Vorwort
Moderne Meßsysteme,
wie WinAudioMLS bieten eine Vielzahl von hochentwickelten Meßverfahren an.
Diese Verfahren sind zum Teil sehr komplex und erfordern ein entsprechendes
Wissen, wie sie nur eine langjährige Ausbildung vermitteln kann.
Daher verfügt
WinAudioMLS über weitestehend automatische Meßverfahren, mit der die
Nachhallzeit sowie weitere raumakustische Parameter gemäß DIN 3382 oder DIN
60268-16 auch von Nicht-Spezialisten zuverlässig gemessen werden können. Die
langjährige Erfahrung unserer Entwickler und Akustiker wurde in diesem
automatischen System zusammengefasst. Das Ziel ist es dabei, so wenig wie möglich
Einstellungen zu benötigen und gleichzeitig so viele Fehlbedienungen wie möglich
zu erfassen und zu verhindern. Für erfahrene Benutzer steht weiterhin eine
Vielzahl von Optimierungen zur Verfügung, die auch in Spezialfällen sinnvolle
Meßergebnisse liefern.
Die Meßergebnisse
werden in einem übersichtlichen (HTML) Bericht geschrieben. Sie können diesen
Bericht daher auf einfache Weise ausdrucken, archivieren oder per eMail
verschicken.
In dieser
Kurzanleitung werden die wichtigsten Informationen zur schnellen Einarbeitung in
die Messung raumakustischer Parameter zusammengefasst. Weitergehende
Informationen finden Sie in der allgemeinen Anleitung von WinAudioMLS sowie zur
Vertiefung in der umfangreichen Fachliteratur.
Warnhinweise
Die Software kann über den Signalgenerator Signale
erzeugen, die bei zu hohem Pegel Ihre Ausrüstung insbesondere Lautsprecher und
Verstärker zerstören können.
Hohe Schallpegel gefährden auch Ihre Gesundheit. Daher
empfehlen wir das Tragen von geeignetem Gehörschutz.
Als Grundsatz gilt: Beginnen Sie zunächst mit geringer
Lautstärke und erhöhen Sie diese sehr vorsichtig.
Da wir als Hersteller keinen Einfluss auf diese
Einstellung haben, können wir für Defekte aufgrund zu hoher Pegel keine
Haftung übernehmen.
WinAudioMLS ist ein Werkzeug zur Messung akustischer Parameter mit einem PC. Durch
konsequente Ausnutzung der PC-Umgebung ist WinAudioMLS nicht nur eine
kosteneffiziente Methode um klassische Labormeßgeräte zu ersetzen, sondern
bietet einen größeren Funktionsumfang kombiniert mit einer komfortableren
Bedienung. Anwendungsgebiete liegen im weiten Bereich der Akustik mit
Schwerpunkten im Bereich der Raumakustik gemäß DIN 3382. WinAudioMLS verwendet
hochentwickelte Verfahren wie MLS bzw. SweptSine (DIN 18233), um die
Nachhallzeit schnell und zuverlässig zu bestimmen.
In Verbindung mit
einem Notebook erhält man auf einfache Weise ein mobiles und hochwertiges Meßsystem.
Allgemeine Eigenschaften
·
Durch Verwendung der
PC-Umgebung komfortable Bedienung mit großer und übersichtlicher Anzeige.
·
Kurze Einarbeitungszeit
·
Meßwerte können schnell und
einfach zur Dokumentation als Grafik oder Tabelle exportiert werden
·
Modulares System: Es können
herstellerunabhängig verschiedene Meßmikrofone verwendet werden.
·
Moderne PCs stellen eine hohe
Rechenleistung zur Verfügung, die für hochentwickelte Analyse Funktionen verfügbar
steht. Dadurch werden Messungen möglich, die bisher in dieser Preisklasse nicht
möglich waren.
Raumakustische Messungen
Die Nachhallzeit ist
der wichtigste raumakustische Parameter und wird in vielen Bereichen gefordert
(DIN 18041 und VDE 2569). Die Messung ist durch internationale Normen (DIN 3382)
standardisiert . Klassischerweise wird diese durch abgeschaltetes Rauschen
gemessen. WinAudioMLS verwendet hingegen weiterentwickelte Verfahren mit
SweptSine / Chirp (DIN 18233), die auch unter ungünstigen Bedingungen (große
Hallen /Stadien) mit kleinen Lautsprechern zuverlässige Ergebnisse liefert.
Dieses Meßsystem
liefert im Gegensatz zur Rauschmethode auch die Raumimpulsantwort, aus der
weitergehende Parameter (Klarheit, Definition oder STI) bestimmt werden können.
Durch moderne
Bautechniken mit hoher Schalldämmung können erst durch diese Techniken
tragbare und damit mobile Systeme angeboten werden.
Zur Messung der
Nachhallzeit wird der Raum durch einen Lautsprecher mit speziellen Testsignalen
angeregt. Das Schallfeld wird durch ein Meßmikrofon erfasst und ausgewertet.
·
Einfache Messung mit einem
„Assistenten“. Bereits nach kurzer Einarbeitungszeit können Sie zuverlässig
und schnell auch aufwendige Räume messen. Fehlbedienungen werden automatisch
minimiert.
·
Meßergebnisse können in einem
automatischen Bericht gespeichert werden. Dieser enthält die Messergebnisse als
Grafik und als Tabelle. Die Meßergebnisse können damit auf einfache Weise
dokumentiert und archiviert werden.
·
Messung mit MLS und SweptSine
zur optimalen Störunterdrückung
·
Breitbandige Berechnung der
Nachhallzeit sowie mit 1/1 und 1/3 Oktavauflösung
·
Raumimpulsantworten können als
.wav Datei importiert und exportiert werden. Damit können Sie auch später die
Analyse verfeinern.
·
Graphische Darstellung der
Energie-Zerfallskurve (Schroeder Plot) sowie der frequenzabhängigen
Nachhallzeiten.
·
Durch die freie
Konfigurierbarkeit können unter anderem RT60, RT30 sowie "Early Decay"
Zeiten (EDT) ermittelt werden.
·
Messung von Klarheit und
Definition nach DIN 3382
·
Messung der Sprachverständlichkeit
STI+RASTI nach DIN 60286-16
Für eine Messung der
Nachhallzeit benötigen Sie folgende Komponenten.
·
WinAudioMLS mit Nachhallzeit
Plug-In
·
Audio-Schnittstelle mit
Vorverstärker (Soundkarte)
·
Meßmikrofon
·
Lautsprecher mit Verstärker
·
Mikrofonstativ
·
Optional Schallpegelkalibrator
·
Optional Schallpegelmesser
Zur Messung der
Nachhallzeit ist eine Kalibrierung nicht unbedingt erforderlich. Allerdings
hilft ein Bezugspegel, Störgeräusche leichter zu identifizieren. Außerdem
kann die Messkette in einem Schritt leicht überprüft werden.
Am einfachsten erfolgt
dies mit einem Schallkalibrator. Dieser wird über das Messmikrofon gelegt und
der Bezugspegel eingegeben.
Wir empfehlen zusätzlich
einen kleinen Handschallpegelmesser zu verwenden. Damit können schnell die
Pegelverhältnisse überwacht werden.
Sofern Sie das
Programm auf CD erhalten haben starten Sie einfach setup.exe im Hauptverzeichnis
der CD und folgen den Anweisungen.
