Timdec-funderingar

[Vee-Eight]

Sitter lika optimistiskt vilse som en japan på Sergels dass... Jag pillar för stunden med Svantes Timdec, och får ingen rätsida. Jag har lite problem, som novis i mätträsket vad de olika parametrarna står för och vad man kan läsa ur de olika fönstrena. Kan du, Svante, förklara lite ingående vad som menas?

[Vee-Eight]

verkar också att de lägre registren har dålig upplösning... Vad beror detta på?

[Svante]

Ojdå, ja OK.

I huvudfönstret ställer man in hur FFTn ska göras. Timdec tar ju insignalen, delar upp den i fönster och gör en FFT på varje fönster. Resultaten från alla de FFTerna visas i gråskala (spektrogram) till höger. Det gråa partiet i mitten är brusskuren som TimDec skickat ut. I de nedre tre rutorna ställer man in hur länge det ska vara tyst före bruset, hur lång brusskuren ska var hur länge det ska vara tyst efteråt. Vi ser att det gråa "smetas ut" litegrann åt höger efter det att bruset stängts av. Detta är efterklangen som vi är intresserade av.



Nu är det ganska svårt att se efterklangsförloppet i detalj i spektrogrammet. Därför kan man titta på ett "snitt" av spektrogrammet, dvs välja ut en frekvens. Klicka på spektrogrammet och titta i decay-fönstret.



Här ser man hur ljudet "klingar av" efter 2 s. Nertill ser man att jag valt frekvensen 1549.9Hz (lite många värdesiffror...), att efterklangstiden för mitt manuellt valda gröna streck motsvarar 0.32 s. I ovankant ställer man in vilken del av avklingningen man vill titta på i den automagiska mätningen (nästa fönster). De vågräta blåa linjerna visar vad man valt. De lodräta visar var TimDec kommit fram till för just den här frekvensen. Detta värde, omräknat till 60 dB nivåfall, visas i "reverberation time"-fönstret, för alla frekvenser.



Som synes ligger efterklangstiden runt 0.3 s för alla frekvenser i det här fallet. Den gråa delen av kurvan ligger under Schröders gränsfrekvens, under den frekvensen är det lite vanskligt att tala om efterklangstider. Efterklangstiderna kan räknas om till efterklangsradier, och det görs i "reverberation radius"-fönstret:



För att det ska bli rätt måste rummets volym i kubikmeter matas in. Denna volym används också för att beräkna Schröders gränsfrekvens i detta och det förra fönstret.

Blev det någe klarare?

PS, generellt i mina program är att man ofta kan klicka och dra för att ändra på saker och ting som axlar och så. Prova!

Edit: Det sista fönstret visar tonkurvan vid den tid man klickat på i spektrogrammet (röd kurva) och medelvärde av alla fönstren under brusskuren (blå kurva):



Och, det sa jag inte: låter man programmmet gå ett tag (vilket man bör) så tar det medelvärde av flera brusskurar och slätar till efterklangsförloppet. Då blir mätningen tillförlitligare.

[Svante]

verkar också att de lägre registren har dålig upplösning... Vad beror detta på?

Det beror på FFT-storleken. Högre upplösning kräver längre FFTer och därmed längre fönster. Då drabbas tidsupplösningen i stället. Prova gärna att välja en större FFT! Resultatet är i princip heller inte intressant under Schröders gränsfrekvens (det gråa) så det lönar sig inte hemskt mycket att öka upplösningen vid LF

[Vee-Eight]

Tackar för ett blixtxnabbt svar!

Men "window function", vad gör det valet?

Och bandbredden?

Och som sagt, i de lägre registren så blir gråskalan ganska lågupplöst... vad beror detta på?

Annars tack för ett mycket trevligt program!

[Vee-Eight]

Oj, upplösningsproblemet fick sin lösning.

[Svante]

Tackar för ett blixtxnabbt svar!

Men "window function", vad gör det valet?

Och bandbredden?

Och som sagt, i de lägre registren så blir gråskalan ganska lågupplöst... vad beror detta på?

Annars tack för ett mycket trevligt program!

Window function: Generellt i FFT-analys är det så att "början" och "slutet" på signalen ger "hack" som genererar högfrekvens. Därför brukar man minska styrkan mot ändarna på fönstret, då blir det bättre. Hamming, Hanning etc är olika sätt att göra det.

