Аудио и акустические измерения.

Чтобы лучше понять, что мы слышим, мы часто обращаемся к измерениям. Как однажды заметил один из авторитетных теоретиков: «Когда число переменных приближается к порядку величины, я отчаиваюсь в своем измерительном аппарате».

Лучшая акустическая измерительная аппаратура не может дублировать то, чего может достичь обученный слушатель. Если мы исследуем неизвестный сигнал со всем существующим оборудованием, мы не всегда можем определить, музыка ли это, шум, речь или тарабарщина, но громкоговоритель за 2 доллара позволяет обученному слушателю рассказать, что это такое, и если это речь, то, на каком языке она произносится.

Инструментарий используется для измерения параметров помещения до начала проектирования, расчета проектных коэффициентов, установки системы и, наконец, для работы и обслуживания системы. Единственное разделение между профессиональной работой и непрофессиональной работой в системном бизнесе - это использование и понимание основного аудио и акустического инструментария.

Следующая цитата относится к цели этой главы:

«Я часто говорю, что, когда вы можете измерить то, о чем вы говорите, и можете выразить это цифрами, то вы об этом что-то знаете; но когда вы не можете это измерить, когда вы не можете выразить это в цифрах, то ваши знания скудны и неудовлетворительны. Это может быть началом знания, но вы едва ли продвинетесь к стадии науки независимо от того, что это может быть ...»

Лорд Кельвин 1824-1907.

11.1. Акустический анализ без инструментария.

Что определяет сложность акустического пространства? Чрезмерный шум, слишком длительное время реверберации на неправильных частотах, неправильная геометрия, что приводит к фокусированным отражениям на высоком уровне, несоответствующие материалы для этой функции, такие как мрамор в конференц-залах, неуместные физические места, такие как студия звукозаписи, расположенная слишком близко к железным дорогам и аэропортам.

Это лишь некоторые из проблем, которые могут возникнуть у владельцев, архитекторов и энтузиастов-консультантов-добровольцев.

Когда акустическое пространство физически существует, то приоритет номер один заключается в том, чтобы его посещать, особенно когда оно находится в обычном использовании, и слушать его с помощью двухканального анализатора, который предоставил нам наш производитель, а именно: два уха, вращающаяся голова и правое и левое полушарие нашего мозга. Прикладывание ладоней к нашим ушам дает нам высоконаправленную антенну, которая может пройти через аномалии помещения в местах нашего расположения для более детального анализа с помощью обычного оборудования. Ношение с собой небольшого квадрата поглощающего материала, такого как Sonex, позволяет блокировать фокусированные отражения для акустической оценки.

Прогулка по большим аренам часто приводит к обнаружению локализованных источников очень высокого уровня шума из каналов кондиционирования воздуха, неадекватной изоляции машинных помещений, обходных путей из других пространств, которые могут не мешать основной аудитории, но гарантируют бушующую критику от клиентов, расположенных в этих районах.

Тщательная прогулка по церковному залу часто показывает места не только акустически изолированные, но и визуально изолированные, например, под балконами или в разных боковых областях. Тревожно видеть дизайнеров, которые совершенно не знают особенностей церковной литургии и приступают к разработке своего собственного церковного стандарта, независимо от его нецелесообразности для церкви.

Однажды, когда я вошел в церковь, органист сказал мне, что это самое мертвое место, в котором он когда-либо играл, после чего, всего через несколько минут проповедник сказал мне, что это самая реверберирующая церковь, в которой он когда-либо проповедовал. Анализ моей прогулки показал, что басовые частоты высасывались из комнаты через красиво покрытые потолочные панели в чердачное пространство, и что жесткие дубовые скамьи сильно затрудняли речь, когда отсутствовала полная аудитория. После подробного обычного анализа, упрочнения потолочных панелей и обеспечения мягких подушек на дубовых скамьях, в результате получилось вполне удовлетворительное пространство, как для органиста, так и для проповедника.