Das Programm wird mit
einem USB-Kopierschutzstecker ausgeliefert. Dieser Dongle muss in einen USB
Steckplatz eingesteckt werden. Sie könenn das Program auf mehreren Arbeitsplätzen
installieren. Das Programm kann jedoch nur auf dem Rechner gestartet werden, in
dem dieser Dongle eingesteckt ist.
Zur Zeit verwenden wir
ein System von Unikey.
Dieser Dongle wird
von Windows automatisch erkannt und benötigt keine Treiber.
Im allgemeinen liefern wir Komplettsysteme mit der USB-Soundkarte M-Audio “mobile pre” aus. Diese Soundkarte wird über USB an Ihrem Rechner angeschlossen und eignet sich damit auch für Notebooks.
Meßmikrofone mit Phantomspeisung können an den eingebauten Vorverstärker direkt angeschlossen werden. Die Soundkarte benötigt weiterhin kein Netzteil. Dadurch wird die Verkabelung deutlich vereinfacht.
Diese Soundkarte kann direkt mit den Geräte-Treibern von Windows verwendet werden. Das Gerät wird automatisch erkannt. Sie benötigen nicht die mitgelieferte CD des Herstellers. Dadurch beschränkt sich die Installation auf den reinen Anschluss über USB.
Sie können grundsätzlich auch andere Soundkarten verwenden. Die Hinweise hier haben daher auch allgemeinen Charakter.
Der Lautsprecher wird
mit dem Verstärker an den Ausgang der Soundkarte angeschlossen. Das Mikrofon
wird mit der Soundkarte verbunden.
1. Verbinden Sie die Soundkarte zum PC über das mitgelieferte USB-Kabel. Das Gerät wird automatisch erkannt. Sie benötigen nicht die mitgelieferte CD des Herstellers.
2. Schließen Sie das Mikrofon über das XLR-Kabel an Kanal 1
3. Verbinden Sie die Soundkarte mit einem 6,35mm Klinkenstecker mit dem Aktivlautsprecher
4. Die Phantomspannung sollte eingeschaltet sein und die blaue Kontroll-LED leuchtet
Bei der Messung der Nachhallzeit müssen die Mikrofonverstärkung an der Soundkarte und die Lautstärke des Aktivlautsprechers manuell eingestellt werden. Diese Einstellung ist unkritisch und hat keinen Einfluss auf die Meßgenauigkeit. Es muß lediglich ein sinnvoller Bereich eingestellt werden. Dieser Bereich wird durch die Software überprüft.
Die Verstärkung muß so gewählt
werden, daß ausreichend Signal anliegt, ohne daß es zu Übersteuererungen
kommt. Wenn die Clip-LED leuchtet, ist der Signalpegel zu hoch und es kann zu
Verzerrungen kommen.
In den meisten Fällen ist es sinnvoll, die Einstellung wie folgt zu wählen: Legen Sie ein Schallpegelkalibrator mit 94dB an das Meßmikrofon. Drehen Sie die Verstärkung soweit auf, bis die Clip-LED leuchtet, denn reduzieren Sie die Verstärkung wieder etwas. Wir empfehlen die Aussteuerung bei 94dB Schallpegel auf etwa –10dB Aussteuerung der Soundkarte zu legen. Damit können Sie Schallpegel bis etwa 104dB messen. Dieser Wert ist für typische Messaufbauten mehr als ausreichend.
Die Lautstärke sollte am Aktiv-Lautsprecher sollte so hoch wie möglich gewählt werden, um genügend Abstand zum Hintergrundgeräusch zu bekommen. Die Lautstärke wird durch den Lautstärker bzw. Verstärker begrenzt. Bei zu hohen Pegeln, die das System überlasten, kommt es zunächt zu Verzerrungen (THD), im Extremfall aber auch zur Zerstörung des Systems. Daher sollten Sie die Lautstärke mit Vorsicht einstellen.
Für eine sinnvolle Messung sind Schallpegel notwendig, die als „laut“ empfunden werden.
Wir empfehlen das Tragen von Gehörschutz.
Achten Sie darauf, dass die Phantomspeisung eingeschaltet ist ist. Wenn Sie vorsichtig in das Mikrofon pfeifen, muss die Signal-LED leuchten. (Mikrofonverstärkung mittig)
In keinem Betriebszustand sollte die CLIP-LED leuchten.
Mit den folgenden
Schritten können Sie die Installation und Verkabelung überprüfen.
Die Soundkarte sollte
eingeschaltet sein. Achten Sie darauf, dass die Phantomspeisung für das Meßmikrofon
eingeschaltet ist.
Die Mikrofonverstärkung
können Sie zunächst „mittig“ einstellen.
Verbinden Sie den
Schallkalibrator mit dem Mikrofon. Üblicherweise wird ein Pegel von 94dB oder
114dB verwendet.
Die Signal-LED sollte
leuchten. Sofern die „clip“-LED leutchtet ist die Verstärkung zu groß und
Sie sollten die Verstärkung reduzieren (entgegen dem Uhrzeiger)
Starten Sie
WinAudioMLS und starten die Messung mit dem grünen Start-Knopf.
In diesem Spektrum
sollte das Signal des Schallpegelkalibrators angezeigt werden. In diesem Bild
ist die Frequenz von 1000Hz deutlich erkennbar.
Stellen Sie am Verstärker
zunächst minimale Lautstärke ein. Überprüfen Sie die Verbindung zwischen
Ausgang der Soundkarte, Verstärker sowie dem Lautsprecher.
Starten Sie zunächst den Signalgenerator und stellen Sie eine Frequenz von
z.B. 1kHz ein. Stellen Sie sicher, daß Sie auch den Startknopf in der
Werkzeugleiste gedrückt haben sowie ‚Mute’ aus ist.
Erhöhen Sie langsam die Lautstäke am Lautsprecher. Sie sollten deutlich
den Ton mit der eingestellten Frequenz von 1kHz hören.
Stellen Sie die Mikrofonvorverstärkung auf mittlere Postion. Schalten Sie den Signalgenerator aus oder beenden Sie das Programm. Wenn Sie jetzt vorsichtig in das Mikrofon pusten, darf dieser Ton nicht direkt aus dem Lautsprecher hörbar sein. Manche Soundkarten unterstützen eien Monitorfunktion. Damit wird das Mikrofonsignal direkt wieder auf den Ausgang geschaltet. Ein solcher Signalweg kann zu einer Mitkopplung führen. Es kann zu pfeifähnlichen Tönen hoher Lautstärke kommen, die auch Ihren Lautsprecher schädigen können.
Diese Mithörfunktion muss unbedingt abgeschaltet werden. Sie finden im späteren Teil eine detaillierte Beschreibung, wie Sie diese Funktion abschalten können.
Wenn Sie diese Schritte durchgeführt haben ist Ihr System einsatzbereit und Sie können mit der Messung beginnen.
Das folgende Bild
zeigt die typische Oberfläche von WinAudioMLS. Die verschiedenen Bedienelemente
sind mit Großbuchstaben gekennzeichnet.
A Meßbereich
Er enthält eine oder
mehrere Kurven oder Overlays. WinAudioMLS kann mehrere Meßfenster verwalten.
B Y-Achse
Enthält den y-Maßstab
und die Einheit
C X-Achse
Enthält den x-Maßstab
und die Einheit
D Meßdaten
Enthält die
wichtigsten Meßdaten und Cursorfunktionen. Die Darstellung wird er jeweiligen
Betriebsart angepasst.
