AL1便攜式聲學(xué)分析儀培訓(xùn)教材

AcoustilyzerAL11便攜式聲學(xué)分析儀便攜式信號(hào)發(fā)生器與分析儀系列2模擬音頻測(cè)量數(shù)字音頻測(cè)量MiniratorsMinilyzer AcoustilyzerDigiratorDigilyzerAL1測(cè)量功能3聲級(jí)計(jì)RTA,實(shí)時(shí)頻譜分析RT60,混響時(shí)間FFT傅立葉頻譜分析極性測(cè)試延遲時(shí)間語言清晰度STI-PA聲級(jí)計(jì)4聲壓級(jí)5人類聽覺系統(tǒng)可以承受在一段時(shí)間內(nèi)一定程度內(nèi)的噪聲而不會(huì)造成永久性損害的危險(xiǎn)。測(cè)量平均聲壓Leq保持不超過這個(gè)要緊的限制值.音樂會(huì)的組織者有持續(xù)監(jiān)控LEQ以預(yù)防損害及賠償?shù)呢?zé)任!測(cè)量LcPeak值以確定環(huán)境符合最新的國際的要求公共噪聲音污染標(biāo)準(zhǔn)。

6音壓SPL與平均音壓LEQSPL值反映在麥克風(fēng)量測(cè)到的實(shí)時(shí)音壓電平。

因此，SPL值的變化是很快的，不適合對(duì)變化大的聲音信號(hào)作上下限管制。什么是SPL/LEQ？Leq值是將量測(cè)期間內(nèi)所量測(cè)到的所有SPL平均，取其平均值

(又稱為平均音壓)。例如，在一個(gè)三十分鐘的量測(cè)期間內(nèi)，得出Leq=84dB。意謂者，將三十分鐘的所有SPL值平均得到

84dB，而不是指最大SPL或是最小SPL。平均音壓LEQ的限制值7人耳聽覺系統(tǒng)有可能會(huì)因?yàn)槠芈对谝欢ǔ潭鹊碾s訊噪聲環(huán)境而造成健康受損。量測(cè)并且控制Leq使它不要超出至關(guān)緊要的限制值，尤其是音樂會(huì)的組織者必須不斷的監(jiān)控LEQ以防止損害到聽眾的健康。限制值(DIN15905)持續(xù)的時(shí)間 最大允許LEQ電平8hours 93dBALEQ4hours 96dBALEQ2hours 99dBALEQ1hour 102dBALEQ8人類耳朵聽覺的頻響量測(cè)聲壓級(jí)所用的A-計(jì)權(quán)器音壓了和音樂的量測(cè)總是與A-加權(quán)濾波器一并進(jìn)行。A-計(jì)權(quán)濾波器曲線:聲壓級(jí)量測(cè)與濾波器實(shí)時(shí)頻譜分析,RTA9家庭影院的聲學(xué)改進(jìn)10可以用各種測(cè)量來優(yōu)化家庭影院裝備與設(shè)置的聲學(xué)性能:

一個(gè)很重要的步驟是在聆聽座位的位置區(qū)域測(cè)量頻率響應(yīng)?；谶@些數(shù)據(jù)來依照杜比/THX系統(tǒng)的推薦來調(diào)整均衡器。家庭影院的聲學(xué)改進(jìn)11頻率響應(yīng)平均的方法:

將個(gè)別的測(cè)量麥克風(fēng)安置在所有的聆聽位置并將這些麥克風(fēng)所測(cè)量到的信號(hào)合并〔混音〕。將所有聆聽位置的個(gè)別的頻譜存儲(chǔ)然后計(jì)算總的平均頻譜。在每一個(gè)聆聽位置快速測(cè)量LEQ頻譜直接讀出平均頻譜。RT60,混響時(shí)間12混響時(shí)間的根本原理13嚴(yán)重的影響收聽的品質(zhì)與演講或說話的可理解度很高程度的依賴頻率特性而定

檢查多頻帶在同一個(gè)房間各個(gè)不同的位置都不同所以應(yīng)該在不同的位置都測(cè)量在擴(kuò)散的聲場(chǎng)必須要測(cè)量是評(píng)估室內(nèi)聲學(xué)品質(zhì)指標(biāo)的重要參數(shù)在ISO3382標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不容易測(cè)量混響時(shí)間:RT6014RT60是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量參數(shù)測(cè)量從聲音信號(hào)聲壓級(jí)在關(guān)閉后衰退到–60dB所需的時(shí)間

