AL1便攜式聲學分析儀培訓教材

AcoustilyzerAL11便攜式聲學分析儀便攜式信號發(fā)生器與分析儀系列2模擬音頻測量數字音頻測量MiniratorsMinilyzer AcoustilyzerDigiratorDigilyzerAL1測量功能3聲級計RTA,實時頻譜分析RT60,混響時間FFT傅立葉頻譜分析極性測試延遲時間語言清晰度STI-PA聲級計4聲壓級5人類聽覺系統(tǒng)可以承受在一段時間內一定程度內的噪聲而不會造成永久性損害的危險。測量平均聲壓Leq保持不超過這個要緊的限制值.音樂會的組織者有持續(xù)監(jiān)控LEQ以預防損害及賠償的責任!測量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準。

6音壓SPL與平均音壓LEQSPL值反映在麥克風量測到的實時音壓電平。

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

(又稱為平均音壓)。例如，在一個三十分鐘的量測期間內，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)有可能會因為曝露在一定程度的雜訊噪聲環(huán)境而造成健康受損。量測并且控制Leq使它不要超出至關緊要的限制值，尤其是音樂會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)的時間 最大允許LEQ電平8hours 93dBALEQ4hours 96dBALEQ2hours 99dBALEQ1hour 102dBALEQ8人類耳朵聽覺的頻響量測聲壓級所用的A-計權器音壓了和音樂的量測總是與A-加權濾波器一并進行。A-計權濾波器曲線:聲壓級量測與濾波器實時頻譜分析,RTA9家庭影院的聲學改進10可以用各種測量來優(yōu)化家庭影院裝備與設置的聲學性能:

一個很重要的步驟是在聆聽座位的位置區(qū)域測量頻率響應?；谶@些數據來依照杜比/THX系統(tǒng)的推薦來調整均衡器。家庭影院的聲學改進11頻率響應平均的方法:

將個別的測量麥克風安置在所有的聆聽位置并將這些麥克風所測量到的信號合并〔混音〕。將所有聆聽位置的個別的頻譜存儲然后計算總的平均頻譜。在每一個聆聽位置快速測量LEQ頻譜直接讀出平均頻譜。RT60,混響時間12混響時間的根本原理13嚴重的影響收聽的品質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房間各個不同的位置都不同所以應該在不同的位置都測量在擴散的聲場必須要測量是評估室內聲學品質指標的重要參數在ISO3382標準規(guī)定不容易測量混響時間:RT6014RT60是一個標準的測量參數測量從聲音信號聲壓級在關閉后衰退到–60dB所需的時間

。RT60Time混響時間:T10,T20,T3015測量–60dB衰退時間需要非常大的測試信號與大的揚聲器。因此，通常是以測量–10,–20或–30dB衰退時間(=>T10,T20,T30).RT60=T20*3在進行測量T20時要求每一個頻帶都必須到達35dB訊噪比.AcoustilyzerAL1聲學分析儀并行的測量63Hz–8kHz所有倍頻程頻段的T20.混響時間:聲壓定位16步驟1:關閉所有的測試信號,選擇“RANGING”然后

按OK.AL1顯示實際上的背景噪聲以及要順利的完成RT60值測量在每一個倍頻程頻帶所需的測試信號電平.步驟2:啟動測試信號然后增大音量,直到所有的電平都超過高端的箭頭標記.注意:測試信號的響度應盡可能的到達測量所需的電平RT-60:倍頻程頻帶測量17顯示范圍:

63Hz–2kHz顯示范圍:

125Hz–4kHz顯示范圍:

250Hz–8kHz混響時間測量63Hz–8kHz頻帶范圍內的8個倍頻程頻帶，使用右邊的滾動軸可以選擇不同的顯示范圍，同一時間可以一次顯示6個倍頻程頻帶。RT60:相關因素18實際上,衰減的曲線從不會是直線而且是隨著空間的結構以及測量的位置而變化。相關因素顯示衰減的曲線相對于直線之間的相一致性好到什么程度。good~95%poor~65%混響時間:需要進行RT60平均19閘控粉噪用來進行RT60測量

粉噪信號在從事長時間測試上每一個頻帶具有連續(xù)不變能量的特性但是:在短的時間周期,粉噪聲的信號能量是任意變化的一個單一的RT60測量是具有測量的不確定性的愈短的RT60測量時間,具有愈大的不確定度RT60的平均20將RT60平均會得到更為精確的結果。RT60測量的精確性在測量不確定度中表述。AcoustilyzerAL1支持自動平均功能。連同提供的測試信號一起,很容易完成平均的處理。混響時間:RT60自動儲存21AcoustilyzerAL1將所有周期的個別的測量結果以及他們的平均自動儲存RT60數據平均與分析22以AL1測量到的數據，經由MiniLINK軟件導出然后以微軟Excel軟件進行數據分析處理，清楚地呈現32個測量周期的測量結果(第一行,藍色條塊為平均的結果).FFT傅立葉頻譜分析23聲學梳狀濾波效應的改善24在聆聽位置所聽到的是直接傳達和反射的聲音所產生鋁箔效應的總合。這種效應給予他的曲線的形狀我們稱之為梳狀濾波器效應。