E Legende
Die Legende hilft bei
der Verwaltung mehrer Kurven. Die Namen können frei angepaßt werden.
F Parameter viewer
Mit diesem Werkzeug können
Sie einzelne Messwerte übersichtlich beobachten. Die Größe kann für eine
bessere Lesbarkeit frei angepasst werden. WinAudioMLS kann mehrere solcher
Fenster verwalten.
G Statuszeile
Sie enthält wichtige
Einstellungen wie Abtastrate, FFT-Größe, Fensterfunktion,
Gewichtungsfunktionen.
H Werkzeugleiste
Mit dieser
Werkzeugleiste können Sie WinAudioMLS schnell konfigurieren.
I Pegelmonitor
Diese Balkenanzeige
liefert den aktuellen Effektivwert (RMS) des Eingangs. Zusätzlich wird der
Spitzenwert angezeigt.
J Marker
Mit Hilfe der Marker können
Sie das Signal an frei definierbaren Positionen auslesen.
K Cursor
An der Mausposition
wird der aktuelle Meßwert numerisch angezeigt. Mit Hilfe der Legende können
sie zwischen mehreren aktiven Kurven wählen.
L Zielkreuz (Crosshair)
Diese Hilfslinien
vereinfachen das Auslesen der Kurve.
M Meßrechteck
Mit diesem grafischen
Werkzeug können Sie rechteckige Bereich leicht auslesen. Die Beschriftung des
Rechteckes erfolgt stets in physikalischen Größen z.B. Frequenz oder dB.
WinAudioMLS kann die
Messung der Nachhallzeit weitestgehend automatisch durchführen. Dabei sind
insbesondere keine Kenntnisse über FFT-Größe, Fensterfunktion etc.
erforderlich.
Für eine Messung sind
folgende Schritte notwendig:
1) Sinnvolle
Aufstellung der Lautsprecher und Mikrofone
2) Optionale
Kalibrierung um absolute Schallpegel zu erfassen
3) Programmgeführte
Einstellung von Lautstärke und Eingangsempfindlichkeit
Alle anderen
Einstellungen führt das Programm selbständig durch, so dass nur eine geringe
Einarbeitungszeit notwendig ist.
Das Programm mißt
insbesondere den Ruhepegel und die optimale Lautstärke.
Die Meßergebnisse
werden in einem übersichtlichen (HTML) Bericht geschrieben. Dieser enthält
neben den reinen Meßergebnissen auch die gemessene Impulsantwort für spätere
Analysen.
Für eine zuverlässige
Messung sind folgende Punkte zu beachten:
·
Der Ruhelärm muss so gering
wie möglich sein. Lärmquellen sind insbesondere offene Fenster, Lüftungsanlagen
PCs etc. Sofern Sie selbst im Meßraum sind, verhalten Sie sich so ruhig wie möglich.
·
Die Lautsprecher müssen
ausreichend dimensioniert sein, um den Raum mit genug Schallpegel anzuregen. Für
Messungen im unteren Frequenzbereich 20Hz-100Hz sind in der Regel große
Subwoofer notwendig.
·
Im Idealfall muss die
Schallquelle punktförmig sein und in alle Richtungen gleichmäßig strahlen.
Sehr gute Ergebnisse erreicht man hier mit Dodekaedern, man kann sich jedoch
auch mit mehreren Lautsprechern behelfen. Bei tiefen Frequenzen ist dies jedoch
unkritisch, da hier kaum Bündelung auftritt.
·
Es sollte nur der diffuse
Nachhall gemessen werden daher sollte das Messmikrofon nicht den Direktschall
der Lautsprecher erfassen Führen Sie Messungen an unterschiedlichen
Raumpositionen durch.
Für den Meßaufbau
ist wichtig, daß das diffuse Schallfeld gemessen wird. Daher sollte die
Schallquelle möglichst ungerichtet sein. Das Meßmikrofon sollte nicht den
direkten Schall erfassen. Der Schallpegel muss weiterhin deutlich über dem
Ruhepegel im Raum sein.
Starten Sie die
Messungen der Nachhallzeit mit „Easy Measurements->Reverberation“ aus der
Menuleiste. Das Programm zeigt noch einmal die allgemeinen Hinweise wie die
Messung verläuft. Sie können auch die Hilfefunktion nutzten, um detailliertere
Informationen zu erhalten.
Wählen Sie das
Verzeichnis, in dem die Ergebnisse (Bericht, Bilder sowie die Meßdaten)
gespeichert werden.
Zur Messung der
Nachhallzeit ist eine Kalibrierung nicht unbedingt erforderlich. Allerdings
hilft ein Bezugspegel, Störgeräusche leichter zu identifizieren. Außerdem
kann die Messkette in einem Schritt leicht überprüft werden.
Am einfachsten erfolgt
dies mit einem Schallkalibrator. Dieser wird über das Messmikrofon gelegt und
der Bezugspegel eingegeben.
Sie können die
Nachhallzeit mit oder ohne Kalibrierung messen.
Verbinden Sie den
Kalibrator mit dem Mikrofon und schalten Sie diesen ein.
In diesem Bild ist
deutlich die Frequenz des Kalibrators (hier 1000Hz) zu erkennen. Es ist an
dieser Stelle wichtig, daß Sie die Verstärkung des Mikrofonsignals korrekt
einstellen. Ist die Verstärkung zu hoch, so ist die Meßkette übersteuert und
es kommt zu einer Verfälschung der Meßergebnisse. Ist die Verstärkung zu
niedrig, so steigt der Rauschpegel. Sinnvoll ist in der Regel ein Pegel von etwa
–10dB. Sie können damit dann Schallpegel bis 104dB messen. Beabsichtigen Sie
mit höheren Schallpegeln zu messen, so müssen Sie die Verstärkung reduzieren.
Viele Kalibratoren bieten auch einen zweiten Bezugspegel bei 114dB an.
Nach der
Kalibrierung dürfen Sie die Verstärkung des Mikronfons nicht mehr verändern,
da sonst die Kalibrierung nicht mehr stimmt.
Der Pegel wird jetzt
in absoluten Werten angezeigt.
Der Pegel des Kalibrators liegt jetzt bei 94dB.
Schalten Sie jetzt den
Kalibrator und alle störenden Schallquellen ab. WinAudioMLS mißt den Ruhepegel
und mittelt diesen über etwa 5s.
Im letzten Schritt, müssen
Sie die Lautstärke des Lautsprechers einstellen. Grundsätzlich sollte der
Pegel so hoch wie möglich sein, um ausreichend Störabstand zu erreichen.
WinAudioMLS benutzt dafür einen Testton bei 1kHz. Stellen Sie die Lautstärke
am Verstärker so ein, das die Lautstärke maximal wird. Die Lautstärke wird
durch den Lautsprecher selbst begrenzt. Allerdings sollten Sie sich auch nicht
selbst während der Messung gefährden und Gehörschutz tragen.
Das Programm überwacht,
daß das System nicht übersteuert ist und das der Pegel deutlich über dem
Ruhepegel liegt.
Bitte verändern
Sie nur die Lautstärke, da ansonsten die Kalibrierung und der Ruhepegel nicht
mehr stimmt. Falls Sie die
Mikrofonverstärkung ändern müssen, so müssen Sie mit der Messung neu
beginnen.