Bandbredden ställer längden på tidsfönstret. Det behövs längre fönster för smalare bandbredder.

[Harryup]

Svante:
Om man har 2 vardagsrum som ligger med 1,5m omlott med kortsidorna emot varandra och man spelar långsida mot långsida i inre rummet. Vilken volym har man då? Båda rummens? eller ena? Eller funkar inte? Rummen är någorlunda lika stora ca 6*4,2m.
Öppning emellan rummen är ca 2m hög och 3 m bred.

[Svante]

Svante:
Om man har 2 vardagsrum som ligger med 1,5m omlott med kortsidorna emot varandra och man spelar långsida mot långsida i inre rummet. Vilken volym har man då? Båda rummens? eller ena? Eller funkar inte? Rummen är någorlunda lika stora ca 6*4,2m.
Öppning emellan rummen är ca 2m hög och 3 m bred.

Det där är ett exempel på rum för vilket begreppet efterklangstid inte är väldefinierat. I princip har ditt system (av rum) två efterklangstider och om det finns akustisk koppling emellan dem (vilket det gör) kommer det att märkas lite av båda.

Å andra sidan kan det funka ändå, prova! Om du ser två lutningar i efterklangsförloppet (decay-fönstret) så är det lurigt, annars är det förmodligen OK. Eftersom det är såpass lite "omlottning" så skulle jag nog chansa på att bara ha det ena rummets volym, men som sagt, helt rätt blir det nog inte.

Skulle vara intressant med en kommentar från Johan Lindroos, som jag tror har jobbat med såna här mätningar.

[Harryup]

Nu önskar man ju lite OT men är inte en plattformsoberoende java kul, Svante?
Kör helst med äpplen.

[Harryup]

I övrigt,
tack Svante

[Svante]

Nu önskar man ju lite OT men är inte en plattformsoberoende java kul, Svante?
Kör helst med äpplen.

Nja, jag har, som jag skrev förut nån gång, sålt min själ till Bill. Men jag gör uppror i smyg och skriver i Borland Delphi 6.

[Vee-Eight]

Har inte fått mina mätmikar än, men jag har kungligt skoj i de första testen med min datormik och Cambridge Soundworks 4p-surround. Börjar förstå nu.. Trots att datorn i sig brusar, syns tydligt vart , så kan man iaf se att rummet har en efteklang på 0,2sec.

En fråga till dock (hoppas du inte tröttnar på mig, Svante):Reverb radius... vad representerar denna radie? Är det avståndet till reflekterande yta? Vad kan man ha för nytta av detta?

[Svante]

Efterklangsradien är det avstånd som direktljudet är lika starkt som det diffusa ljudfältet.

Förklaring: Om man sätter en ljudkälla i ett rum kommer det att byggas upp ett diffust ljudfält i rummet och detta ljudfält är ungefär lika starkt överallt. Dessutom finns direktljudet, precis som i fallet med ekofritt rum, eller utomhus. Detta ljudtryck avtar med avståndet.

Efterklangsradien innebär några viktiga saker:
-Om vi ska mäta tex tonkurva för en högtalare och INTE är intresserade av rummets inverkan, så ska vi placera mikrofonen närmare än efterklangsradien, gärna ännu närmare (det finns skäl som säger att vi ska vara långt bort också, så man får kompromissa), eftersom direktljudet då kommer att dominera.
-I en konsertsal vill man att det ska "höras bra" på flera platser, och det kommer åtminstone att låta ungefär lika starkt bara man är utanför efterklangsradien.

Typiska värden på efterklangsradier är 0.5-2 meter, Berwaldhallen har ungefär 4 meter.

Efterklangsradien, som begrepp, är bara vettig över Schröders gränsfrekvens som typiskt ligger på några hundra Hz.

