Einführung in die Messung von SCHALLLEISTUNG basierend auf der Meßtechnik mit

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1 Einführung in die Messung von SCHALLLEISTUNG basierend auf der Meßtechnik mit Equalizer Technologie. Referent: Alex Schloesser Director of Pro Audio at Real Sound Lab

2 Was ist Schallleistung? Schallleistung versus SPL Sound Pressure Level (Schallleistung = Acoustic Power ) Schallleistung ist per Definition die gesamte akustische Energie, die eine Schallquelle an ihre Umgebung abgibt (im Raum oder Freien) SPL definiert die Veränderung des lokalen Schalldruck, gemessen an einem einzelnen Punkt im Raum. Diese Veränderung des Schalldruck kann durch eine oder mehrere Schallquellen verursacht werden.

3 SPL: Lp = 10 log10 (Prms²/Pref²) = 20log10(Prms/Pref) db Pref = 20 Mikropascal Luftdruck Schallleistung ( Acoustic Power ) vs. SPL Schallleistung oder auch Acoustic Power repräsentiert und definiert die akustische Energie, die ein Lautsprecher an den Raum abgibt, in dem er wirkt. Dies kann nicht an einem Punkt sondern nur über eine Fläche gemessen werden (Fläche Integral).

4 Warum Schallleistung? Was passiert bei SPL Messungen? Punktmessungen von Schalldruck am einzelnen Punkt im Raum Warum Schallleistung nur relativ messen? Uns interessiert der Nutzanteil des Schalls produziert durch den Lautsprecher Wie hören wir, nehmen wir Schall war? Das menschliche Hörsystem nimmt Schall auch mehr energetisch als frequenztechnisch war (Haas und andere). APFR liegt uns näher

5 Begriffsdefinitionen: CONEQ steht für CONvolution EQualizer (English Convolution gleich Faltung, also eine FFT Transformation von Zeit in Frequenzebene) APFR (Acoustic Power Frequency Response) ist der gemessene Frequenzgang der Schallleistung Realization Tool ist ein Gerät oder eine Software zur Einbindung der Korrekturkurve im Signalpfad des Audio Signals.

6 Was ist CONEQ? Definition: CONEQ steht für CONvolution EQualiser, einer Equalisierungs Technik für Lautsprecher, die auf der Messung der Schallleistung und des Schallleistungs Frequenzganges (APFR) beruht APFR Messungen ermöglichen eine Computer generierte und sehr detaillierte Frequenzgang Korrektur von Lautsprechern und deren Komponenten Die Messung ist Raum unabhängig und kann damit sowohl im Raum als auch im Freien verwendet werden

7 Wie wird Schallleistung gemessen? Die Messung der Schallleistung erfolgt durch die Auswertung einer erheblichen Anzahl von Meßpunkten, die im Abstrahlwinkel des Lautsprechers gemessen wurden Die Anzahl der Meßpunkte muß repräsentativ für den Abstrahlwinkel des Lautsprechers sein. Die Verteilung der Punkte muß gleichmäßig erfolgen CONEQ berechnet die APFR des gemessenen Systems unter Berücksichtigung aller Meßpunkte. Es wird ein mathematisches Integral über die Gesamtheit aller Meßpunkte ermittelt. Dies ergibt dann die Schallleistung oder Acoustic Power

8 Was tun wir: Wir messen die Schallleistung (Acoustic Power) durch Sammeln und Auswerten einer erheblichen Menge von Meßpunkten im Abstrahlwinkel des Lautsprechers Wir bilden (berechnen) ein mathematisches Integral über alle gemessenen Punkte durch die Auswertung des Frequenzganges an jedem einzelnen Meßpunkt. Wie sieht die Messung aus?

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11 Wie wird die Aufgabe gelöst? CONEQ zeichnet während des Meßvorganges ein hochauflösendes Audio File (48 khz / 24 Bit) des Signals des Meßmikrophones im WAVE Format auf. Sobald die Messung fertiggestellt und beendet ist, wertet CONEQ den Frequenzgang jedes einzelnen Meßpunktes aus und bildet die APFR. Alle Meßpunkte werden in die Berechnung der ACOUSTIC POWER FEQUENCY RESPONSE des gemessenen Lautsprechers aufgenommen.