WinAudioMLS zeigt zwei Parameterfenster an, die Ihnen den Störabstand (THD+N)
und den Pegel (RMS) anzeigen. Ist der Pegel zu niedrig, ist der Störabstand zu
niedrig. Sie müssen die Lautstärke erhöhen. Ist die Lautstärke zu hoch,
kommt es zu Verzerrungen im Lautsprecher oder in der Meßkette, dann sollten Sie
die Lautstärke verringern.
Weiterhin wird der Signalpegel (RMS) mit dem zuvor gemesseneren Ruhepegel
verglichen.
Sobald beide Parameterfenster grün sind können Sie die eigentliche Messung
starten. Diese dauert etwa 10s. Verhalten Sie sich während dieser Zeit möglichst
ruhig.
Die Meßergebnisse
werden jetzt alle in ein HTML-Datei geschrieben, die Sie mit einem
Internetbrowser öffnen oder ausdrucken können. Sobald die Messung
abgeschlossen ist, wird der Bericht automatisch angezeigt.
In dem Bericht wird
auch die Impulsantwort als .wav Datei gespeichert. Sie haben dann später die Möglichkeit
diese Messung erneut oder detaillierter zu analysieren. Aus der Impulsantwort können
sie auch später wieder einen Report generieren.
Der Bericht enthält
·
Nachhallzeit über der Frequenz
in 1/1 und 1/3 Oktavauflösung
·
Klarheit und Deutlichkeit
·
Nachhallzeit in tabellarischer
Form
In dem detaillierten
Report finden Sie weitere Meßergebnisse die auch zur Fehleranalyse sehr
hilfreich sind.
Die folgenden
Bildschirmfotos zeigen einen solchen automatischen Bericht.
Fortsetzung des
Berichtes
Sie können diesen
Report sehr leicht ausdrucken oder Teile davon in Ihre Dokumentation übernehmen.
Am Ende der
Zusammenfassung finden Sie einen Link auf den detaillierten Bericht. Dieser längere
Bericht enthält deutlich mehr Informationen, die auch für eine erfolgreiche
Fehlersuche verwendet werden können. Sie finden im Bericht auch die vollständige
Impulsantwort als .wav Datei.
Dieser Bericht enthält
·
Impulsantwort als .wav Datei
zur Archivierung
·
Frequenzgang
·
Ruhe-Rauschen
·
Klirranalyse
·
Schröder-Plot
Fortsetzung
In einem Raum mit
idealen diffusen Nachhall, ist das Schallfeld an allen Punkten im Raum
identisch. Unter realen Bedingungen weichen die Ausbreitungsbedingung an
unterschiedlichen Punkten jedoch deutlich von einander ab. Es ist daher sinnvoll
bei der Charakterisierung eines Raumes, Messungen an unterschiedlichen
Positionen durchzuführen.
WinAudioMLS kann dann
später den Mittelwert dieser Messungen bestimmen.
Für diesen Zweck müssen
die verschiedenen Messungen eines Raumes in einem Ordner abgespeichert werden.
Sie müssen dann lediglich diesen Ordner angeben und WinAudioMLS erstellt einen
Unterordner mit dem Namen “Average”, der den Mittelwert der Messungen enthält.
Dieser Ordner enthält die gemittelte Raumimpulsantwort und einen automatisch
erstellten Bericht.
Wählen Sie aus der
Werkzeugleiste zur Impulsantwortanalyse “AVG”
Wählen Sie einen
Ordner aus, der die Messungen enthält, die gemittelt werden sollen.
Bei der Messung von großen Räumen, wie Hallen, Sportsäle, Stadien oder Konzerthallen können leicht eine Vielzahl von Messpunkten , teilweise Hunderte, entstehen.
Wir empfehlen pro Raum einen Ordner anzulegen, indem die Messergebnisse der automatischen Messung jeweils in einem Unterverzeichnis angelegt sind. Diese Ordner enthalten den Bericht und die gemessene Impulsantwort.
Wenn die Messreihen in dieser Form abgespeichert sind, kann WinAudioMLS diese Daten automatisch auswerten und zusammenfassen. Dabei werden die raumakustischen Parameter neu berechnet. Die Ergebnisse werden in einer neuen Datei zusammengefasst. Diese können dann sehr einfach nach Excel exportiert werden. Dabei können dann weiterreichendere Untersuchungen und Berechnungen durchgeführt werden.
In dieser Datei werden die folgenden Parameter zusammengefaßt:
· Breitbandige Nachhallzeit RT60
· C50/C80
· D50/D80
· STI+RASTI
· Nachhallzeit in 1/3-Oktavbändern
· Zusätzlich werden C50 und D80 mit 1/3-Oktavauflösung in getrennten Dateien gespeichert.
Die Parameter werden aus der Impulsantwort neu berechnet und nicht nur lediglich aus dem Report extrahiert. Dadurch können sehr einfach z.B. die Nachhallzeit aus einem anderen Pegelbereich der Schröderkurve ausgewertet werden.
Wählen Sie aus dem Menu Plug-ins->Messreihen->Statistik
In dem folgenden Dialog wählen Sie das Verzeichnis aus, in dem die einzelnen Messergebnisse abgespeichert sind. Die Messreihen selbst werden nicht verändert.
Es werden lediglich die raumakustischen Parameter neu berechnet und in einer neuen Datei abgelegt.
Nach kurzer Zeit erscheint eine Hinweis, dass die Berechnung abgeschlossen ist.
Dabei wird eine neue Datei „statistic.csv“ angelegt. Es handelt sich hier um eine reine Textdatei. Die Ergebnisse können in einem Durchgang nach Excel kopiert werden und dort weiterverarbeitet werden.
Hier ein Ausschnitt der Textdatei
Messung
RT60 [ms] C50 [dB]
D80 [%] C80 [dB] D50 [%]
601
2261,9
-2,1 52,3
0,4 38,0
Hier ein Ausschnitt dieser Datei mit Excel importiert. Die einzelnen Elemente sind durch ein Semikolon getrennt. Im allgemeinen können Sie die CSV-Dateien direkt mit Excel öffnen.
Sie können Messdaten
auf vielfältige Weise speichern
1)
Als Bild mittels Screenshot (Die Bilder in dieser Dokumentation sind so
entstanden)
2)
Als Bild über die Zwischenablage (Copy aus dem Edit Menu)
3)
Reine Meßdaten als Text
4)
Speichern in ein Overlay zum Vergleich mit anderen Kurven.
1) Bildschirmfoto (Screenshot)
Durch ALT-DRUCK auf
der Tastatur wird der Programminhalt in die Zwischenablage kopiert. Dabei werden
die ganzen Menuleisten etc. mitkopiert. Diese Funktion gehört zum
Standardumfang unter Windows und funktioniert so mit allen Programmen.
2) Zwischenablage
Hier wird nur die
Grafik abgespeichert.
Exportieren von
Grafiken
Alle Grafiken von
WinAudioMLS können über die Zwischenablage in andere Windows Anwendungen
kopiert werden. Auf diese Weise können die Messungen mit einer Textverarbeitung
dokumentiert werden. WinAudioMLS unterstützt dabei zwei Formate. Zum einen können
die Grafiken in einem Vektorformat zum anderen in einem Bitmap Format
gespeichert werden. In einem Vektorformat werden Linien durch einen Start und
Endpunkt definiert. Dieses Format kann ohne Qualitätsverlust vergrößert oder
verkleinert werden. Manche Windowsprogramme verarbeiten dieses Format jedoch
nicht korrekt. In solche Fällen wir das Bitmap-Format in dem eine Grafik aus
einzelnen Punkten definiert wird. Dieses Format verbraucht mehr Speicher und
kann kaum skaliert werden. Es entspricht aber exakt dem, was Sie bei WinAudioMLS
messen.
