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Di, 07. Februar 2012, 21:07
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Die Sache mit dem Messen
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"Messen" der Nachhallzeit - eine Alternative
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Autor
Thema: "Messen" der Nachhallzeit - eine Alternative (Gelesen 2214 mal)
0 Mitglieder und 1 Gast betrachten dieses Thema.
KSTR
Jr. Member
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Beiträge: 93
"Messen" der Nachhallzeit - eine Alternative
«
am:
Di, 09. Oktober 2007, 00:06 »
Ich sag an dieser Stelle auch mal Hallo an alle.
Die Einladung kam vom Chef persönlich, übrigens.
Und, ja, deshalb schreib ich's hier, mit dem Cpt. ist ein Vollprofi an Bord, also der Dienstgrad Cpt. ist sicherlich angemessen. Bzgl. Signaltheorie würd ich mich dagegen als Kombüsenjungen bezeichnen (obwohl ich das alles schon mal hätte gelernt haben müssen -- hab ich auch, aber halt nur soviel das es für die Prüfungen gereicht hat...).
Ich experimentiere grade mit einer Methode für Nachhallmessungen (oder besser, Visualierungen), die den FG des LS (+Mic+Soundkarte) ausblendet. Auf normaler FFT-Basis, aber wenn die Nachhallzeiten auch reell lang sind, ist das Unschärfe-Problem ja nicht so drastisch.
Prinzip:
- Rauschsignal Fullscale --> Aufnehmen
- dasselbe Rauschsignal nochmal, aber nach einer Weile mit einem Pegelsprung auf -20dBr
- dann zeitlicher Verlauf der Betrags der Transferfunktion vom zweiten auf das erste (Spektrogramm)
- dort sieht man dann anhand der Länge der Fahnen die Nachhallzeit
Was mir daran gefällt ist eben die Normierung auf den tatsächlichen FG im Raum. D.h. im Spektrogramm ist alles flach vor dem Sprung und wenn sich alles wieder eingependelt hat.
Mit simulierten Räumen (Nachhall, Raummoden) funktioniert es schonmal ganz prima (mit ner 8k-FFT @ 44.1kHz und massivem Overlapping), ich konnte das Ganze so einstellen dass ich die RT20 pro Frequenzband recht exakt ablesen kann. Eine erste echte Messung fiel noch nicht so überzeugend aus, das Signal/Rauschverhältnis war noch eher bescheiden (man sah das Laufgeräusch des PCs, sowie die Basspulse der unter meiner Wohnung laufenden Disse im hauseigenen Club (da stehen 15" Subs, mit rund 2kW befeuerbar).
Mit Mehrfachmessungen (auch andere Stellen des Sprungs) sollte sich aber noch einiges ausmitteln lassen...
Hier mal ein Bild mit einer simulierten (arg übertriebenen) Raummode.
Dort sieht man auch die Zeit-Unschärfe der FFT am Sprung auf -20dBr von etwa 150ms (die FFT-Länge ist 184ms).
Zieht man die Länge dieser Unschärfe (das durchnittliche grüne Stück) von der Länge des nachklingenden Stücks ab (ebenfalls der grüne Teil), erhält man recht genau die Zeit, in der auch ein Sinus der betr. Frequenz -- durch das "Raummodenfilter" gejagt (+18dB, Q=100) -- um 20dB abgenommen hat, nachdem er abgeschaltet wurde.
Grüße, Klaus
[edit asb]Threadtitel geändert
«
Letzte Änderung: Di, 09. Oktober 2007, 14:28 von asb
»
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gto
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Beiträge: 538
Hallo
«
Antworten #1 am:
Di, 09. Oktober 2007, 00:17 »
Hallo Klaus, interessantes Projekt.
Schön dich auch hier zu lesen.
Vermute ich aber richtig, das ich als Mac-User da außen vor bleibe?
Grüsse Gerd
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asb
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Beiträge: 1573
Re: Messen der Nachhallzeit - eine Alternative
«
Antworten #2 am:
Di, 09. Oktober 2007, 08:26 »
Moin Klaus,
freut mich sehr, dass du der Einladung gefolgt bist
Ich habe mir erlaubt, deinem Projekt ein eigenen Thread zu widmen. Wenn der Threadtitel nicht passt, sag Bescheid.
Ist das ein eigenständiges Programm, oder brauche ich dafür eine bestimmte Software (Cool Edit zB)?
interessierte Grüsse
Andy
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KSTR
Jr. Member
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Beiträge: 93
Re: Messen der Nachhallzeit - eine Alternative
«
Antworten #3 am:
Di, 09. Oktober 2007, 14:24 »
Hallo Andy,
Mach "Messen" mal in Gänsefüßchen, weil bisher ist's reine Spielerei... oder eben "Visualisieren"...