[Isidor]

Svante,

Bra jobbat och säkerligen ett utmärkt verktyg för den som vill veta lite mer om akustiken i sitt lyssningsrum. Jag vill egentligen bara göra ett litet tillägg: efterklangsradien beror, som du säkert känner till, även på källans riktfaktor (gamma). En konventionell högtalare har oftast gamma lika med 1 för låga frekvenser som sedan ökar med baffelstöd och när konen/domen börjar bli stor i förhållande till våglängden. Efterklangsradien får alltså ett ganska kraftigt frekvensberoende som generellt sett uppvisar en stigande trend mot högre frekvenser (vanligtvis med lokala maxima strax under delningsfrekvenserna). Tittar vi sedan på mer speciella källtyper som t.ex. stora horn eller linjekällor så uppträder naturligtvis ännu större effekter från riktfaktorn här och efterklangsradien kan bli åtskilliga meter i ett normalt rum. Om min huvudräkning är någorlunda riktig så tycks du sätta gamma lika med 1 (helsfärisk utstrålning) i programmet.

En annan liten synpunkt är att även om efterklangstidsbegreppet inte är strikt användbart under Schröderfrekvensen så kan det ändå vara intressant med mätresultat från ett par hundra Hz och nedåt. Man kan trots allt titta på förlustfaktorer för rummet den här vägen och identifiera speciella problemfrekvensområden (som i och för sig delvis kommer att bero på mätposition). I normala lyssningsrum kan man även öka frekvensupplösningen en hel del i lågfrekvensområdet eftersom efterklangstiden vanligtvis ökar och man därigenom har råd att offra en del tidsupplösning.

[Svante]

Isidor: Helt rätt, jag antar en rundstrålande källa. Jag ser nog efterklangsradien primärt som en rumsegenskap, och att man sedan kan övervinna den rumsegenskapen mha en källa med riktfaktor >1.

Det är väl bla detta som dipolentusiaster gillar, de hamnar mer i direkta ljudfältet eftersom källan har en riktfaktor >1 även i basen.

Och har nog även jag tyckt att "efterklangstiden" under schröder säger "något", det är därför som kurvan finns kvar, men är grå. Men sedan jag provat programmet i några rum har jag blivit förvånad hur lite T60 ökar mot låga frekvenser. Det kan bero på att jag provat på jobbet, som är helt nyrenoverat och att akustikkonsulenten "lyckats".

[Isidor]

Mjä, det är ju lite farligt att se efterklangsradien som en rumsegenskap när man har med högtalare att göra. Högtalare i gemen har oftast ganska uttalad och likartad riktverkan. Det fungerar nog bättre som en hygglig approximation för många (men långt ifrån alla) musikinstrument. Hur som helst bör man i alla fall veta vilka inskränkningar man gör.

Efterklangstiden under ca 100 Hz i normala rum beror nästan uteslutande på membranabsorption. I akustiskt "mjuka" rum med begränsningsytor av trä, träfiber eller gips får man oftast bara en måttlig ökning mot låga frekvenser. I "hårda" rum med sten, tegel, lättbetong och speciellt betong i väggar, golv och tak blir däremot ökningen vanligtvis påtaglig.

Vad gäller det "grå" området i dina kurvor skulle åtminstone jag gärna se värden ned mot 50 Hz eller lägre även om tidsupplösningen blir lidande (det går förstås att dela upp frekvensområdet också med olika längd på tidsfönstren). Man bör även komma ihåg att efterklangstidsökningen sällan blir tydlig förrän under ca 100 Hz.

[Svante]

Mjä, det är ju lite farligt att se efterklangsradien som en rumsegenskap när man har med högtalare att göra. Högtalare i gemen har oftast ganska uttalad och likartad riktverkan. Det fungerar nog bättre som en hygglig approximation för många (men långt ifrån alla) musikinstrument. Hur som helst bör man i alla fall veta vilka inskränkningar man gör.

Ja, det rör sig nog bara om olika synsätt. Jag tänker det som sagt som en rumsegenskap. Bara man inser att ökad riktverkan kan öka halten direktljud så funkar det för mig, i alla fall. Har inte ens tänkt på att man skulle blanda in riktverkan i begreppet efterklangsradie, det är för mig låst till rundstrålande källor. Jaja.

Efterklangstiden under ca 100 Hz i normala rum beror nästan uteslutande på membranabsorption. I akustiskt "mjuka" rum med begränsningsytor av trä, träfiber eller gips får man oftast bara en måttlig ökning mot låga frekvenser. I "hårda" rum med sten, tegel, lättbetong och speciellt betong i väggar, golv och tak blir däremot ökningen vanligtvis påtaglig.