Alternativ können Sie
auch ein „Screenshot“ machen. Damit kopieren Sie das gesamte Fenster mit
allen Status- und Meßinformationen in die Zwischenablage. Drücken Sie einfach
Alt+Druck auf Ihrer Tastatur. Sie können das Bild dann z.B. in Word oder ein
Grafikprogramm aus der Zwischenablage einfügen. Die meisten Bilder in dieser
Dokumentation sind auf diese Weise entstanden. Diese Funktion ist Teil des
Betriebssystems und funktioniert bei allen Programmen, die unter Windows laufen.
Sie können diese Funktion auch nutzen, um Bilder der 3D Darstellung zu
speichern.
Screenshots eignen
sich auch sehr gut zur Dokumentation, wenn sie mit unserem Support in Verbindung
treten.
3) Numerische Daten
Mit View->show
results können Sie die Meßergebnisse direkt auslesen und in die Zwischenablage
kopieren.
0.000000 -35.420284
43.066406 -36.965042
86.132813 -45.737709
129.199219 -51.565979
172.265625 -52.174908
215.332031 -49.034374
etc.
Sie können auch die
Meßdaten mit File->export in eine Textdatei abspeichern
In diesem Beispiel
wurden die Daten in die Datei data.txt geschrieben, die Sie mit Notepad etc.
anzeigen können.
4) Overlays
Durch Overlays können
Sie mehrere Kurven (auch abgespeicherte überlagern)
Wählen Sie „set
current curve as Overlay“ aus dem Menü Overlays
Wir haben hier das Meßfenster
verschoben damit die Legende sichtbar ist. Das Overlay wird schon angezeigt, da
die Messung aber gestoppt wurde werden beide Kurven übereinander gezeichnet.
Wenn die Messung
wieder gestartet wird erscheinen jetzt beide Kurven
Wenn Sie in der
Legende auf die Kurve klicken, können Sie Namen vergeben und die Linienart etc.
verstellen.
WinAudioMLS enthält
ein Werkzeug zur direkten Analyse von Raum-Impulsantworten. Alle relevanten
Systemparameter können aus ihr abgeleitet werden. Daher ist die Impulsantwort
der Schlüssel für die meisten Systemanalysen.
Mit dem automatischen
Verfahren zur Messung der Nachhallzeit wird die gemessene Impulsantwort
automatisch als .wav Datei mit abgespeichert. Daher können Sie auch später an
den Messungen weitergehende Analysen durchführen.
Mit dem Impulse-Viewer
können Sie auch die Impulsantwort in mehreren Fenstern mit unterschiedlichen
Darstellungen betrachten. Dies beinhaltet:
·
Frequenzgang
·
Phasengang
·
Gruppenlaufzeit
·
Sprungantwort
·
Energie über der Zeit
·
Wasserfall-Darstellung
·
Energiezerfallskurve (Schröder-Plot)
·
Nachhallzeit
·
STI/RASTI Analysen
Mit der Werkzeugleiste
können Sie sehr einfach zwischen den verschiedenen Darstellungen wählen.
Die einzelnen Symbole
haben dabei folgende Bedeutung:
·
IR
Impulsantwort
·
STP
Sprungantwort
·
FR
Frequenzgang
·
GD
Gruppenlaufzeit
·
PR
Phasengang
·
ETC
Signalenergie über der Zeit
·
RT
Nachhallzeit über der Frequenz in 1/3 Oktavbändern
·
EDC
Energiezerfallskurve (Schröder-Plot)
Sie können auch nur
Teilbereiche der Impulsantwort untersuchen. Mit dieser Funktion können Sie z.B.
den Frequenzgang nur von ausgewählten Teilen der Impulsantwort berechnen.
Sobald Sie das Auswahlfenster verschieben, wird der Frequenzgang automatisch
aktualisiert.
Sie können
Impulsantworten mit MLS bzw. Chirp Techniken oder direkt mit dem Oszilloskop
messen. Es ist auch möglich, eine Impulsantwort auch aus .wav Dateien zu laden.
Impulsantworten können auf einfache Weise zwischen mehreren Fenstern kopiert
werden. Sie können dies auch in .wav Dateien speichern oder nach Excel etc.
kopieren.
Der Impuls-Viewer
arbeitet völlig unabhängig von dem Echtzeitmodul. Bevor Sie die verschiedenen
Analysefunktionen nutzen können, müssen Sie eine Impulsantwort in den internen
Speicher laden. Eine solche Impulsantwort kann aus einer laufenden Messung oder
aus einer Datei stammen.
Um eine laufende
Messung zu übernehmen, wählen Sie plugins->impulse->use current
measurement. Diese Funktion können Sie nur dann verwenden, wenn Sie in einer Meßart
Impulsantwort (MLS oder Chirp) sind oder das Oszilloskop benutzen. Sie können
auch den internen Speicher automatisch aus der laufenden Messung aktualisieren.
Die Nachhallzeit ist
einer der wichtigsten Parameter in der Raumakustik. Dieser Wert gibt die Zeit
an, nach der die Schallenergie nach Abschalten des Anregungssignals um einen
bestimmten Betrag abgesunken ist. Sehr weit verbreitet ist der Wert RT60, der
die Abklingzeit bis auf –60dB vom Ausgangswert beschreibt. Die Nachhallzeit
ist abhängig von der Frequenz, da die verschiedenen Materialien in einem Raum
den Schall bei den verschiedenen Frequenzen unterschiedlich stark absorbieren.
Die Nachhallzeit wird bestimmt durch die Absorptionsfläche und das Raumvolumen.
Eine Schallwelle
breitet sich von ihrer Quelle in alle Richtungen aus. Am Ort des Zuhörers
trifft zunächst der direkte Schallanteil ein.
Sobald eine Welle eine
Wand erreicht, wird diese reflektiert und ändert dabei ihren Pegel, Phase und
Richtung.
Treffen die
Schallwellen an eine Oberfläche, so wird ein Teil gemäß dem Reflektionsgesetz
reflektiert, ein Teil wird diffus reflektiert, ein Teil regt die Wand zum
Schwingen an (Körperschall), ein Teil wird auf der anderen Seite wieder
abgestrahlt. Grundsätzlich geht dabei ein Teil der Schwingungsenergie in Wärme
verloren.
Die Schallwellen
breiten sich weiter aus und werden stets auf neue reflektiert. Die Anzahl der
reflektierten Komponenten nimmt ständig zu, während der Pegel sich verringt.
Schließlich bildet sich ein diffuses Schallfeld, in dem der Schall gleichmäßig
aus allen Richtungen eintrifft.
Der Pegel nimmt
exponentiell ab und ist daher in einer logarithmischen Darstellung linear. Die
Zeitkonstante bezeichnet man als Nachhallzeit.
Reflektionen, die
innerhalb von 50ms (dies entspricht 17m) beim Zuhörer eintreffen, werden nicht
als Echo wahrgenommen. Diese Reflektionen verstärken vielmehr den gesamten
wahrgenommen Schalleindruck. Bei kurzen Impulsen können einzelne Echos ab 100ms
erkannt werden, bei komplexer Musik entsteht dieser Eindruck erst nach mehr als
1s.