В одном случае, когда его спросили, что они могут сделать, чтобы исправить чрезвычайно трудное пространство, известный консультант ответил: «Молитесь за сильный ветер», поскольку пространство было как в стране торнадо. К счастью, во многих случаях то, что беспокоит высококвалифицированных слушателей, будет с небольшими изменениями удовлетворять конечных пользователей. Это достаточная причина того, чтобы поэтапно продолжать исправление существующих сложных пространств, чтобы обеспечить приемлемость для конечного пользователя.

Изучайте и понимайте, для чего используется пространство, слушайте его в реальном использовании, и, когда возможно, делайте это в компании одного из конечных пользователей, чтобы вы могли видеть его или ее отклик на обнаруженные аномалии, а затем подтвердите его уверенность подробными измерениями, которые ваш конечный пользователь станет лучше понимать и принимать.

11.2. Начальные параметры.

Чтобы произвести измерение, выберите начальные параметры одним из трех следующих методов:

1. Опыт работы с аналогичными устройствами.

2. Математический анализ устройства и его наиболее вероятная производительность.

3. Экспериментирование "Бери и пробуй" (Cut and try).

Разработчики компонентов часто, по справедливости, используют шаг 3. Разработчики системы этого делать не должны. Разработчикам системы необходимо указать (специфицировать) проверенные надежные компоненты. Системы по своей природе сочетания компонентов от разных производителей сложны. Повышать эту сложность с незавершенными (не тестированными) компонентами является безответственным.

11.3. Акустические тесты звуковых систем.

После завершения всех электрических испытаний звуковой системы и устранения любых электрических проблем, для проверки работы могут быть выполнены значимые акустические тесты:

1. Уровни выхода и области покрытия для отдельных преобразователей, включая акустический выход системы.

2. Фаза и полярность отдельных преобразователей.

3. Синхронизация сигнала между различными преобразователями, использующими одинаковые области покрытия, т. е. зоны перекрытия.

4. Отсутствие нежелательной побочной энергии, возвращающейся с любой отражающей поверхности.

5. Измерение отношения L_D - L_R для подтверждения % AlCONS в выбранных местах аудитории.

6. Выравнивание уровня L_D по мере необходимости.

7. Импедансы громкоговорителей, см. Рис. 11-1.

Z = |Z|ejθ, где, |Z| - магнитуда (амплитуда) импеданса, θ представляет собой угол импеданса.

Реактивное сопротивление = |Z|sinθ, Сопротивление = |Z|cosθ, Угол = arctan (Reactance /Resistance)

Частота 400 Гц. Фазовый угол -9,88°. Импеданс 8,41 Ом. Сопротивление 8,29 Ом. Реактивное сопротивление -1,44 Ом.

Взгляд на дисплей Найквиста показывает, какие частоты преимущественно являются резистивными, емкостными или индуктивными значениями импеданса.

Рисунок 11-1. Импедансы громкоговорителей.

11.3.1. Акустические тестовые сигналы.

Звуковые инженеры имеют множество различных тестовых источников:

Музыка и речь. Отлично, если слушатель высококвалифицирован - редкость.

Стационарная синусоидальная волна. Хотя, возможно, это наш самый полезный электрический сигнал, но он редко используется в акустических тестах.

Медленная синусоида (развертка). Этот источник является нашим самым полезным тестовым сигналом.

Случайный шум. Белый, розовый, USASI (или ANSI) и другие специальные формы шума полезны для амплитудных измерений, но они создают слишком большую сложность при получении фазовых измерений.

Источники импульсов. Для акустических измерений такие источники - это наихудший возможный выбор, особенно при использовании в сочетании с анализом FFT. Они обеспечивают наименее эффективное использование энергии тестового сигнала.

Отправной точкой для любой серьезной акустической измерительной системы является калиброванный измерительный микрофон. На рисунке 11-2 показано сравнение человеческого уха с качественным электретным микрофоном. Обратите внимание, что «интеллектуальный дизайн» позволил микрофону, по некоторым параметрам, превысить человеческое ухо, а по другим параметрам быть равным ему для всех практических целей. Один из авторов работал в компании, которая построила микрофон, способный к уровню LP = 220 дБ (для измерения волны давления от взрыва водородной бомбы, вызывающего всплеск, значительно превышающий атмосферное давление).

* Маленький электрет

Рисунок 11-2. Сравнение уха и микрофона. (Предоставлено д-ром Мид Киллион.)