。RT60Time混響時(shí)間:T10,T20,T3015測(cè)量–60dB衰退時(shí)間需要非常大的測(cè)試信號(hào)與大的揚(yáng)聲器。因此，通常是以測(cè)量–10,–20或–30dB衰退時(shí)間(=>T10,T20,T30).RT60=T20*3在進(jìn)行測(cè)量T20時(shí)要求每一個(gè)頻帶都必須到達(dá)35dB訊噪比.AcoustilyzerAL1聲學(xué)分析儀并行的測(cè)量63Hz–8kHz所有倍頻程頻段的T20.混響時(shí)間:聲壓定位16步驟1:關(guān)閉所有的測(cè)試信號(hào),選擇“RANGING”然后

按OK.AL1顯示實(shí)際上的背景噪聲以及要順利的完成RT60值測(cè)量在每一個(gè)倍頻程頻帶所需的測(cè)試信號(hào)電平.步驟2:啟動(dòng)測(cè)試信號(hào)然后增大音量,直到所有的電平都超過高端的箭頭標(biāo)記.注意:測(cè)試信號(hào)的響度應(yīng)盡可能的到達(dá)測(cè)量所需的電平RT-60:倍頻程頻帶測(cè)量17顯示范圍:

63Hz–2kHz顯示范圍:

125Hz–4kHz顯示范圍:

250Hz–8kHz混響時(shí)間測(cè)量63Hz–8kHz頻帶范圍內(nèi)的8個(gè)倍頻程頻帶，使用右邊的滾動(dòng)軸可以選擇不同的顯示范圍，同一時(shí)間可以一次顯示6個(gè)倍頻程頻帶。RT60:相關(guān)因素18實(shí)際上,衰減的曲線從不會(huì)是直線而且是隨著空間的結(jié)構(gòu)以及測(cè)量的位置而變化。相關(guān)因素顯示衰減的曲線相對(duì)于直線之間的相一致性好到什么程度。good~95%poor~65%混響時(shí)間:需要進(jìn)行RT60平均19閘控粉噪用來進(jìn)行RT60測(cè)量

粉噪信號(hào)在從事長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試上每一個(gè)頻帶具有連續(xù)不變能量的特性但是:在短的時(shí)間周期,粉噪聲的信號(hào)能量是任意變化的一個(gè)單一的RT60測(cè)量是具有測(cè)量的不確定性的愈短的RT60測(cè)量時(shí)間,具有愈大的不確定度RT60的平均20將RT60平均會(huì)得到更為精確的結(jié)果。RT60測(cè)量的精確性在測(cè)量不確定度中表述。AcoustilyzerAL1支持自動(dòng)平均功能。連同提供的測(cè)試信號(hào)一起,很容易完成平均的處理?；祉憰r(shí)間:RT60自動(dòng)儲(chǔ)存21AcoustilyzerAL1將所有周期的個(gè)別的測(cè)量結(jié)果以及他們的平均自動(dòng)儲(chǔ)存RT60數(shù)據(jù)平均與分析22以AL1測(cè)量到的數(shù)據(jù)，經(jīng)由MiniLINK軟件導(dǎo)出然后以微軟Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，清楚地呈現(xiàn)32個(gè)測(cè)量周期的測(cè)量結(jié)果(第一行,藍(lán)色條塊為平均的結(jié)果).FFT傅立葉頻譜分析23聲學(xué)梳狀濾波效應(yīng)的改善24在聆聽位置所聽到的是直接傳達(dá)和反射的聲音所產(chǎn)生鋁箔效應(yīng)的總合。這種效應(yīng)給予他的曲線的形狀我們稱之為梳狀濾波器效應(yīng)。

Saxrecordingclean–Track27

SaxwithCombfilters–Track28聲學(xué)梳狀濾波效應(yīng)的改善25梳狀濾波效應(yīng)為窄頻帶效應(yīng)

在1/3倍頻程實(shí)時(shí)頻譜分析RTA看不出來能以傅立葉分析頻譜分析測(cè)量與觀察出來梳狀濾波效應(yīng)效應(yīng)不能以均衡器來補(bǔ)償只能以材料或修改結(jié)構(gòu)來降低梳狀濾波效應(yīng)常常是造成聲音品質(zhì)不能得到滿意的原因 Saxrecordingclean–Track27 SaxwithCombfilters–Track28傅立葉頻譜分析26FFT傅立葉頻譜分析范例