Es ist typisch für
den diffusen Nachhall, daß der Pegel bei einer logarithmischen Darstellung
linear abfällt. Daher kann die Zeitkonstante direkt ermittelt werden. Für die
Nachhallzeit wird nach DIN3382 im allgemeinen RT60 verwendet, also die Zeit um
die der Pegel um 60dB abgefallen ist.
In typischen Räumen
haben wir ein Ruhepegel von etwa 30dB bis 60dB. Dieser wird verursacht durch Lüftungen,
Computer, Straßenlärm etc. Auch das Rauschen der Meßkette spielt vielfach
eine wichtige Rolle.
Daher werden im
allgemeinen sehr hohe Schallpegel benötigt (100dB bis 130dB), um den Abfall des
Nachhalls um mehr als 60dB direkt zu messen
Daher wird vielfach
der Pegelabfall für weniger als 60dB gemessen. Dieser Wert sollte deutlich
oberhalb des Grundrauschens liegen. In dem obigen Bild wird der Abfall um 32dB
gemessen und dann linear auf 60dB extrapoliert. Diese Extrapolation sollte bei
den Messungen grundsätzlich dokumentiert werden.
Der Hallradius
beschreibt die Entfernung zur Schallquelle, in der der Direktschall und der
Nachhall gleich sind. In einem sehr halligen Raum ist diese Entfernung sehr
kurz. In einem schalltoten Raum, in dem praktische keine Reflektionen auftreten,
ist diese Entfernung sehr lang. Im Freien, bei ungestörter
Ausbreitung, ist der Hallradius unendlich.
Für
viele Räume kann die Nachhallzeit T mit der berühmten Formel von Sabine
abgeschätzt werden:
V
ist das Raumvolumen und A
die effektive Absorptionsfläche.
Diese Gleichung gilt nur, wenn die Absorptionsfläche klein ist gegenüber
der Gesamtfläche S. Dies kann man sich an einem einfachen Beispiel
veranschaulichen. In dem Grenzfall eines schalltoten Raumes, in dem die Wände
ideal absorbieren, ist die Nachhallzeit 0, da überhaupt keine Reflektionen
auftreten. Für diesen Fall liefert die Formel von Sabine aber trotzdem einen
Wert größer als Null, der offensichtlich ungültig ist.
Räume haben - je nach
Einsatzzweck - unterschiedliche Anforderungen an die Nachhallzeit. Ein
Schulungsraum sollte auf maximale Sprachverständlichkeit ausgelegt sein. Daher
wird hier die Nachhallzeit möglichst gering sein und Reflektionen sollten den
Sprecher unterstützten. In einer Konzerthalle ist eine Verwischung durch den
Nachhall sogar erwünscht, da so erst der musikalische Gesamteindruck entsteht.
Aufnahmestudios |
0.3s |
Schulungsräume |
0.6s-0.8s |
Büroräume |
0.35s-0.55s |
Konzerthallen |
~1s-3s |
Zur raumakustischen
Planung von Räumen steht seit Mai 2004 die überarbeitete Fassung der DIN 18041
"Hörsamkeit in kleinen bis mittelgroßen Räumen" zur Verfügung.
Diese Norm gibt Soll-Nachhallzeiten für bestimmte Raumarten wie
Unterrichts- Musik, Tagungs- und Konferenzräume sowie Sport- und Schwimmhallen
vor.
Im Bereich der
Nachhallzeit haben sich vier Messverfahren etabliert:
1.
Direkt mit Impulsanregung Knall/Explosion
2.
Abgeschaltetes Rauschen
3.
Korrelationsverfahren mit MLS
4.
Korrelationsverfahren mit Chirp (Log-Sweep)
Bei diesem Verfahren
wird der Raum impulsförmig angeregt. Das Meßsignal am Mikrofon ist direkt die
Impulsantwort des Raumes. Im Idealfall muss der Anregungsimpuls einen unendlich
hohen Pegel und unendlich kurz sein (Dirac-Impuls). Dies läßt sich natürlich
nur näherungsweise erreichen. Typischweise werden hier Funkenstrecken,
Pistolen, kleine Sprengladungen oder mit Wasserstoff gefüllte Ballons
verwendet. Das Ziel ist es den Raum mit möglichst hoher Energie zum Schwingen
zu bringen. Mit Lautsprechern lässt sich dies nicht erreichen, da diese kurze
Impulse nur mit geringer Energie abstrahlen können.
Dieses Verfahren ist
vom Aufbau sehr einfach und gehört daher zu den ältesten Verfahren. Allerdings
ist die Handhabung aufgrund der hohen Schallpegel nicht ganz ungefährlich und
es werden hohe Anforderungen an die Pegelfestigkeit der Mikrofone gestellt.
Andererseits ist die
Schallquelle hier nahezu punktförmig und strahlt gleichmäßig in alle
Richtungen.
Das folgende Beispiel
zeigt den zeitlichen Verlauf des Schallpegels nach Abschuß einer 6mm Pistole.
Der Ruhepegel im Raum beträgt etwa 50-60dB. Durch den Knall erhält man hier
einen maximalen Pegel von etwa 120dB. Die nutzbare Dynamik ist ca. 60dB.
Innerhalb von 300ms fällt der Pegel um 60dB. Es handelt sich hierbei um einen
sehr kleinen Raum mit hoher Dämpfung. Hier stellt sich nur näherungsweise ein
diffuses Schallfeld ein.
Bei diesem Verfahren
wird der Raum mit Rauschsignalen von einem Lautsprecher angeregt und abrupt
abgeschaltet. Sowohl ein Impuls als auch weißes Rauschen sind breitbandige
Signal. Impulse sind jedoch für Lautsprecher ungeeignet, da hier die
mechanische Auslenkung der Membran eine Begrenzung darstellt. Mit Rauschen lässt
sich mit einem Lautsprecher wesentlich mehr Schallenergie abstrahlen.
Das folgende Bild
zeigt den zeitlichen Verlauf des Schallpegels nach Ein und Auschalten des
Rauschsignals. Sie können solche Burst-signale mit dem Signalgenerator
erzeugen.
Dieses Meßverfahren
ist vom Aufwand noch sehr einfach und wird daher in vielen Handgeräten
verwendet. Der Nachteil ist, das Störsignale direkt in die Messung eingehen.
Daher müssen hier hohe Schallpegel verwendet werden, die wiederum hohe
Anforderungen an die Verstärker und Lautsprecher stellen. Mit diesem Verfahren
kann auch nicht die Impulsantwort des Raumes gemessen werden, die die Grundlage
für weitere Analysen darstellt.
Bei diesem Verfahren
werden rauschähnliche (Pseudo-Noise) Signale verwendet. Diese Signale werden über
Lautsprecher abgestrahlt. Durch die speziellen Eigenschaften können Störungen
unterdrückt werden. Daher kann mit deutlich geringeren Pegeln gearbeitet
werden. Lautsprecher und Verstärker können damit kleiner dimensioniert werden
was besonders für mobile Anwendungen interessant ist. Durch mathematische
Operationen wird zunächst die Raumimpulsantwort bestimmt. Aus der
Raumimpulsantwort wird die Energiezerfallskurve berechnet. Diese Kurve, die auch
als Schroeder-Kurve bezeichnet wird, erlaubt die Berechnung der Nachhallzeit.
Impulsantwort
Das folgende Bild
zeigt die Schröderkurve mit Auswahlrechteck.
Die Messungen mit
ML-Sequenzen hat mittlerweile eine große Verbreitung gefunden, da mit dieser
Messungen schnell und effizient durchgeführt werden kann. Allerdings hat dieses
Verfahren auch einige Nachteile, die verbesserte Verfahren erforderlich machten.
