AL1便携式声学分析仪培训教材

1、Acoustilyzer AL1,1,便携式声学分析仪,便携式信号发生器与分析仪系列,2,模拟音频测量,数字音频测量,Minirators Minilyzer Acoustilyzer,Digirator Digilyzer,AL1 测量功能,3,声级计 RTA, 实时频谱分析 RT60, 混响时间 FFT 傅立叶频谱分析 极性测试 延迟时间 语言清晰度 STI-PA,声级计,4,声压级,5,人类听觉系统可以承受在一段时间内一定程度内的噪声而不会造成永久性损害的危险。 测量平均声压Leq 保持不超过这个要紧的限制值. 音乐会的组织者有持续监控LEQ以预防损害及赔偿的责任! 测量LcPeak 值

2、以确定环境符合最新的国际的要求公共噪声音污染标准。,6,音压SPL与平均音压LEQ,SPL 值反映在麦克风量测到的实时音压电平。 因此， SPL值的变化是很快的，不适合对变化大的声音信号作上下限管制。,什么是SPL / LEQ？,Leq 值是将量测期间内所量测到的所有SPL平均，取其平均值 (又称为平均音压)。例如，在一个三十分钟的量测期间内，得出Leq = 84dB。意谓者，将三十分钟的所有SPL 值平均得到 84dB，而不是指最大SPL 或是最小SPL。,平均音压LEQ的限制值,7,人耳听觉系统有可能会因为曝露在一定程度的杂讯噪声环境而造成健康受损。量测并且控制Leq 使它不要超出至关紧要

3、的限制值，尤其是音乐会的组织者必须不断的监控 LEQ以避免损害到听众的健康。,持续的时间最大允许LEQ电平,8 hours 93 dBA LEQ,4 hours 96 dBA LEQ,2 hours 99 dBA LEQ,1 hour102 dBA LEQ,8,人类耳朵听觉的频响,量测声压级所用的A-计权器,音压了和音乐的量测总是与A-加权滤波器一并进行。,A-计权滤波器曲线:,声压级量测与滤波器,实时频谱分析, RTA,9,家庭影院的声学改进,10,可以用各种测量来优化家庭影院装备与设置的声学性能:,一个很重要的步骤是在聆听座位的位置区域测量频率响应。 基于这些数据来依照杜比/THX系统的推

4、荐来调整均衡器。,家庭影院的声学改进,11,频率响应平均的方法: 将个别的测量麦克风安置在所有的聆听位置并将这些麦克风所测量到的信号合并（混音）。 将所有聆听位置的个别的频谱存储然后计算总的平均频谱。 在每一个聆听位置快速测量LEQ 频谱 直接读出平均频谱。,RT60, 混响时间,12,混响时间的基本原理,13,严重的影响收听的品质与演讲或说话的可理解度 很高程度的依赖频率特性而定 检查多频带 在同一个房间各个不同的位置都不同所以应该在不同的位置都测量 在扩散的声场必须要测量 是评估室内声学品质指标的重要参数 在ISO3382 标准规定 不容易测量,混响时间: RT60,14,RT60 是一个

5、标准的测量参数测量从声音信号声压级在关闭后衰退到60 dB所需的时间 。,混响时间: T10, T20, T30,15,测量 60 dB 衰退时间需要非常大的测试信号与大的扬声器。因此，通常是以测量 10, 20 或 30 dB 衰退时间 (= T10, T20, T30).,RT60 = T20 * 3,在进行测量T20时要求每一个频带都必须达到35 dB讯噪比. Acoustilyzer AL1声学分析仪并行的测量 63 Hz 8 kHz所有倍频程频段的T20.,混响时间:声压定位,16,步骤1: 关闭所有的测试信号, 选择 “RANGING” 然后 按OK.,AL1 显示实际上的背景噪声

6、以及要顺利的完成RT60值测量在每一个倍频程频带所需的测试信号电平 .,步骤 2: 启动测试信号然后增大音量, 直到所有的电平都超过高端的箭头标记.,注意: 测试信号的响度应尽可能的达到测量所需的电平,RT-60: 倍频程频带测量,17,混响时间测量63 Hz 8 kHz 频带范围内的8 个倍频程频带，使用右边的滚动轴可以选择不同的显示范围，同一时间可以一次显示6个倍频程频带。,RT60: 相关因素,18,实际上, 衰减的曲线从不会是直线而且是随着空间的结构以及测量的位置而变化。 相关因素显示衰减的曲线相对于直线之间的相一致性好到什么程度。,混响时间: 需要进行RT60平均,19,闸控粉噪用来

7、进行RT60 测量 粉噪信号在从事长时间测试上每一个频带具有连续不变能量的特性 但是: 在短的时间周期, 粉噪声的信号能量是任意变化的 一个单一的RT60 测量是具有测量的不确定性的 愈短的RT60 测量时间, 具有愈大的不确定度,RT60 的平均,20,将RT60 平均会得到更为精确的结果。 RT60 测量的精确性在测量不确定度中表述。,Acoustilyzer AL1 支持自动平均功能。连同提供的测试信号一起,很容易完成平均的处理。,混响时间: RT60自动储存,21,Acoustilyzer AL1 将所有周期的个别的测量结果以及他们的平均自动储存,RT60 数据平均与分析,22,以AL

