Teremakusztikai méréstechnika

Teremakusztikai méréstechnika

Teremakusztikai méréstechnika Tantermek akusztikája Fürjes Andor Tamás

OPAKFI - 2003.11.19.

1


Tartalomjegyzék 1. A teremakusztikai mérések célja 2. Teremakusztikai paraméterek 3. Mérési módszerek 4. ISO 3382 szabvány 5. Méréstechnika a gyakorlatban 6. A teremakusztikai méréstechnika jövője

OPAKFI - 2003.11.19.

2


A teremakusztikai mérések célja - kiindulási probléma valóság...

érzett (szubjektív) minőség

OPAKFI - 2003.11.19.

mérhető (objektív) minőség

3


A teremakusztikai mérések célja specifikáció

TERVEZÉS

ÉRZET

minõsítés

OPAKFI - 2003.11.19.

optimalizálás

MODELLEZÉS

MÉRÉS MÉRÉS

ellenõrzés

4


Teremakusztikai paraméterek - a szubjektív oldal A megítélést befolyásoló „külső” tényezők: - helyiség funkciója - helyiség elrendezése (hangforrás és hallgató pozíciója) Szubjektív jelzők: - utózengés, - hangszín, - térérzet, - hangtisztaság, - beszédérthetőség, - stb.

OPAKFI - 2003.11.19.

5


Teremakusztikai paraméterek - az objektív oldal A megfigyelt összefüggéseket nagyszámú kísérlet támasztja alá. Szubjektív jelzők: - utózengés, - hangszín, - hangosság, - térérzet, - hangtisztaság, - beszédérthetőség, - stb.

Objektív (fizikai) jelenségek: - lecsengési folyamat hossza, - frekvenciafüggés, - zengő energia nagysága, - oldalirányú visszaverődések, - lecsengési folyamat jellege, - lecsengési folyamat jellege, - stb.

A kiértékelés mélységét a mérési technika lehetőségei korlátozzák...

OPAKFI - 2003.11.19.

6


Teremakusztikai paraméterek - az objektív oldal Teremakusztikai minőség = hangforrás és hallgató közötti akusztikai kapcsolat.

=

hangforrás akusztikai jele

„fekete” doboz

akusztikai jel a hallgatónál

a tér két pontja közötti kapcsolat

A tér egészének minőségét több hangforrás-hallgató pozíció között mért jellemzők átlagával és ingadozásával lehet jellemezni.

OPAKFI - 2003.11.19.

7


Mérési módszerek - alapelvek Mérnökileg: A hangteret „lineárisnak” tekintjük, ezért... ...két pontja közötti kapcsolat leírható az „impulzusválasszal”. A visszaverődések térbeli (irányok szerinti) eloszlása (felülnézet).

közvetlen hang

Budapest, Szt. István Bazilika Szegedi Dóm Budapest, Zeneakadémia Kisterem Budapest, Ganz Mill. Stúdió E

szint

A visszaverődések időbeli eloszlása, zengés

rossz kisszínház (próza)

"visszhang"

tompa kisszínház (próza) BME HIT laboratórium, technikai 0

idő 0.1

0.2

OPAKFI - 2003.11.19.

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

közvetlen hang

HiFi bolt szoba

8


Mérési módszerek - impulzusválasz mérése Ismert elvek impulzusválasz mérésére: - taps, pisztolylövés: pontatlan/ismeretlen gerjesztés (hozzávetőleges) - MLS módszer - „álvéletlen zaj”: pontos, de érzékeny a torzításokra - szinuszos sweep: pontos, a harmonikus torzítás is mérhető - tetszőleges (pl. zenei) jellel, FFT: csak rövid impulzusválaszok mérésére alkalmas Problémák: - torzítások a rendszerben - háttérzaj és hasznos mérőjel aránya: jel-zaj viszony. A jel-zaj viszonyt a mérő jel szintjének emelésével és átlagolással lehet növelni. OPAKFI - 2003.11.19.