Die wichtigsten Nachteile sind:
·
Hohe Empfindlichkeit gegenüber
Verzerrungen
·
Hohe Empfindlichkeit gegenüber
Frequenzverschiebungen
·
Gleichmäßige Energiedichte im
Frequenzbereich.
·
Verzerrungen sind nicht sofort
hörbar
Bei Messungen im
Bereich der Raumakustik ist es wichtig einen ausreichenden Signalpegel über
dem Grundrauschen zu erzielen. Daher werden Lautsprecher an Ihrer
Leistungsgrenze betrieben, wo bereits deutliche Verzerrungen auftreten. Diese
Verzerrungen treten bei MLS-Messungen in Form von Rauschen auf und verringern
die nutzbare Dynamik. Daher werden große und leistungsfähige und damit leider
auch unhandliche Lautsprecher benötigt.
Chirp Messungen sind
wesentlich unempfindlicher gegenüber Verzerrungen. Die Lautsprecher können
deshalb entsprechend kleiner ausgelegt werden, was insbesondere für mobile
Messungen sehr nützlich ist.
MLS Signale haben
aufgrund ihres Entwurfs eine konstante spektrale Leistungsdichte („weiß“).
Dies ist für Messungen mit Lautsprechern eher ungünstig, da der überwiegende
Signalanteil sich im Hochtonbereich befindet. Beträgt die Ausgangsleistung 100W
im Bereich von 20Hz bis 20kHz, so liegen 50W im Bereich zwischen 10kHz und
20kHz, 47W im Bereich zwischen 500Hz und 10kHz und lediglich 3W im Tiefton
Bereich zwischen 20Hz und 500Hz. Diese Aufteilung ist daher für typische
Lautsprecher ungeeignet, da die höchste Belastbarkeit eher im Tiefton-Bereich
liegt. Diese konstante Verteilung führt auch schnell zu Überlastungen der
Hochtöner. Man kann zwar durch Filter das spektrale Verhalten bei MLS anpassen,
allerdings ist diese Technik recht aufwendig.
Chirp Signal fallen
mit 3dB pro Oktave im Spektralbereich ab. Diese Leistungsverteilung entspricht
eher Rosa-Rauschen, obwohl beide Signale völlig unterschiedlich klingen. Der
Großteil der Signalenergie liegt daher im tieffrequenten Bereich und passt
daher ideal zu der typischen Belastbarkeit der Lautsprecher.
Weiterhin kann bei
Chirp-Messungen eine obere und unter Grenzfrequenz definiert werden, die gesamte
Signalenergie wird daher in diesem Frequenzbereich gebündelt. Daher wird ein
Anregungssignal von vorn herein nur in dem Frequenzbereich erzeugt, wo es auch
benötigt wird und muß nicht erst aufwendig gefiltert werden.
Aufgrund des
rauschartigen Charakters werden bei MLS, Verzerrungen nur schwer gehört. Dieses
Warnsignal, dass ein Lautsprecher an seiner Leistungsgrenze betrieben wird, fällt
daher unter Umständen zu spät auf. Solche Verzerrungen fallen bei Chirp
Signalen wesentlich stärker auf. Es ist allerdings auch mit Chirp Signalen
problemlos möglich die Lautsprecher zu überlasten. Bei MLS tritt dies eher
durch thermische Überbelastung im Hochtonbereich auf. Bei Chirp-Messungen durch
mechanische Überbelastung bei tiefen Frequenzen. Daher ist grundsätzlich der
Pegel vorsichtig anzupassen.
Chirp Sequenzen
„klingen“ leider bei hohen Pegeln recht unangenehm und fallen deutlich stärker
auf als das monotone Rauschen bei MLS.
Das grundsätzliche Meßverfahren
ist identisch mit der MLS-Messung. Durch Korrelation wird zunächst die
Raumimpulsantwort bestimmt.
WinAudioMLS verwendet
zur Messung nicht die direkte Definition der Nachhallzeit.
Stattdessen erfolgt
die Messung mit einem hochentwickelteren Verfahren mit Hilfe von MLS bzw. Chirp.
Diese Verfahren sind erheblich unempfindlicher gegenüber Störungen.
WinAudioMLS bestimmt das Abklingen der Kurve in einem frei definierbaren Bereich
z. B. zwischen –10dB und –25dB. Hieraus
wird die Zerfallsdauer bis –60dB extrapoliert. Dieser Parameter wird als RT60
bezeichnet. WinAudioMLS kann auch andere Parameter wie RT30 etc. berechnen.
Durch die freie Konfigurierbarkeit können auch Zerfallsdauern im frühen
Bereich („Early Decay“ EDT)
durchgeführt werden. Die Nachhallzeit wird zusätzlich für Oktavbänder bzw.
mit 1/3 Oktavauflösung bestimmt und graphisch dargestellt.
Alternativ zu der
Messung mit MLS können Sie eine Raumimpulsantwort auch direkt aus einer *.wav
Datei importieren. Diese Raumimpulsantwort kann dann für eine Berechnung der
Nachhallzeit verwendet werden.
Die
Nachhallzeitmessung kann auf vielfältige Weise angepaßt werden. Die folgende
Dialogbox zeigt die möglichen Einstellungen.
Sie können den
Bereich der fallenden Flanke frei wählen, der für die Extrapolation genutzt
werden soll. Der Bereich wird durch einen Startpegel und einen Stoppegel
definiert. Zusätzlich können Sie die Anzahl der Meßwerte vorgeben, die für
die Mittelung (lineare Regression) verwendet werden sollen.
Weiterhin können Sie
den Zielpegel festlegen, auf den sich die Nachhallzeit beziehen soll.
In diesem Beispiel
wird im Bereich zwischen –8dB und –25dB 10 Werte gemittelt und aus dem
Mittelwert wird die Nachhallzeit auf –60dB berechnet.
Bitte beachten Sie, daß
der Mittelungsbereich auch graphisch direkt an der Meßkurve festgelegt werden
kann.
Sie können den
Mittelungsbereich auch direkt mit der Maus definieren. Grundlage hierfür bildet
das Meßrechteck, das Sie durch Doppelklick in der Meßgraphik erzeugen
können.
Das folgende Beispiel
zeigt eine Messung in dem der Bereich zwischen –10dB und –40dB für die
Berechnung der Nachhallzeit verwendet wurde. Die Nachhallzeit wird automatisch für
die neue Auswahl aktualisiert. Sie können das Meßrechteck mit der Maus
verschieben oder in seiner Größe verändern. Die resultierende Nachhallzeit
wird direkt angezeigt.
Aus dem Meßrechteck
wird der Start- und Stoppegel definiert. Diese Werte werden auch in die
Konfiguration übernommen.
Die Messungen mit
ML-Sequenzen hat mittlerweile eine große Verbreitung gefunden, da mit dieser
Messungen schnell und effizient durchgeführt werden kann. Allerdings hat dieses
Verfahren auch einige Nachteile, die verbesserte Verfahren erforderlich machten.
Die wichtigsten Nachteile sind:
·
Hohe Empfindlichkeit gegenüber
Verzerrungen
·
Hohe Empfindlichkeit gegenüber
Frequenzverschiebungen
·
Gleichmäßige Energiedichte im
Frequenzbereich.