11.3.2. Где размещать микрофон.

Этот частый запрос имеет простой ответ: там, где ваши уши говорят вам, что есть проблема, или там, где вам нужно посмотреть на диаграмму излучения для настройки. Например, точка, в равной степени удаленная от двух громкоговорителей, где вы хотите «выровнять сигнал» для их минимальных полярных откликов, см. Рис. 11-3A и 11-3B. Другой пример - область, в которой ваши уши говорят вам, что без явной видимой причины страдает разборчивость, а измерение огибающей кривой времени, ETC, показывает неожиданное сосредоточенное отражение, наносящее в этой области ущерб прямому уровню звука.

A. Горизонтальный полярный отклик двух громкоговорителей, один из которых размещен поверх другого и в физическом выравнивании.

B. Горизонтальный полярный отклик двух громкоговорителей, один из которых размещен поверх другого и не имеет физического выравнивания на 3 дюйма.

Рисунок 11-3. Влияние неправильного выравнивания на выходе громкоговорителя.

11.3.3. Анализаторы измерений.

Авторы предпочитают систему анализа Ричарда Хейзера, как показано в документе TEF. Это не должно умалять другие устройства, но является результатом превосходных параметров сигнала и шума, столь важных для полевых измерений. Интегральное преобразование Хейзера уникально, рис. 11-4. Хотя оно еще не реализовало весь свой потенциал в реальных инструментах, но его воплощение стало доступно в настоящее время, и радикально изменило то, как мы измеряем. Действительно, функция частотной модуляции, идентифицированная Хейзером, нашла воплощение в области анализа модуляции HP, рис.11-5A, 11-5B и 11-5C.

f (y, x) - гиперповерхность, определенная в параметрах y и выраженная по всем x.

Рисунок 11-4. Интегральное преобразование Хейзера.

A. Измерения TEF.

B. Когда частотная характеристика системы инвариантной по времени измеряется как функция времени, реакция времени задержки (времени) преобразуется в функцию (частотной) модуляции.

C. Тот же сигнал может быть представлен во временной области на осциллографе (внизу) и в частотной области на анализаторе спектра (слева). Анализатор Hewlett-Packard 5371A с частотным и временным интервалом показывает частоту сигнала во времени, открывая то, что HP называет доменом модуляции. Анализатор упрощает такие измерения, как временный джиттер, дрейф частоты и модуляция сигналов связи.

Рисунок 11-5. TEF обработка сигналов.

11.4. Изучение розеток переменного тока.

Перед подключением какого-либо ценного оборудования к розетке переменного тока, ее следует проверять на непредвиденный постоянный ток (в одном случае в приемной комнате мотеля была подключена схема светового затемнения), на правильное напряжение переменного тока, и на правильность частоты. Следует проверить импедансы "горячего", "нейтрального" и заземления, а также правильность проводки в трехпроводных гнездах. Должны проверяться GFCI (прерыватели цепи замыкания на землю) и AFCI (прерыватели цепи дуги), и проверяться надлежащим образом.

Когда при таком тестировании появляются аномалии, то должно быть проведено тщательное изучение системы проводки, как по соображениям безопасности, так и для контроля электрических шумов в вашей системе.

Я могу вспомнить один случай, когда мой ученик, здравый подрядчик, вызывал инспекцию по проводке своего нового здания. Когда прибыл инспектор, ему дали чек за свою работу и попросили выйти за дверь. Студент спросил: «Вы будете что-то проверять?» Инспектор пристально посмотрел на чек и сказал: «По-моему все хорошо».

11.4.1. Сначала посмотри и послушай.

По прибытии на место измерения сначала посмотрите и послушайте. Мы должны визуально осмотреть место, а затем послушать, без звуковой системы. Потратьте время на то, чтобы пройтись по аудитории и послушать живой разговор, из того места, где будет находиться исполнитель. Прослушайте шумовую маскировку говорящего - эхо, сфокусированные отражения и странные выпадения уровней, т. е. отмены. Складывание ладоней около ушей допускает некоторую направленную дискриминацию в отношении отражений. Это упражнение помогает быстро определить, есть ли в комнате или в системе, или в обеих то, что нуждается в исправлении. Многие звуковые системы с трудом существуют в помещениях, где голос слышен ясно, без помощи.