8、1测量到的数据，经由MiniLINK软件导出然后以微软Excel软件进行数据分析处理，清楚地呈现 32 个测量周期的测量结果 (第一行, 蓝色条块为平均的结果).,FFT 傅立叶频谱分析,23,声学梳状滤波效应的改善,24,在聆听位置所听到的是直接传达和反射的声音所产生铝箔效应的总合。 这种效应给予他的曲线的形状我们称之为梳状滤波器效应。,Sax recording clean Track 27,Sax with Comb filters Track 28,声学梳状滤波效应的改善,25,梳状滤波效应为窄频带效应 在1/3倍频程实时频谱分析 RTA看不出来 能以傅立叶分析频谱分析测量与观察出来

9、梳状滤波效应效应不能以均衡器来补偿 只能以材料或修改结构来降低梳状滤波效应 常常是造成声音品质不能得到满意的原因,Sax recording clean Track 27,Sax with Comb filters Track 28,傅立叶频谱分析,26,FFT傅立叶频谱分析范例 测试信号: 方波, 200Hz,Zoom 0频宽: 17.3kHz,Zoom 1频宽: 8.63kHz,Zoom 4频宽: 1.08KHz,以Acoustilyzer AL1 的变焦FFT傅立叶频谱分析功能观察的分辨率可高达 0.7 Hz,什么是极性?,27,极性测试,28,信号由麦克风或 XLR接口,延迟线延迟时间

10、测量与调整,29,问题: 什么是延迟线与电平的最佳设置?,延迟线扬声器: Haas 效应,30,Haas 效应 是一种心理声学效应,它说明: 人类听觉感官系统察觉声音来源是由最先传达到的声音来源为方向. 延迟或反射的声源如果传到耳朵听到的时间比第一个听到的声音不迟于25-35毫秒的情况下,不会被察觉是新的声源. 前面提到的同时适用于如果延迟的声音 比原先听到的声音大到10 dB ! 如果声音在延迟 35ms的情况下, 听者会察觉是一种混响.,延迟线扬声器: Haas 效应,31,实际合理的延迟线设置方法：,Check how the sound origin moves locations.T

11、rack 13 0ms Track 14 - 2ms Track 15 - 4ms Track 16 - 6ms Track 17 - 8ms Track 18 - 10ms Track 19 - 12ms Track 20 - 14ms Track 21 - 16ms Track 22 - 18ms Track 23 - 20ms To jump between center, left and right:Track 24 - 0ms Track 25 - +4ms Track 26 - - 4ms,实际合理的声压设置方法：,语言清晰度,32,语言清晰度 STI语言传递指数,RASTI快速

12、语言传递指数, STI-PA公共广播语言传递指数,什么是语言清晰度?,33,语言清晰度对于演说的内容能被听众理解的程度予以量化。 影响语言清晰度大重要参数: 混响时间(RT60) 响度 频响 背景噪声 失真,然而, 仅仅依靠这些参数仍然不足以测定语言清晰度!,为何语言清晰度重要?,34,在危急的环境下传递可靠且可理解的信息给民众, 例如像： 如何反应 逃避通知的信息 逃避的方向 语言清晰度是责任与义务的关键! 也是与金钱攸关!,实际上语言清晰度,35,Check how the Intelligibility decreases: Track 4 Speech RT60 = 0.5s Trac

13、k 5 - STI-PA 0.5s - 0.70 Track 6 - P-Noise 2/2 - 0.5s Track 7 Speech RT60 = 1.3s Track 8 - STI-PA 0.5s - 0.50 Track 9 - P-Noise 2/2 - 1.3s Track 10 Speech RT60 = 4.5s Track 11 - STI-PA 0.5s - 0.30 Track 12 - P-Noise 5/5 - 4.5S,噪声与失真,噪声与失真,主观的语言清晰度测量方法,36,来源: B&K, 室内声学测量,安排一个受过训练的演讲者读文稿, 音节与字词。 倾听者将他

14、们认为他们所听懂了解的逐一记录。,标准的方法: PB-words, CVC (Consonant Vocal Consonant) SRT (Speech Reception Threshold) CIS (Common Intelligibility Standard) 所有这些方法都非常耗时间和付出很高的成本所以都只被用来作为专业的方法的验证。,最初是由贝尔实验室在1940年所发明. 现在, 研发出一些非常先进的运算法则: SII (Speech Intelligibility Index) STI (Speech Transmission Index) SII 与 STI 考虑许多的参数

15、例如: 语音强度 背景噪声水平 心理声学效应 反射 (只有 STI考虑) 混响 (只有 STI考虑) 失真 (只有 STI考虑),0.5 STI = limit,专业的语言清晰度测量方法,37,语音模型,38,调制传递函数,39,调制传递函数,40,语言清晰度测量方法：STI,41,语言清晰度测量方法：RASTI,42,语言清晰度测量方法： STI-PA,43,语言清晰度测量方法： NTI的STI-PA,44,以CD播放器进行STI-PA测试,45,CD-播放器,ELA 主板,EQ均衡器, 限位器,功放,扬声器,STI-PA 测试光盘,通讯口,NTI TalkBox, STI-PA 信号源,46,NTI TalkBox 平坦度,47,测试覆盖范围 麦克风 室内声学 背景噪声,测试覆盖范围 噪声 限位器 失真,测试覆盖范围 扬声器 室内声学