12 Vor der Messung: Benötigtes Equipment und Vorbereitung Es werden die gleichen Geräte wie bei jeder anderen, PC basierten Meßtechnik benötigt (z.b. RTA Spektrum Analyzer), Microsoft.Net Framework 2.0 wird benötigt. Der PC / MAC sollte mit einem guten, Omni direktionalen Meßmikrophon und einem guten Audio Interface oder entsprechenden Soundkarte ausgestattet sein (weakest link).

13 Während der Messung: Die eigentliche MESSUNG einige wichtige Punkte, die man unbedingt beachten sollte: Die Messung erfolgt über den gesamten Abstrahlwinkel des zu messenden Lautsprechers Das Mikrophon wird während der Messung gleichmäßig über eine imaginäre konzentrische (perpendiculare) Fläche im Abstrahlwinkel des LS geführt. Es werden auch Meßpunkte in der Nähe der ersten Reflektierenden Oberfläche aufgezeichnet (Phantom Quellen und Reflektionen)

14 Daumenregeln: Das Meßmikrophon auch nahe an die erste reflektierende Oberfläche zu führen (es sollen auch die Phantom Quellen erfasst werden) Die empfohlene Anzahl an Meßpunkten sollte zwischen 100 und 300 liegen, das bedeutet, die Messung dauert zwischen 35 und 95 Sekunden Der empfohlene Meßabstand vom LS entspricht mindestens der Größe (Höhe) des Lautsprechers und in etwa dem Abstand zur ersten reflektierenden Oberfläche

15 Gemessene Acoustic Power Frequency Response APFR

16 Berechnete (Resultierende) Equalizer Filter Korrekturkurve

17 APFR Resultat nach der Korrektur (hier berechnet)

18 CONEQ WORKSHOP Software: CONEQ Funktionalität und Algorithmus Composite correction aus beliebig vielen Meßkurven Compensation curves für Mikrophon und Audio Interface / Sound Card sind möglich zusätzlicher Target Equalizer steht zur Verfügung (Raumentzerrung, X-Curve) MPF und LPF FIR Filter Files werden generiert. Unbegrenzte Anzahl an Messungen und Filter

19 Realization: Software Equalizer CONEQ P2 (VST, RTAS Plug-in, 2 Kanal mit 1024 Taps Filter Auflösung) CONEQ P2 Pro (VST, RTAS, 2 Kanal mit 4096 Taps Filter Auflösung) CONEQ P8 (VST, RTAS Plug-in, 8 Kanal mit 1024 Taps Filter Auflösung) CONEQ P8 Pro (VST, RTAS, 8 Kanal mit 4096 Taps Filter Resolution)

20 Meßresultate in der Hardware Einladen der Filter Files in die APEQ Hardware Der PC erkennt den APEQ als ein USB Device Es ist möglich über Windows Explorer mit Drag und Drop, Files in den APEQ zu laden Für mehr Funktionalität empfiehlt es sich, die CONEQ C1 Kommunikationssoftware zu benutzen. Die Einbindung der Korrekturkurven erfolgt auf Digitaler Ebene mit wahlweise analogen oder digitalen Anschlüssen.

21 Meßresultate in der Software Einladen der Filter Files in die PLUG IN Software Es gelten die üblichen File Management Prozeduren Es gibt keine unterschiedlichen Filter Files für Hardware und Software Equalizer aus der CONEQ Produktreihe (Ein FIR Filter für alle Tools) Es ist möglich eines der 16 PLUG IN s in Ihrer Produktionsumgebung zu benutzen (VST oder RTAS auf PC oder MAC und in low res oder high res). Low res = 1024 Tap FIR Filter High res = 4096 Tap FIR Filter

22 CONEQ Anwendungsbeispiele Tonstudios, Projekt Studios, Pre Production Ü-Wagen, Schnittstudios, Tonregien Kinozentren, Multiplex Kinos Theater, Konzert- und Konferenzräume, Kirchen und auch Bars, Clubs und Diskotheken grosse P.A. (Public Address) Systeme (Sporthallen, Einkaufszentren (Malls), Bahnhöfe, Flughäfen) Rock and Roll Touring Systeme und Live Sound Systeme

23 Vielen dank für Ihre Aufmerksamkeit! Haben Sie Fragen zur Theorie und Technik?