Первый взгляд и прослушивание позволяют идентифицировать логические точки измерения. Как только выбранная точка выбрана, создайте глобальную кривую огибающей времени, ETC. Временная база требует как минимум удвоенный максимальный размер комнаты, или дольше, чем оценка «на слух» RT₆₀ комнаты. Используемый источник должен быть одним громкоговорителем из массива с микрофоном на своем пути. Если вы проверяете помещение перед установкой звука, используйте тестовый громкоговоритель, подходящий для такого пространства, или если это невозможно, используйте, как минимум, что то с известным коэффициентом Q. По возможности, смонтируйте громкоговоритель с помощью переносной лебедки в логическом месте для предлагаемой системы.

Глобальный взгляд на временную область гарантирует, что поздняя прибывающая энергия не упускается из виду и в то же время позволяет оценить более короткие временные масштабы, которые будут использоваться для получения более подробной информации. Правило, которое следует помнить, состоит в том, что вы можете усекать долгое время до более короткого времени, но не наоборот. С первого глобального измерения мы посмотрели на спираль Хейзера. Посмотрите на рис. 11-6А, перед ETC на рис. 11-6Б. Посмотрите на рисунок 11-6C для усеченного ETC, более короткого интервала, который показал несинхронизированный пакетный громкоговоритель, который был с не минимальной фазой. Посмотрите на рисунок 11-6D для Найквиста, где кривая окружает начало.

Эти первоначальные измерения выявили несколько предметов, требующих коррекции за минимальный промежуток времени.

A. Спираль Хейзера комнаты во временной области.

B. Кривая времени «огибающей» (ETC). Обратите внимание, что курсоры (отсчет выше графика) решаются для RT₆₀,% ALCONS и непосредственно для отраженных уровней.

C. ETC с более коротким интервалом времени, чем спираль Хейзера, показывающая несинхронизированный громкоговоритель.

D. Дисплей Найквиста, показывающий не минимальное фазовое окружение происхождения.

Рисунок 11-6. Разнообразие дисплеев TEF.

Рисунок 11-7. Отображения временных областей.

Рисунок 11-7. (продолжение) Отображение временной области.

11.5.2. Спираль Хейзера.

Замечательные идеи Ричарда Хейзера, так часто копируемые, так редко подтверждающие, что получение сигнала в частотной области с помощью развернутой синусоидальной волны (chirp, чирк), отслеживаемой следящим фильтром смещения по времени, дает превосходное значение SNR как в частотной области, так и в обратном преобразовании Фурье во временной области.

Простейшей визуализацией этих процессов является отображение спирали Хейзера. На рисунке 11-8A показана частотная область Heyser Spiral, состоящая из комплексного сигнала на оси частот, реальной и мнимой частей, затененных на соответствующих плоскостях, и кривой Найквиста комплексного сигнала.

Обратное преобразование Фурье, как вещественной части, так и мнимой части в частотной области дает импульсную характеристику (вещественную) во временной области, рис. 11-8B.

Преобразование Гильберта импульсной характеристики (вещественной) дает отклик дублета (мнимый), рис. 11-8C. Эти реальные и мнимые части дают кривую огибающей времени.

11.5.3. Магнитудный (амплитудный) и фазовый отклик.

До Хейзера, реальные данные от производителей обычно были откликами уровня от частоты, и редко фазовыми откликами. Амплитудный отклик для многих является наиболее знакомым. Он имеет ограниченное значение без сопровождающего фазового отклика. Фазовый отклик требует «тонкой настройки» с помощью микросекундных регулировок, доступных в современных анализаторах. Регулировка используется для приведения фазового отклика в 0° везде, где амплитудный отклик однородный. Как только это сделано, если устройство является с минимальной фазой, то пики и провалы на фазовом отклике будут противоположны «наклонам» на амплитудном отклике.

Почему все внимание уделяется минимально фазовому отклику? Это связано с тем, что вы не можете применять обычное обратное выравнивание к амплитудному отклику, если эта часть амплитудного отклика не является минимально фазовой. Неминимальная фаза обычно подразумевает значительную задержку сигнала.