Saxrecordingclean–Track27

SaxwithCombfilters–Track28聲學梳狀濾波效應的改善25梳狀濾波效應為窄頻帶效應

在1/3倍頻程實時頻譜分析RTA看不出來能以傅立葉分析頻譜分析測量與觀察出來梳狀濾波效應效應不能以均衡器來補償只能以材料或修改結構來降低梳狀濾波效應常常是造成聲音品質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

測試信號: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0.7Hz什么是極性?27低頻段聲學上短路沖突立體聲效果差電纜相位開關極性測試28極性是否是正極性注意平衡度指標信號由麥克風或XLR接口延遲線延遲時間測量與調整29主揚聲器延遲線延遲線揚聲器用于改善大面積區(qū)域的聲音品質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置?延遲線揚聲器:Haas效應30Haas效應是一種心理聲學效應,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間比第一個聽到的聲音不遲于25-35毫秒的情況下,不會被覺察是新的聲源.

前面提到的同時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,

聽者會覺察是一種混響.??延遲線揚聲器:Haas效應31主揚聲器延遲線L1L2聲壓設置

L2=L1+6dB實際合理的延遲線設置方法：主揚聲器延遲線t1t2延遲設置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實際合理的聲壓設置方法：語言清晰度32語言清晰度STI語言傳遞指數,RASTI快速語言傳遞指數,STI-PA公共播送語言傳遞指數什么是語言清晰度?33語言清晰度對于演說的內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:混響時間(RT60)響度頻響背景噪聲失真然而,僅僅依靠這些參數仍然缺乏以測定語言清晰度!為何語言清晰度重要?34國際標準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任與義務的關鍵!!也是與金錢攸關!實際上語言清晰度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,

人耳沒有一個通信會是完美無瑕的!!!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量方法36來源:B&K,室內聲學測量安排一個受過訓練的演講者讀文稿,音節(jié)與字詞。傾聽者將他們認為他們所聽懂了解的逐一記錄。標準的方法:PB-words,CVC(Consonant–Vocal–Consonant)SRT(SpeechReceptionThreshold)CIS(CommonIntelligibilityStandard)所有這些方法都非常耗時間和付出很高的本錢所以都只被用來作為專業(yè)的方法的驗證。最初是由貝爾實驗室在1940年所創(chuàng)造.現在,研發(fā)出一些非常先進的運算法那么:SII(SpeechIntelligibilityIndex)STI(SpeechTransmissionIndex)SII與STI考慮許多的參數例如:語音強度背景噪聲水平心理聲學效應反射(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)的語言清晰度測量方法37語音模型38測量語音可理解度需要語音信號模型

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

STI,RASTI與STI-PA基礎于被調制的粉噪信號測量調制傳遞函數MTF(ModulationTransferFunction)。調制傳遞函數MTF測量量化在個別頻帶被調制的粉噪信號維持的程度。調制傳遞函數39每個包絡由每倍頻程14個調制頻率獲得平均的語音頻譜分為7個倍頻程頻帶一個語音倍頻程頻帶的MTF調制傳遞函數完整的MTF測量需要14*7=98個測量，完整的測量要花費約~15分鐘!因此,研發(fā)出各種不同的方法以減少測試時間。調制傳遞函數40STI是基于完整的MFT調制傳遞函數測量

(也就是14*7=98個測量),因此要花約~15分鐘。STI同樣能夠計算出脈沖響應,但是需要許多經驗尤其特別是線性與同步傳遞函數的設置。語言清晰度測量方法：STI41語言清晰度測量方法：RASTI42RASTI只測量兩個頻帶的MTF調制傳遞函數,因此只作為一種極度簡化的STI測量。此外,RASTI與STI精度相差甚多,由于它并不考慮頻響,回響

或與頻率有關的混響時間

等參數.但是一段長時間以來RASTI都被限制用于便攜式語音清晰度測試儀應用。語言清晰度測量方法：STI-PA43STI-PA是由Bose與TNO研發(fā)出來的，它采取的是簡化的步驟，但是以分析所有7個頻帶(將最低的兩個頻帶合并)測定MTF調制傳遞函數。

如果在沒有嚴重的脈沖背景噪聲的場合以及過度的非線性失真發(fā)生，STI-PA測量結果的精度是與STI一致。在背景噪聲出現的情況下的結果必須要經過后過程處理。語言清晰度測量方法：NTI的STI-PA44由于STI-PA標準留