Jo, i de rum jag mätt så sitter det såna där hålade skivor över hela taket. Väggarna är gips, en del ekpanel och glas. Sen har jag ju inte mätt hemskt lågt heller.

Vad gäller det "grå" området i dina kurvor skulle åtminstone jag gärna se värden ned mot 50 Hz eller lägre även om tidsupplösningen blir lidande (det går förstås att dela upp frekvensområdet också med olika längd på tidsfönstren). Man bör även komma ihåg att efterklangstidsökningen sällan blir tydlig förrän under ca 100 Hz.

Det är bara att skruva på Bandwidth-kranen så får man en längre FFT. Och så måste man få upp nivån så man överröstar bakgrundsbullret, vilket inte sker på bildena jag visade (om nivån aldrig faller med 20 dB (eller vad man nu ställer in) så blir det inte ens ett grått streck ).

[Isidor]

Du har helt rätt i att gängse metod är att sätta gamma lika med ett när man definierar efterklangsradien (det avstånd där direkt- och diffusljud har samma intensitet för en rundstrålande källa). Jag är dock inte så förtjust i detta eftersom det lätt leder in på villovägar för den som inte är insatt i de förenklingar som gjorts. Riktverkan glöms tyvärr mycket ofta bort i de här sammanhangen.

Att överrösta bakgrundsnivån för de allra lägsta frekvenserna kan vara svårare än man tror i praktiken, speciellt när man mäter bredbandigt. Har man tillgång till hyggliga hifi-högtalare så skall det dock inte vara något som helst problem i hemmiljö i alla fall.

Jag har inte använt programmet men det är bra att veta att man inte är begränsad i bandbreddsinställningen. Som sagt var, jag tror att många kan lära sig massor med detta program.

[Isidor]

Den akustiska kopplingen mellan rummen som nämndes ovan kan för övrigt försummas så länge som kopplingsytan är liten i förhållande till den ekvivalenta absorptionsarean i rummen (utom för de allra lägsta frekvenserna där man måste titta på individuella moder). Man kan lugnt utgå från att detta är fallet här så länge som rummen är möblerade. För den som noterar det standardartade SEA-resonemanget (Statistisk EnergiAnalys) ovan kan jag meddela att jag själv konstaterat många gånger att detta stämmer experimentellt också.

[Svante]

Att överrösta bakgrundsnivån för de allra lägsta frekvenserna kan vara svårare än man tror i praktiken, speciellt när man mäter bredbandigt. Har man tillgång till hyggliga hifi-högtalare så skall det dock inte vara något som helst problem i hemmiljö i alla fall.

Nej, och det är ju inte förbjudet att vrida på lite bas, om det behövs. Spektrum på den exciterande signalen är ju rätt okritiskt, så länge man överröstar bakgrundsbullret. Jag funderade i något skede tom på om jag skulle justera spektrum på bruset utifrån spektrum på tystnaden före brusskuren, men jag lade ner det.

Jag har inte använt programmet men det är bra att veta att man inte är begränsad i bandbreddsinställningen. Som sagt var, jag tror att många kan lära sig massor med detta program.

Tack. Jag är inte överöst av nerladdningar (47 unika IP hittills), men så kanske inte så många känner till det heller. Det tog lite fart med den här tråden, dock. Jag har ju inte annonserat så mycket, precis. OT: Edge däremot är uppe i över 1700 nerladdningar, vilket är roligt!

[Svante]

Den akustiska kopplingen mellan rummen som nämndes ovan kan för övrigt försummas så länge som kopplingsytan är liten i förhållande till den ekvivalenta absorptionsarean i rummen (utom för de allra lägsta frekvenserna där man måste titta på individuella moder). Man kan lugnt utgå från att detta är fallet här så länge som rummen är möblerade. För den som noterar det standardartade SEA-resonemanget (Statistisk EnergiAnalys) ovan kan jag meddela att jag själv konstaterat många gånger att detta stämmer experimentellt också.

Hmm... Om man tänker sig att det andra rummet är ett kalt badrum med längre efterklangstid och att öppningen mellan dem är liten, så kommer det att "ringa" länge i badrummet och efterklangsförloppet får en "svans" med lägre lutning. Exemplet är lite konstruerat, men visar att det finns konfigurationer där man faktiskt har flera avklingningsförlopp och efterklangstider.