Амплитудный отклик имеет вертикальную шкалу децибел и горизонтальную частотную шкалу. Фаза имеет вертикальную шкалу в градусах (плюс или минус), и горизонтальную частотную шкалу. Во всех измерениях важно знать, каково частотное разрешение. Слишком широкое разрешение дает оптимистичное сглаживание, тогда как слишком узкое разрешение, во многих случаях, является нежелательной отраженной информацией.

Измерение фазы вместо амплитуды обеспечивает большую чувствительность и разрешение. Например, при поиске резонансных частот (при резонансе фаза проходит через нуль) фазовый отклик обычно будет в 10 раз более чувствительным, чем отклик амплитуды. Проблемы акустической задержки выпрыгивают по фазе и могут быть затруднением, в лучшем случае, для амплитудного отклика. Сопряжение величины и фазы, рис. 11-9 (две верхние кривые), позволяет обнаруживать неминимальные фазовые частоты - точки фазового перегиба не пересекающиеся с центрами амплитудных наклонов. Кроме того, сглаженный фазовый отклик в выбранном диапазоне показывает, что коррекция величины была выполнена правильно, рис. 11-9 (нижние две кривые).

Неминимальная фазовая система - это та, которая имеет избыточную задержку сигнала по сравнению с фазовой задержкой. Поскольку все большее число звуковых устройств имеют в своем составе, как преднамеренно, так и случайно, всепроходные (all-pass) компоненты, то фазовые измерения приобретают все большее значение.

11.5.4. Три параметра измерений.

В сегодняшнем арсенале анализа представлены три параметра, в которых разрешение двух параметров «размазано», чтобы обеспечить концептуальное представление о том, что происходит. Мы можем пойти на компромисс с разрешением по частоте с более высоким временным разрешением, или мы можем поставить под угрозу временное разрешение для более высокого разрешения по амплитуде. Типичный выбор, потому что у нас есть как ETC, так и EFC, кривой энергии частоты для подробных индивидуальных представлений заключается в том, чтобы смазывать как частотные, так и временные разрешения для компромиссного представления о том, что некоторые затухающие частотные области делают со временем. Типичными параметрами отображения являются частота по горизонтальной шкале, амплитуда по вертикальной шкале и время по диагональной шкале, рис. 11-10.

Хотя всегда остается верным, что обратная полоса частот определяет временное разрешение, а обратное временному окну определяет частотное разрешение, можно «размазывать» каждый параметр, чтобы получить представление о частотном и временном поведении системы, особенно когда некоторые частоты более длительны в затухании (спаде), чем другие частоты.

где, Δf - частотное разрешение, ΔT - временное разрешение.

A. Спираль Хейзера в частотной области.

B. Преобразование Фурье из частотной области во временную область вещественной и мнимой частей, в частотной области дает импульсную характеристику.

C. Спираль Хейзера во временной области.

Рис. 11-8. С помощью преобразования Гильберта функции времени (свертка с 1/πТ) дает «мнимую» (дублет) в домене времени.

Рисунок 11-9. Выравненные и не выравненные передаточные функции.

Рисунок 11-10. Три параметра измерений.

11.5.5. Диаграмма Найквиста.

График Найквиста обеспечивает одновременно действительную часть, мнимую часть, амплитуду, фазу, частоту и идентификацию минимальной и неминимальной фазы. Он легок для одного из самых полезных измерений частотной области как электрически, так и акустически. Современные анализаторы обеспечивают считывание курсора из всего графика в дополнение к определению неминимальных фазовых частот, когда они окружают начальную точку. Ось нуля - это действительная составляющая, ось 90° - мнимая компонента, а длина от начала до любой выбранной частоты на графике - это амплитудная компонента. Любой диапазон частот, для которого график Найквиста полностью окружает начало координат, представляет собой диапазон неминимального фазового поведения. Угол между осью нуля и курсором, установленным на данной частоте, представляет собой фазовый угол, рис. 11-11A и 11-11B.