9


Mérési módszerek - mérési eszközök Hangforrások: - hagyományos hangsugárzó: irányfüggő viselkedés - gömbszimmetrikus hangsugárzó: közel irányfüggetlen viselkedés Mikrofonok: - gömbkarakterisztikájú mikrofon: közel irányfüggetlen - irányított mikrofon: puskamikrofon, parabolamikrofon - irányfüggő mikrofonrendszer: sokcsatornás mérések - műfej: emberi fül és vállak hatásának figyelembe vétele Mérőjel forrása: - PC hangkártyával, - egyéb bejátszó eszköz: magnó, CD, stb. Eredmények feldolgozása: PC OPAKFI - 2003.11.19.

10


0.8 0.6

Mérési módszerek - kiértékelés (EDC)

0.4 0.2

Az impulzusválaszból szűrés után ún. lecsengési görbe (EDC) segítségével számítható paraméterek...

lin.

0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1

0.5

1

1.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

2

2.5

3

3.5

0 -10 -20 -30 (dB)

A lecsengési görbe 1-1 pontjával kifejezhető teremakusztikai paraméterek: - korai-késői energiaarányok (Cx, Dx) - lecsengési idő (közvetlenül számítva) (T60) - zengő energia aránya (G)

0

-40 -50 -60 -70

A lecsengési görbe 2-2 pontjával kifejezhető teremakusztikai paraméterek: - utózengési idő („extrapolált”) (T5-25, T5-35, EDT10) - energiaarány-különbség (M5-20 = C5-C20) OPAKFI - 2003.11.19.

(sec)

11


0.8 0.6

Egyetlen irányfüggetlen mikrofonnal felvett impulzusválaszból számítható paraméterek... - közép-idő (tc) - frekvenciafüggő - első visszaverődésig tartó idő (ITDG) - szélessáv - beszédérthetőség (STI, RaSTI, Alcons) - szélessáv

0.4 0.2

lin.

0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1

0

0.5

1

1.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

2

2.5

3

3.5

0 -10 -20 -30 (dB)

Mérési módszerek - kiértékelés (impulzusválasz)

-40

Több, irányfüggő mikrofonnal felvett impulzusválaszból közvetlenül számítható paraméterek... - oldalirányú energiák aránya (LEF/LFx, LFCx) - frekv. - fülekbe jutó jelek közötti eltérés (IACCE) - szélessáv

OPAKFI - 2003.11.19.

-50 -60 -70

(sec)

12


Mérési szabvány - MSZ-EN-ISO 3382 Nemzetközileg elfogadott méréstechnikai szabvány teremakusztikai mérésekhez: - mérési állapot (üres, stúdió, foglalt >80%) - hangforrás (lehetőleg gömbi) - mikrofon (gömbi) - alkalmazott szűrő (szelekció, feldolgozás pontossága) - mérési technika (rögzítő és mérő jelek) - mérési pozíciók (mikrofonok és hangforrás, falak, stb. távolsága) - mérési pontok száma (padlószint felett 1,2m, minimum 2 vagy kb. 1db/125 fő) - minimális jel-zaj viszony - paraméterek számítása

OPAKFI - 2003.11.19.

13


Méréstechnika a gyakorlatban Mérés körülményeinek biztosítása - háttérzajok csökkentése - üzemi állapotok biztosítása - tápellátás

Méréshez szükséges időtartam: - a mérés elvégzése: kb. 2...6 óra (terem mérettől függ) - kiértékelés: kb. 1...3 nap (mérések számától függ) - dokumentáció: kb. 1...2 nap (mérés céljától függ)

OPAKFI - 2003.11.19.

14


A méréstechnika jövője Fejlődési irányok: - nagyobb felbontás alkalmazása - irányfüggőség vizsgálata sokcsatornás mérésekkel - mérés és analízis összekapcsolása (inverz módszerek) - szabványosítás korszerűsítése (új technikák befogadása) - hordozhatóbb rendszerek...

OPAKFI - 2003.11.19.

15

Teremakusztikai méréstechnika

Recommend Documents