測(cè)試信號(hào):方波,200HzZoom0

頻寬:17.3kHzZoom1

頻寬:8.63kHzZoom4

頻寬:1.08KHz以AcoustilyzerAL1的變焦FFT傅立葉頻譜分析功能觀察的分辨率可高達(dá)0.7Hz什么是極性?27低頻段聲學(xué)上短路沖突立體聲效果差電纜相位開關(guān)極性測(cè)試28極性是否是正極性注意平衡度指標(biāo)信號(hào)由麥克風(fēng)或XLR接口延遲線延遲時(shí)間測(cè)量與調(diào)整29主揚(yáng)聲器延遲線延遲線揚(yáng)聲器用于改善大面積區(qū)域的聲音品質(zhì)和聽眾的語言清晰度

。問題:什么是延遲線與電平的最正確設(shè)置?延遲線揚(yáng)聲器:Haas效應(yīng)30Haas效應(yīng)是一種心理聲學(xué)效應(yīng),它說明:人類聽覺感官系統(tǒng)覺察聲音來源是由最先傳到達(dá)的聲音來源為方向.

延遲或反射的聲源如果傳到耳朵聽到的時(shí)間比第一個(gè)聽到的聲音不遲于25-35毫秒的情況下,不會(huì)被覺察是新的聲源.

前面提到的同時(shí)適用于如果延遲的聲音比原先聽到的聲音大到10dB! 如果聲音在延遲>35ms的情況下,

聽者會(huì)覺察是一種混響.??延遲線揚(yáng)聲器:Haas效應(yīng)31主揚(yáng)聲器延遲線L1L2聲壓設(shè)置

L2=L1+6dB實(shí)際合理的延遲線設(shè)置方法：主揚(yáng)聲器延遲線t1t2延遲設(shè)置t1–t2+5msCheckhowthesoundoriginmoveslocations.

Track13–0ms Track14-2ms Track15-4ms Track16-6ms Track17-8ms Track18-10ms Track19-12ms Track20-14ms Track21-16ms Track22-18ms Track23-20msTojumpbetweencenter,

leftandright:

Track24-0ms Track25-+4ms Track26--4ms實(shí)際合理的聲壓設(shè)置方法：語言清晰度32語言清晰度STI語言傳遞指數(shù),RASTI快速語言傳遞指數(shù),STI-PA公共播送語言傳遞指數(shù)什么是語言清晰度?33語言清晰度對(duì)于演說的內(nèi)容能被聽眾理解的程度予以量化。影響語言清晰度大重要參數(shù):混響時(shí)間(RT60)響度頻響背景噪聲失真然而,僅僅依靠這些參數(shù)仍然缺乏以測(cè)定語言清晰度!為何語言清晰度重要?34國際標(biāo)準(zhǔn)IEC

60849(WW)Soundsystemsforemergencypurposes(alsoVDE0828part1andDIN-EN,BS-EN,SN-EN,OEVE-EN,…)–mandatoryforallpublicareas!NFPA

72(USA)NationalFireAlarmCode2002(2002edition,section7.4.1.4).BS

5839-8(UK)Firedetectionandalarmsystemsforbuildings.Codeofpracticeforthedesign,installationandservicingofvoicealarmsystems.在危急的環(huán)境下傳遞可靠且可理解的信息給民眾,例如像：如何反響逃避通知的信息逃避的方向語言清晰度是責(zé)任與義務(wù)的關(guān)鍵!!也是與金錢攸關(guān)!實(shí)際上語言清晰度35RauschenVerzerrungenRauschenVerzerrungenAmplituden-undPhasen-verzerrungenSt?rschall,Hall,Verzerrungen,NahbesprechungSprecherqualit?tSt?rschall,Hall,H?rverlustRauschenVerzerrungen噪聲與失真電平與相位失真噪聲,回授,語音效果噪聲,

回響,

人耳沒有一個(gè)通信會(huì)是完美無瑕的!!!CheckhowtheIntelligibilitydecreases:

Track4–SpeechRT60=0.5s

Track5-STI-PA0.5s->0.70 Track6-P-Noise2/2->0.5s Track7–SpeechRT60=1.3s

Track8-STI-PA0.5s->0.50 Track9-P-Noise2/2->1.3s

Track10–SpeechRT60=4.5s

Track11-STI-PA0.5s->0.30 Track12-P-Noise5/5->4.5S

噪聲與失真噪聲與失真主觀的語言清晰度測(cè)量方法36來源:B&K,室內(nèi)聲學(xué)測(cè)量安排一個(gè)受過訓(xùn)練的演講者讀文稿,音節(jié)與字詞。傾聽者將他們認(rèn)為他們所聽懂了解的逐一記錄。標(biāo)準(zhǔn)的方法:PB-words,CVC(Consonant–Vocal–Consonant)SRT(SpeechReceptionThreshold)CIS(CommonIntelligibilityStandard)所有這些方法都非常耗時(shí)間和付出很高的本錢所以都只被用來作為專業(yè)的方法的驗(yàn)證。最初是由貝爾實(shí)驗(yàn)室在1940年所創(chuàng)造.現(xiàn)在,研發(fā)出一些非常先進(jìn)的運(yùn)算法那么:SII(SpeechIntelligibilityIndex)STI(SpeechTransmissionIndex)SII與STI考慮許多的參數(shù)例如:語音強(qiáng)度背景噪聲水平心理聲學(xué)效應(yīng)反射(只有STI考慮)混響(只有STI考慮)失真(只有STI考慮)0.5STI=limit專業(yè)的語言清晰度測(cè)量方法37語音模型38測(cè)量語音可理解度需要語音信號(hào)模型

男性演講者的平均倍頻程頻帶頻譜語音信號(hào)的包絡(luò)時(shí)距圖(250Hz頻帶)語音信號(hào)的包絡(luò)頻譜(250Hz頻帶)播送的語音信號(hào)的調(diào)制必須維持好的語言清晰度.

STI,RASTI與STI-PA基礎(chǔ)于被調(diào)制的粉噪信號(hào)測(cè)量調(diào)制傳遞函數(shù)MTF(ModulationTransferFunction)。調(diào)制傳遞函數(shù)MTF測(cè)量量化在個(gè)別頻帶被調(diào)制的粉噪信號(hào)維持的程度。調(diào)制傳遞函數(shù)39每個(gè)包絡(luò)由每倍頻程14個(gè)調(diào)制頻率獲得平均的語音頻譜分為7個(gè)倍頻程頻帶一個(gè)語音倍頻程頻帶的MTF調(diào)制傳遞函數(shù)完整的MTF測(cè)量需要14*7=98個(gè)測(cè)量，完整的測(cè)量要花費(fèi)約~15分鐘!因此,研發(fā)出各種不同的方法以減少測(cè)試時(shí)間。調(diào)制傳遞函數(shù)40STI是基于完整的MFT調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)量

(也就是14*7=98個(gè)測(cè)量),因此要花約~15分鐘。STI同樣能夠計(jì)算出脈沖響應(yīng),但是需要許多經(jīng)驗(yàn)尤其特別是線性與同步傳遞函數(shù)的設(shè)置。語言清晰度測(cè)量方法：STI41語言清晰度測(cè)量方法：RASTI42RASTI只測(cè)量?jī)蓚€(gè)頻帶的MTF調(diào)制傳遞函數(shù),因此只作為一種極度簡(jiǎn)化的STI測(cè)量。此外,RASTI與STI精度相差甚多,由于它并不考慮頻響,回響

或與頻率有關(guān)的混響時(shí)間

等參數(shù).但是一段長(zhǎng)時(shí)間以來RASTI都被限制用于便攜式語音清晰度測(cè)試儀應(yīng)用。語言清晰度測(cè)量方法：STI-PA43STI-PA是由Bose與TNO研發(fā)出來的，它采取的是簡(jiǎn)化的步驟，但是以分析所有7個(gè)頻帶(將最低的兩個(gè)頻帶合并)測(cè)定MTF調(diào)制傳遞函數(shù)。

如果在沒有嚴(yán)重的脈沖背景噪聲的場(chǎng)合以及過度的非線性失真發(fā)生，STI-PA測(cè)量結(jié)果的精度是與STI一致。在背景噪聲出現(xiàn)的情況下的結(jié)果必須要經(jīng)過后過程處理。語言清晰度測(cè)量方法：NTI的STI-PA44由于STI-PA標(biāo)準(zhǔn)留