A. Минимальный фазовый график Найквиста.

Примечание. Неминимальный фазовый угол для курсора (темная линия) составляет -346,27°.

B. Неминимальный фазовый график Найквиста.

Рисунок 11-11. Минимальные и не минимальные графики Найквиста.

Графики комплексного импеданса Найквиста.

Многие из обсуждаемых здесь вопросов появились в статье «Аудио журнал», написанной Ричардом Хейзером в июне 1984 года.

Электрический импеданс громкоговорителя является мерой количества, с помощью которого он препятствует прохождению тока. Импеданс измеряется путем определения напряжения, необходимого для прохождения фиксированного количества тока. Существует резистивный компонент и реактивный компонент для полного сопротивления - импеданса. Громкоговоритель может временно сохранять часть той энергии, которую он получает от усилителя, а также рассеивать энергию в виде тепла и звука. Часть, которая представляет диссипацию, является сопротивлением, часть, которая представляет собой хранилище, является реактивным сопротивлением. Единицей измерения является Ом. Ток в 1,0 ампер производит падение напряжения в 1.0 вольт на импедансе 1.0 Ом. Если бы громкоговоритель был чистым сопротивлением нагрузки, то энергия могла бы поступать только от усилителя к динамику, где она могла бы быть преобразована в тепло и звук, но громкоговоритель не является чистым резистором. Громкоговорители сохраняют энергию и отправляют ее обратно на усилитель, поскольку усилитель пытается поддерживать управление вольтами сигнала.

Предпочтительным режимом построения импеданса Хейзером был график Найквиста. График Найквиста всегда закручивается по часовой стрелке, когда он прогрессирует вверх по частоте. График выглядит как, и есть, круги на кругах. Форма круга является фундаментальным выражением обмена энергией. В качестве электромеханического устройства громкоговоритель будет иметь несколько режимов (мод?) импедансного резонанса. Запечатанный низкочастотный драйвер будет иметь один басовый резонансный круг, в то время как большинство вентилируемых низкочастотных блоков имеют два. Эпицикл на низкочастотном участке герметичной системы часто указывает на плохо закрытую оболочку с утечкой.

«Иногда отдельные драйверы в системе будут разговаривать друг с другом. Акустическая связь между драйверами всегда неизбежна, но если неправильная конструкция кроссовера позволяет двум или более драйверам проводить одновременные разговоры в одном и том же частотном диапазоне, то каждый драйвер будет слышать другой разговор и показывать его как изменение импеданса. Маленькие дополнительные петли, которые выглядят как косички, добавленные к кривой, являются контрольными подсказками для этого разговора динамиков».

Поскольку современные громкоговорители предназначены для создания звукового давления, основанного на постоянном напряжении, подаваемом на клеммы громкоговорителей, было бы целесообразно измерить величину тока, который набирается при этом номинальном напряжении. Это просто инверсия импеданса. В то время как импеданс является мерой падения напряжения, создаваемого фиксированным количеством тока, то адмитанс (проводимость) является мерой тока, приложенного, когда фиксированное напряжение применяется в простом случае громкоговорителя, адмитанс это инверсия импеданса. Хейзер предпочитал измерения адмитанса (проводимости), которая также имеет две части, которые связаны с диссипацией и хранением энергии.

«Часть, связанная с диссипацией, называется проводимостью, а часть, связанная с хранением, называется восприимчивостью (чувствительностью). Единицы измерения для этих частей являются обратными единицам измерения импеданса и выражаются в Сименсах».

Хейзер любил указывать, что громкоговорители, как известно, по своим электромеханическим свойствам являются нелинейными. Импеданс (и адмитанс) - это функция не только мгновенного уровня привода, но и ближайшая предыстория сигнала, которая была применена к динамику. Они немарковские по своим свойствам обработки сигнала. Очевидно, что одним из наиболее значимых измерений, которые можно задать в спецификации громкоговорителей, является тщательно продуманный график Найквиста его импеданса.

11.5.6. Графики времени полярной огибающей (PET).

График времени полярной огибающей позволяет использовать любую данную точку измерения, мгновенные значения:

1. Направление, из которого пришло отражение.

2. Время прохождения и расстояние.

3. Уровень.