Zum Generieren/Abspielen/Aufnehmen/Vorverarbeiten des Testsignals braucht man eine Mehrspur-Audio-Software (wie eben z.B. CoolEdit), und für die Auswertung einen FFT-Analyser, der Spektrogramme kann (@MacUser: SpectraFoo), ich habe SpectraLab genommen (das hat auch eine -- perverse -- Dateischnittstelle, d.h. es könnte automatisch ausgewertet werden).
Wie gesagt, eine Idee / ein Experiment bisher.
Wenn sich allerdings der Cpt. noch einklinkt, stehen die Chance gut das daraus entweder was wird oder es eben rechtzeitig in die Tonne wandert...
Grüße, Klaus
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asb
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Beiträge: 1573
Re: "Messen" der Nachhallzeit - eine Alternative
«
Antworten #4 am:
Di, 09. Oktober 2007, 14:33 »
Na dann warten wir ab, was der Cpt. dazu meint.
Wenn man die ganze Geschichte dann noch in ein Programm packen kann, wärs natürlich was Feines. Aber das wird wohl ein bischen heftig.
Gespannt bin ich auf evtl folgende Vergleiche.
Grüsse Andy
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Cpt. Baseballbatboy
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Beiträge: 54
Re: "Messen" der Nachhallzeit - eine Alternative
«
Antworten #5 am:
Mi, 17. Oktober 2007, 20:27 »
Moin,
Zitat von: KSTR am Di, 09. Oktober 2007, 00:06
Prinzip:
- Rauschsignal Fullscale --> Aufnehmen
- dasselbe Rauschsignal nochmal, aber nach einer Weile mit einem Pegelsprung auf -20dBr
- dann zeitlicher Verlauf der Betrags der Transferfunktion vom zweiten auf das erste (Spektrogramm)
- dort sieht man dann anhand der Länge der Fahnen die Nachhallzeit
Brilliant.
Wichtig ist, dass man das Rauschsignal auf die FFT-Länge abstimmt, sonst gibts gewaltiges Leakage.
Mit esweep könnte das ganz einfach realisiert werden, wenn ich nicht vergessen hätte, eine Kleinigkeit zu implementieren. Aber ich glaube, amn kommt auch so weiter, ich lass mir mal bei Gelegenheit was einfallen.
Moinmoin
Cpt.
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Verrückter
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Re: "Messen" der Nachhallzeit - eine Alternative
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Antworten #6 am:
Mi, 17. Oktober 2007, 20:56 »
Hallo Cpt.
bite, bitte, hier posten, sobald da was geht.
Danke und Gruß
Stefan
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Cpt. Baseballbatboy
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Re: "Messen" der Nachhallzeit - eine Alternative
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Antworten #7 am:
Fr, 19. Oktober 2007, 21:55 »
Moin,
also entweder habe ich einen Fehler in esweep eingebaut oder ich hab ne Denkblockade.
Folgendes: ich wollte ein Rauschen erzeugen, dass sich mit der FFT-Länge gut verträgt, weil ich dann Leakage vermeide. Das Rauschen wird/sollte von esweep immer periodisch erzeugt/erzeugt werden. Ist eigentlich ne ganz einfache Angelegenheit, weil ich das Rauschen sowieso im Frequenzbereich bastele. Die Details sind nicht weiter wichtig. Jedenfalls, wenn man das Rauschen verdoppelt und dann aneinanderhängt, sollte es eigentlich sehr gleichmäßig werden. Wie bei einem Sinus.
Dem ist leider nicht so, es ist eine vernehmliche Sprungstelle zu hören. Keine Ahnung wie das passieren kann. Daran scheitert die Implementation in esweep bisher, ansonsten ist das ziemlich einfach, solange man keine aufwändige Benutzersteuerung möchte. Das läuft grob geschätzt auf 100 Zeilen hinaus, am Ende steht dann eine ASCII-Datei die man sich mit gnuplot betrachten darf.
Moinmoin
Cpt.
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Ydope
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Re: "Messen" der Nachhallzeit - eine Alternative
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Antworten #8 am:
Sa, 20. Oktober 2007, 13:07 »
Kein Plan wie das genau funktioniert mit esweep etc., aber es handelt sich nicht einfach um die Sprungstelle, die entsteht, wenn man zwei Samples aneinanderhängt und die Amplituden genau an der Schnittstelle nicht exakt gleich sind?
