AL1便携式声学分析仪培训教材

AcoustilyzerAL11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MiniratorsMinilyzer AcoustilyzerDigiratorDigilyzerAL1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LEQSPL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的限制值，尤其是音乐会的组织者必须不断的监控LEQ以防止损害到听众的健康。限制值(DIN15905)持续的时间 最大允许LEQ电平8hours 93dBALEQ4hours 96dBALEQ2hours 99dBALEQ1hour 102dBALEQ8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,RTA9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混响时间的根本原理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:RT6014RT60是一个标准的测量参数测量从声音信号声压级在关闭后衰退到–60dB所需的时间

。RT60Time混响时间:T10,T20,T3015测量–60dB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–30dB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到达35dB讯噪比.AcoustilyzerAL1声学分析仪并行的测量63Hz–8kHz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到达测量所需的电平RT-60:倍频程频带测量17显示范围:

63Hz–2kHz显示范围:

125Hz–4kHz显示范围:

250Hz–8kHz混响时间测量63Hz–8kHz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。good~95%poor~65%混响时间:需要进行RT60平均19闸控粉噪用来进行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。AcoustilyzerAL1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21AcoustilyzerAL1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AL1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。

Saxrecordingclean–Track27

SaxwithCombfilters–Track28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 Saxrecordingclean–Track27 SaxwithCombfilters–Track28傅立叶频谱分析26FFT傅立叶频谱分析范例

测试信号:方波,200HzZoom0

频宽:17.3kHzZoom1

频宽:8.63kHzZoom4

频宽:1.08KHz以AcoustilyzerAL1的变焦FFT傅立叶频谱分析功能观察的分辨率可高达0.7Hz什么是极性?27低频段声学上短路冲突立体声效果差电缆相位开关极性测试28极性是否是正极性注意平衡度指标信号由麦克风或XLR接口延迟线延迟时间测量与调整29主扬声器延迟线延迟线扬声器用于改善大面积区域的声音品质和听众的语言清晰度

。问题:什么是延迟线与电平的最正确设置?延迟线扬声器:Haas效应30Haas效应是一种心理声学效应,它说明:人类听觉感官系统觉察声音来源是由最先传到达的声音来源为方向.

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,不会被觉察是新的声源.

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10dB! 如果声音在延迟>35ms的情况下,

听者会觉察是一种混响.??延迟线扬声器:Haas效应31主扬声器延迟线L1L2声压设置

L2=L1+6dB实际合理的延迟线设置方法：主扬声器延迟线t1t2延迟设置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快速语言传递指数,STI-PA公共播送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缺乏以测定语言清晰度!为何语言清晰度重要?34国际标准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.在危急的环境下传递可靠且可理解的信息给民众,例如像：如何反响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35RauschenVerzerrungenRauschenVerzerrungenAmplituden-undPhasen-verzerrungenStörschall,Hall,Verzerrungen,NahbesprechungSprecherqualitätStörschall,Hall,HörverlustRauschenVerzerrungen噪声与失真电平与相位失真噪声,回授,语音效果噪声,

回响,

人耳没有一个通信会是完美无瑕的!!!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(SpeechReceptionThreshold)CIS(CommonIntelligibilityStandard)所有这些方法都非常耗时间和付出很高的本钱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年所创造.现在,研发出一些非常先进的运算法那么:SII(SpeechIntelligibilityIndex)STI(SpeechTransmissionIndex)SII与STI考虑许多的参数例如: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)0.5STI=limit专业的语言清晰度测量方法37语音模型38测量语音可理解度需要语音信号模型

男性演讲者的平均倍频程频带频谱语音信号的包络时距图(250Hz频带)语音信号的包络频谱(250Hz频带)播送的语音信号的调制必须维持好的语言清晰度.

STI,RASTI与STI-PA基础于被调制的粉噪信号测量调制传递函数MTF(ModulationTransferFunction)。调制传递函数MTF测量量化在个别频带被调制的粉噪信号维持的程度。调制传递函数39每个包络由每倍频程14个调制频率获得平均的语音频谱分为7个倍频程频带一个语音倍频程频带的MTF调制传递函数完整的MTF测量需要14*7=98个测量，完整的测量要花费约~15分钟!因此,研发出各种不同的方法以减少测试时间。调制传递函数40STI是基于完整的MFT调制传递函数测量

(也就是14*7=98个测量),因此要花约~15分钟。STI同样能够计算出脉冲响应,但是需要许多经验尤其特别是线性与同步传递函数的设置。语言清晰度测量方法：STI41语言清晰度测量方法：RASTI42RASTI只测量两个频带的MTF调制传递函数,因此只作为一种极度简化的STI测量。此外,RASTI与STI精度相差甚多,由于它并不考虑频响,回响

或与频率有关的混响时间

等参数.但是一段长时间以来RASTI都被限制用于便携式语音清晰度测试仪应用。语言清晰度测量方法：STI-PA43STI-PA是由Bose与TNO研发出来的，它采取的是简化的步骤，但是以分析所有7个频带(将最低的两个频带合并)测定MTF调制传递函数。

如果在没有严重的脉冲背景噪声的场合以及过度的非线性失真发生，STI-PA测量结果的精度是与STI一致。在背景噪声出现的情况下的结果必须要经过后过程处理。语言清晰度测量方法：NTI的STI-PA44由于STI-PA标准留