11.5.7. История измерений полярного времени.

Во время Второй мировой войны д-р Сидни Бертрам разработал систему Sonar для подводных лодок, названных ее пользователями как «Hells Bells». Она состояла из вращающегося гидрофона, подключенного к дисплею осциллографа через банк полосовых фильтров и связанной с ним электроники, которая отображала направление, предназначенное для прицеливания как угол на экране осциллографа, и диапазон для цели в качестве звука с переменной частотой. Близкий диапазон - низкие колоколообразные тона, дальний диапазон - более высокие колоколообразные тона. Эта система использовалась для прохождения пяти подводных лодок США через плотное минное поле в Японском море, где они выполняли миссию по перехвату грузов с азиатского континента.

Сегодняшняя система использует входной сигнал из шести измерений направленного микрофона: вперед, вправо, сзади, влево и вверх и вниз. Фаррел Беккер разработал PET для совместного использования с анализом TEF. Именно после того, как Фаррел запрограммировал программное обеспечение, отчет идет от +30 лет после Второй мировой войны, который мы читаем в журнале IEEE, дал признание работе Бертрама.

Измерение ПЭТ, несомненно, является одним из самых используемых измерений, когда-либо созданных для картографирования отражений в архитектурных пространствах. Использование калиброванного курсора дает точное расстояние, время и «bearing». Один звуковой дизайнер с глубоким опытом в сложных акустических средах, Deward Timothy of Poll Sound в Солт-Лейк-Сити, использует измерения в ориентации массивов для минимизации вредных отражений.

Каждое измеряемое направление производит индивидуальное измерение ETC. Они объединяются для производства PET. Образцы каждого типа дисплея показаны на рис. 11-12A - 11-12F. Чтобы прочитать измерение PET, определите по окружности параметры для этого графика, то есть вверх, вниз и т. д., или вперед, назад, влево, вправо и т. д.

Курсор может быть помещен на любую точку на экране, а его длина - это расстояние, его угол - это bearing, а его амплитуда считывается на распечатке курсора. LD приходит первым, и его источник является самым коротким расстоянием.

Рис. 11-12A и 11-12B, с надписью «Flutter», имеют сильный эхо-сигнал от левого-правого флаттера. Обычный ETC является одним из четырех, используемых для создания графика полярного времени, в данном случае левого ETC (микрофон, обращенный влево).

A. Флаттер.

B. Флаттер.

C. Акустика комнаты спереди.

D. Акустика комнаты спереди.

E. Акустика комнаты спереди.

F. Обычный ETC.

Рисунок 11-12. Измерения PET.

Рисунок 11-12C, «Room Acoustics-Front» - из мастерской Intelligibility. Есть три графика полярного времени. Тот, который имеет значения пола, первые две текстовые строки ниже графика, установленный в 20,0 дБ, находится в горизонтальной плоскости и показывает только самые сильные отражения. Скопление отражений в прямом направлении, прямо над началом, происходит от задней стенки оркестровой оболочки.

Рис. 11-12D и 11-12E имеют пол в 24,0 дБ и показывают больше отражений. Один находится в горизонтальной плоскости, а другой находится в медианной плоскости. Отражения от оркестровой раковины и задней стенки зрительного зала четко видны на обоих участках.

На рис. 11-12F показан обычный ETC, всенаправленный и из того же места, что и полярные графики.

11.6. Анализ места и кривые критического уровня шума.

Важным тестом, который должен быть сделан на площадке до создания чего-либо, является съемка шума. Это может занять от нескольких минут до 24 часов. Съемка состоит из измерений уровня шума, NLA, взвешенных в соответствии с существующими фактами и ожидаемым использованием здания. На рис. 11-13А показано множество данных, которые могут быть собраны на примере NLA в течение одной минуты.

Полученные измерения должны быть связаны с установленными критерями шума, необходимыми для оценки необходимой шумоизоляции, которую должна обеспечивать структура, рис. 11-13B, то есть разница между уровнями NLA и желаемыми критериями.