Gruß
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Dies ist keine Signatur
Cpt. Baseballbatboy
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Re: "Messen" der Nachhallzeit - eine Alternative
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Antworten #9 am:
Sa, 20. Oktober 2007, 20:20 »
Moin,
das war mein initialer Gedanke, aber das ist nicht das Problem.
esweep erzeugt das Rauschen im Frequenzbereich, d. h. ich baue mir ein Spektrum aus 4096 Stützstellen und kann dann Amplitude und Phase der einzelnen Frequenzen bequem unabhängig voneinander setzen. Durch eine IFFT wird das ganze dann in den Zeitbereich transformiert. Im Ergebnis besteht das Rauschen dann aus vielen einzelnen Sinustönen, die sich überlagern und dabei netterweise auch immer mit einem ganzzahligen Vielfachen einer Periode in das Zeitfenster (hier: 4096 Samples lang) passen. Deswegen wird so ein Rauschen auch gelegentlich "Periodic Pink/White/Red Noise" genannt. Durch die Periodizität müsste eine Aneinanderreihung solcher kurzen Rauschsequenzen eigentlich ein kontinuierliches Rauschen ergeben. Tut es aber nicht, da ist eindeutig eine Sprungstelle zu hören. Allerdings auch nicht zu sehen, wenn man sich das Signal mal anschaut. Deswegen könnte es auch mit der Audioausgabe zusammenhängen.
Moinmoin
Cpt.
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KSTR
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Re: "Messen" der Nachhallzeit - eine Alternative
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Antworten #10 am:
So, 21. Oktober 2007, 17:43 »
Hallo Cpt.,
Zitat von: Cpt. Baseballbatboy am Mi, 17. Oktober 2007, 20:27
Wichtig ist, dass man das Rauschsignal auf die FFT-Länge abstimmt, sonst gibts gewaltiges Leakage.
Also das Problem fande ich jetzt nicht so stark, ich habe für Simu und Tests das normale PinkNoise aus CoolEdit verwendet. Wenn die Freqenzen Bin-kompatibel sind und man kein Windowing braucht, wär's natürlich umso besser. Ich werde mal zum Testen das PeriodicNoise von Arta nehmen (wenn ich es exportiert kriege, notfalls über Loopback). Bisher ist ein Problem eher die Zeitunschärfe in den einzelnen Bins *relativ* zueinander (und das generelle FFT-Unschärfeproblem halt sowieso noch dazu), bringt mir da das synchrone Rauschen was?
Das größte Problem ist aber der schlechte Signal/Rauschabstand wenn ich tatsächlich was messe, selbst wenn ich die Pegel bis an's Limit der LS aufreisse (*angst um Hochtöner hab*) -- aber 1/100tel Energie ist halt auch ein happiger Sprung, vlt. geht es mit weniger Pegelunterschied besser, wobei dann wieder die Zeitauflösung leidet... Ich werde das evtl. demnächst bei Andy nochmal probieren, dort ist es ruhiger und er hat das bessere Equipment ;-)
Nebenbei, irgendwo habe ich neulich eine CSD-Darstellung aus dem aktuellen ARTA (ich habe ein altes) als Spektrogramm gesehen, dass praktisch identisch aussah wie meines (es schien auch normiert zu sein), bloß dass dort zeitlich alles scharf war... gefällt mir als Darstellung auch besser (weil IMHO besser lesbar und mehr Information) als der übliche Wasserfall.
Grüße, Klaus
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asb
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Re: "Messen" der Nachhallzeit - eine Alternative
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Antworten #11 am:
So, 21. Oktober 2007, 18:00 »
Hi Klaus,
100/tel sind wieviel dB?
Laut Pegelmesser sollten 100 dB bis 30 Hz drin sein. (Cutoff pink noise 30 Hz).
Bin gespannt, wie sich das in der Praxis macht.
Grüsse Andy
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KSTR
Jr. Member
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Re: "Messen" der Nachhallzeit - eine Alternative
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Antworten #12 am:
So, 21. Oktober 2007, 18:10 »
Tach Andy,
-20dB Pegel, also ein Zehntel des Bezugspegels, sind (1/10)^2 an Energie, die der LS in den Raum pumpt. Deshalb ist RT60 direkt zu messen ja so schwierig, weil -60dB sind 1/1000 an Pegel, aber (1/1000)^2, also ein Millionstel, an Energie.
Wenn wir also 100dB(SPL) schaffen, erzeugt der -20dB-Pegelsprung einen Enerigieabfall, der sich dann als Schalldruck 40dB unter Referenz, also 60dB(SPL), äussert. (Wenn ich mich jetzt da nicht vertue, der Kopf raucht grad...)
http://www.sengpielaudio.com/ProblemeMitPegelwerten.pdf
Grüße, Klaus
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Letzte Änderung: So, 21. Oktober 2007, 18:15 von KSTR
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asb
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Beiträge: 1573
Re: "Messen" der Nachhallzeit - eine Alternative
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Antworten #13 am:
So, 21. Oktober 2007, 18:21 »
Ah...ok. Danke.
Werd mir den Artikel mal zu Gemüte führen. Gut, das es Leute wie Sengpiel gibt.
Grüsse Andy
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