Analyseobjekt und -vorlage Schärfe (Option Akustik)
Mit diesem Analyseobjekt können Sie die Schärfe eines stationären oder zeitvarianten Schallsignals berechnen.
Die Schärfe eines Schalls ist eine Hörempfindung, die denjenigen Aspekt der Klangfarbenwahrnehmung beschreibt, der mit der Frequenzverteilung der spektralen Hüllkurve von Schallen korreliert ist. Die Schärfe ist eine psychoakustische Größe und wird mit Hilfe der Lautheitsberechnung ermittelt.
Typ der Eingangsdaten
In der Registerkarte Daten muss angegeben werden, wie die Eingangsdaten zu interpretieren sind. Eine Umrechnung zwischen Spannungswerten (Einheit V) und Schalldruckwerten (Einheit Pa) erfolgt über eine Mikrophonempfindlichkeit von 50 mV/Pa. Für weitere Details, siehe Kalibration in der Akustik.
Unterstützte Typen sind:
•Das Eingangssignal ist das Terzspektrum. Das Terzspektrum muss eine Datenreihe bzw. ein Signal mit 28 Terzpegeln für Frequenzen zwischen 25 Hz und 12500 Hz sein.
•Das Eingangssignal ist das gemessene Spannungssignal eines stationären Schalls.
•Das Eingangssignal ist das gemessene Spannungssignal eines zeitvarianten Schalls.
•Das Eingangssignal ist das gemessene Schalldrucksignal eines stationären Schalls.
•Das Eingangssignal ist das gemessene Schalldrucksignal eines zeitvarianten Schalls.
Kalibrierung
Um aus den aufgenommen Mikrophonausgangsspannungen auf die Lautstärke schließen zu können, muss die Mikrophonempfindlichkeit und die Verstärkung der gesamten Signalkette berücksichtigt werden. Dies geschieht zum Beispiel dadurch, dass mit einem Kalibrator am Mikrofon ein definierter Schalldruckpegel erzeugt wird. Mit diesem Analyseobjekt werden folgende Arbeitsweisen unterstützt:
•Wenn Sie die Kalibrierung anhand einer Kalibriermessung bestimmen möchten, wählen Sie Kalibrierung aus Datensatz beziehen und geben Sie dann diese Kalibriermessung als Kalibrierdatensatz und den Pegel des Kalibrators (Kalibrierpegel) an. Der Pegel muss für mindestens 4 Sekunden konstant bleiben, damit der Kalibrierwert ermittelt werden kann.
Wenn Sie nicht jedes Mal den Kalibrierwert berechnen lassen wollen, drücken Sie den Button Kalibrieren. Der Kalibrierwert wird dann aus dem angegebenen Datensatz und dem angegebenen Kalibrierpegel ermittelt, im Feld Kalibrierwert eingetragen und der Kalibriermodus springt auf fest (in dB) um.
•Sie kennen den für Ihr Mikrofon nötigen Kalibrierwert in dB schon. Wählen Sie Kalibrierung fest (in dB) und geben den Kalibrierwert direkt in dB an. Ein Kalibrierwert von 0 dB entspricht einer Mikrophonempfindlichkeit von 50 mV/Pa.
•Sie kennen die Mikrophonempfindlichkeit in mV/Pa aus dem Kalibrierzeugnis. Wählen Sie Kalibrierung fest (in mV/Pa) und geben die Mikrophonempfindlichkeit direkt in mV/Pa an.
Für weitere Details, siehe Kalibration in der Akustik.
Algorithmus
Für die Berechnung der Lautheit stehen drei Algorithmen zur Auswahl:
Die Verfahren nach DIN 45692 und Bismarck unterscheiden sich nur in der Gewichtungsfunktion, die bei der Berechnung der Schärfe verwendet wird. Dabei wird die spezifische Lautheit nach ISO 532-1 (bzw. DIN 45631) berechnet, gewichtet und aufsummiert. Beide Verfahren funktionieren nur für Geräuschereignisse mit vergleichbarer Lautheit, da die absolute Lautheit in der Berechnung nicht berücksichtigt wird.
Abhilfe schafft hier der Algorithmus nach Aures, bei dem die absolute Lautheit das Berechnungsergebnis beeinflusst.
Daher können die Ergebnisse der unterschiedlichen Verfahren stark voneinander abweichen.
Normierungskonstante
Die Normierungskonstante k dient zum Abgleich der berechneten Schärfe des Referenzschalls auf 1 acum. Es gilt: 0,105 ≤ k < 0,115. Für das Verfahren nach DIN 45692 kann dieser Wert angegeben werden. Für die anderen Verfahren ist dieser Wert fest vorgegeben.
Klangfeld
Das Ergebnis ist abhängig vom jeweiligen Klangfeld des Schallsignals. Es kann angegeben werden, ob das Schallsignal in einem Direktfeld (Freifeld) oder einem Diffusfeld (Raumfeld) gemessen wurde.
Zu überspringender Zeitbereich zu Beginn
Für die Berechnung der Schärfe von stationären Schallsignalen kann ein Zeitbereich zu Beginn des Eingangssignals entfernt werden. Dies ist z.B. sinnvoll, wenn das Eingangssignal eine Kalibriermessung zu Beginn enthält. Bei zeitvarianten Signalen wird dieser Wert ignoriert.
Eingehaltene Normen
Norm |
Kurzbeschreibung |
|---|---|
DIN 45692 |
Messtechnische Simulation der Hörempfindung Schärfe |
ISO 532-1:2017 |
Acoustics - Methods for calculating loudness - Part 1: Zwicker method |