Как только здание будет закончено, NC измеряется на соответствие выбранным критериям проектирования, рис. 11-13C. Для значений SNR для расчета %ALCONS наиболее часто используется октавная полоса 2 кГц. Очень полезная оценка отклика слушателя показана на рисунке 11-13D, где рассматриваются и записываются в таблицу многие переменные, которые помогают формировать отклики человека.

Наиболее часто встречающееся нарушение - слишком шумная система HVAC (вентиляции и кондиционирования). Часто балансировка HVAC может обеспечить разницу между «провалом, fail» и «проходом, pass». Поскольку разборчивость речи напрямую зависит от ошибки SNR, который указывает правильные критерии шума, а дальнейшая неспособность измерить ошибку может привести к фатальной установке звуковой системы.

Кривые NC изображаются в полосах 1/1 октавы. Они позволяют, с первого взгляда, сравнить акустический отклик у слушателя от звуковой системы со значением NC для оценки отношения сигнал-шум. Критерии NC существуют для большинства распространенных приложений.

11.6.1. Анализ полосы пропускания с постоянным процентом.

Анализаторы с полосой пропускания с постоянным процентом имеют широкое использование. 1/3 октавные фильтры имеют 23% центральной частоты, 1/6 октавные фильтры - 11,5% центральной частоты, 1/12 октавные фильтры - 5,76% центральной частоты. Такие фильтры позволяют делать существенный анализ "в реальном времени" нестационарных сигналов. (См. Раздел 11.9. Fractional Bandwidth Filter Analyzers.) Один из авторов сыграл важную роль в том, чтобы первые анализаторы с 1/3 октавными фильтрами вышли на рынок в 1968 году. Термин «треть октавы» часто используется как 1/3 октавы, но является неправильным, поскольку он описывает фильтр для каждой третьей октавы. См. Рисунок 11-14A для 1/6 октавного отображения и на рисунке 11-14B для 1/12 октавного дисплея RTA.

11.7. Неправильное использование анализа в реальном времени.

Фильтры с постоянной процентной полосой пропускания имеют абсолютную ширину, которая увеличивается пропорционально центральной частоте фильтра. При проведении спектрального анализа с помощью приборов, основанных на таких фильтрах, необходимо использовать источник случайного шума, спектр которого имеет постоянную энергию на октаву, то есть розовый шум, в отличие от источника шума, который имеет постоянную энергию на единицу ширины полосы, то есть белый шум.

Система, имеющая однородный или плоский отклик на единицу (единичную) ширины полосы пропускания, который возбуждается с розовым шумом, приведет к плоскому дисплею на анализаторе с постоянной процентной полосой пропускания. Такая система, возбуждаемая белым шумом, создавала бы отклик, который поднимался бы на 3 дБ/октаву на анализаторе с постоянной процентной полосой пропускания. Поэтому, когда анализы с постоянной процентной полосой пропускания используются для изучения спектров программного материала, когда требуется определить отклик, отображаемый на единичной полосе пропускания, необходимо, чтобы предшественник такого анализатора был фильтром, который имеет отклик, который падает со скоростью 3 дБ/октаву. Любая оценка материала программы без такого устройства недействительна.

По мнению авторов, эта некорректированная ошибка объясняет, почему многие профессиональные инженеры микширования по-прежнему используют счетчики и индикаторы, вместо более полезного анализатора реального времени. Обученные уши не соглашались с нескорректированным визуальным отображением. Люди, которые отвечали за контроль шума, сделали свои критерии NC с постоянной процентной полосой, основываясь, таким образом, на оценке относительных результатов. Инженеры записи, домашние любители hi-fi и другие исследователи не осознавали эту необходимость и, следовательно, не могли ее компенсировать.

A. Образец NLA.

B. Диапазоны целей внутреннего проектирования для управления звуком системы кондиционирования воздуха.

Рисунок 11-13. Критерии шума NC.

C. NC в резиденции.

D. Раздражение звуковыми уровнями соседей.

Рисунок 11-13. (продолжение) Критерии шума.

A. 1/6 октавный дисплей RTA.

B. 1/12 октавный дисплей RTA.

Рисунок 11-14. Дисплеи RTA.

11.8. Оценка отклика слушателя.

Измерения, которые хорошо коррелируют с откликом слушателя, - это измерения с частотны