C) NTI AG 2005 Seite 30
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 ?
(C) NTI AG 2005 Seite 31
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.
?
?
(C) NTI AG 2005 Seite 32
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
(C) NTI AG 2005 Seite 33
Sprach-verständlichkeit
STI, RASTI,STI-PA
SprachverständlichkeitAcoustilyzer AL1
(C) NTI AG 2005 Seite 34
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.
(C) NTI AG 2005 Seite 35
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
(C) NTI AG 2005 Seite 36
Sprachverständlichkeit in Realität
RauschenVerzerrungen
RauschenVerzerrungen
Amplituden- undPhasen-
verzerrungen
Störschall, Hall,Verzerrungen,
NahbesprechungSprecherqualität
Störschall, Hall,
Hörverlust
RauschenVerzerrungen
RauschenVerzerrungen
RauschenVerzerrungen
Amplituden- undPhasen-
verzerrungen
Störschall, Hall,Verzerrungen,
NahbesprechungSprecherqualität
Störschall, Hall,
Hörverlust
RauschenVerzerrungen
Artefakte
KEINE Übertragungskette ist vollkommen!
(C) NTI AG 2005 Seite 37
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.
(C) NTI AG 2005 Seite 38
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
(C) NTI AG 2005 Seite 39
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)
(C) NTI AG 2005 Seite 40
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.
(C) NTI AG 2005 Seite 41
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
(C) NTI AG 2005 Seite 42
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
(C) NTI AG 2005 Seite 43
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
(C) NTI AG 2005 Seite 44
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
(C) NTI AG 2005 Seite 45
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
(C) NTI AG 2005 Seite 46
STI-PA in Praxis mit CD-Spieler
CD-Player
ELA-Zentrale
EQ, Limiter
Endstufen
Lautsprecher
STI-PA Test-CD
Sprechstelle
(C) NTI AG 2005 Seite 47
STI-PA in Praxis mit NTI TalkBox
Test CoverageMicrophoneRoom AcousticsBackground Noise
Test CoverageNoiseLimiterDistortion
Test CoverageSpeakersRoom AcousticsBackground NoiseSound Pressure
NTI Acoustilyzer
NTI TalkBox
(C) NTI AG 2005 Seite 48
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, …
(C) NTI AG 2005 Seite 49
NTI TalkBox Frequenzgang
Der Frequenzgang ist kalibriert auf max. +/- 1 dB.
(C) NTI AG 2005 Seite 50
Fine
Danke für Ihr Interesse an NTI’s Audiotestlösungen.
Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte
NTI AG, LiechtensteinTel: +423 239 [email protected]
Acoustilyzer AL1