·
Verzerrungen sind nicht sofort
hörbar
Bei Messungen im
Bereich der Raumakustik ist es wichtig einen ausreichenden Signalpegel über
dem Grundrauschen zu erzielen. Daher werden Lautsprecher an Ihrer
Leistungsgrenze betrieben, wo bereits deutliche Verzerrungen auftreten. Diese
Verzerrungen treten bei MLS-Messungen in Form von Rauschen auf und verringern
die nutzbare Dynamik. Daher werden große und leistungsfähige und damit leider
auch unhandliche Lautsprecher benötigt.
Chirp Messungen sind
wesentlich unempfindlicher gegenüber Verzerrungen. Die Lautsprecher können
deshalb entsprechend kleiner ausgelegt werden, was insbesondere für mobile
Messungen sehr nützlich ist.
Frequenzverschiebungen
treten bei vielen Messungen auf. Dies sind zum Beispiel
·
Messungen an CD Spielern, da
die Taktraten von CD-Spieler und Soundkarte nicht synchron sind
·
Messungen an Bandmaschinen,
Kassettenrekordern
·
Im Bereich der Raumakustik bei
großen Räumen und Luftbewegung bzw. Temperaturschwankungen.
·
Dies betrifft damit
insbesondere Messungen an „Nur-Wiedergabegeräten“. Die Problem tritt aber
auch auf wenn bei einer Soundkarte Ein- und Ausgang nicht synchron sind oder
unterschiedliche Karten für Aufnahme und Wiedergabe verwendet wird.
Die
Frequenzverschiebung macht sich bei MLS durch einen Höhenabfall bemerkbar. In
der Regel wird daher eine Referenzmessung gemacht, die dies kompensiert.
WinAudioMLS kann durch die eingebaute Abtastratenumsetzung auch beliebige
Taktabweichungen korrigieren.
Bei Chirp Messungen
ist dies nicht notwendig, da das Messverfahren selbst erheblich unempfindlicher
ist.
MLS Signale haben
aufgrund ihres Entwurfs eine konstante spektrale Leistungsdichte („weiß“).
Dies ist für Messungen mit Lautsprechern eher ungünstig, da der überwiegende
Signalanteil sich im Hochtonbereich befindet. Beträgt die Ausgangsleistung 100W
im Bereich von 20Hz bis 20kHz, so liegen 50W im Bereich zwischen 10kHz und
20kHz, 47W im Bereich zwischen 500Hz und 10kHz und lediglich 3W im Tiefton
Bereich zwischen 20Hz und 500Hz. Diese Aufteilung ist daher für typische
Lautsprecher ungeeignet, da die höchste Belastbarkeit eher im Tiefton-Bereich
liegt. Diese konstante Verteilung führt auch schnell zu Überlastungen der
Hochtöner. Man kann zwar durch Filter das spektrale Verhalten bei MLS anpassen,
allerdings ist diese Technik recht aufwendig.
Chirp Signal fallen
mit 3dB pro Oktave im Spektralbereich ab. Diese Leistungsverteilung entspricht
eher Rosa-Rauschen, obwohl beide Signale völlig unterschiedlich klingen. Der
Großteil der Signalenergie liegt daher im tieffrequenten Bereich und passt
daher ideal zu der typischen Belastbarkeit der Lautsprecher.
Weiterhin kann bei
Chirp-Messungen eine obere und unter Grenzfrequenz definiert werden, die gesamte
Signalenergie wird daher in diesem Frequenzbereich gebündelt. Daher wird ein
Anregungssignal von vorn herein nur in dem Frequenzbereich erzeugt wo es auch
benötigt wird und muß nicht erst aufwendig gefiltert werden.
Aufgrund des
rauschartigen Charakters werden bei MLS, Verzerrungen nur schwer gehört. Dieses
Warnsignal, dass ein Lautsprecher an seiner Leistungsgrenze betrieben wird, fällt
daher unter Umständen zu spät auf. Solche Verzerrungen fallen bei Chirp
Signalen wesentlich stärker auf. Es ist allerdings auch mit Chirp Signalen
problemlos möglich die Lautsprecher zu überlasten. Bei MLS tritt dies eher
durch thermische Überbelastung im Hochtonbereich auf. Bei Chirp-Messungen durch
mechanische Überbelastung bei tiefen Frequenzen. Daher ist grundsätzlich der
Pegel vorsichtig anzupassen.
Chirp Sequenzen
„klingen“ leider bei hohen Pegeln recht unangenehm und fallen deutlich stärker
auf als das monotone Rauschen bei MLS.
Chirp Messungen eignen
sich insbesondere im Bereich
·
Raum und Baukaustik
·
Einmessen von PA-Anlagen
·
Messungen an CD-Spielern etc.
Beispiel eines
Chirp-Signals im Zeitbereich
Chirp-Signal im
Frequenzbereich 200Hz-20kHz
Es ist deutlich der
lineare Abfall mit 3dB/Oktave zu erkennen.
ACHTUNG: Wenn Sie den Treiber von der CD für die Soundkarte verwenden, sind die Einstellungen abweichend.
In diesem Fall muss unbedingt der
„Direct Monitor“ ausgeschaltet werden, da sonst das Mikrofonsignal direkt
wieder an die Lautsprecher gegeben wird und es zu Rückkopplungen kommen kann.
In diesem Dokument werden sowohl die Einstellungen mit dem Windows Systemtreiber als auch die mit dem des Herstellers beschrieben.
Wählen Sie aus dem Windows Startmenu die Systemsteuerung
Wählen Sie „Sounds, Sprachein-/ausgabe und Audiogeräte“
Wählen Sie „Sounds und Audiogeräte“
Wählen Sie „Erweitert“
In der Statuszeile sollte unten „MobilePre“ stehen, sonst wird die Einstellung für eine andere Soundkarte verändert.
Die Gesamtlautstärke und das „Wave“-Gerät müssen angeschaltet sein. Alle anderen Geräte können mit „Ton aus“ abgeschaltet werden.
Aus dem Menu „Optionen->Eigenschaften“ stellen Sie jetzt die Einstellungen für Aufnahme ein.
Wählen sie hier zunächst „Aufnahme“
Der Pegelregler sollte auf ca. 75% stehen, der genaue Wert ist jedoch nicht kritisch. Wichtig ist das der Pegel in keinem Fall auf Null eingestellt ist oder der Ton ausgeschaltet ist.
Wenn Sie den Treiber des Herstellers verwenden, stehen erweiterte Einstellmöglichkeiten zur Verfügung.
Achten Sie darauf das der „Direct Monitor“ ausgeschaltet ist.
Die Einstellungen für Aufnahme sind identisch zum Systemtreiber.
·
Sind Lautsprecher/Verstärker/Mikrofon
richtig verkabelt?
·
Ist die Phantomspeisung für
das Meßmikrofon eingeschaltet?
·
Beachten Sie die
Mixereinstellungen für Ihre Soundkarte. Keine Komponente der Signalkette darf
übersteuert sein.
·
Verändern Sie die Position von
Lautsprecher und Mikrofon. Diese Messung der Nachhallzeit funktioniert nur für
den diffusen Nachhall. Direkte Reflexionen können das Ergebnis verfälschen.
·
Das Mikrofon sollte frei im
Raum möglichst weit von stark reflektierenden Flächen plaziert werden.
·
Verwenden Sie einen
omnidirektionaler Lautsprecher
·
Verwenden Sie ein
omnidirektionales Mikrofon und kein Richtmikrofon
·
Die MLS und FFT Länge müssen
größer als die zu erwartende Impulsantwort sein.