Vorbereitung Mit dem Oktavanalysator lassen sich Geräuschpegel für Frequenzbereiche angeben – diese Bereiche sind logarithmisch skaliert und entsprechen somit dem Hörverständnis des Menschen. Vor Beginn des Programmstarts sollte sichergestellt werden, dass die nebenstehenden Dateien in einem Verzeichnis vorhanden sind. Als nächster Schritt muss ein Verzeichnis „Daten“ unter „C:“ für die Datenausgabe angelegt werden. Bevor DASYLab gestartet wird, sollte das Messmikrofon mit Rogakarte an dem Rechner angeschlossen sein, zum Probieren funktioniert selbst ein internes Laptopmikro.

Schaltbild in DASYLab Beim ersten Verwenden des Programms auf einem Rechner, muss die Datei „A_lin_kameier.dpf“ an der richtigen Stelle im Schaltbild eingelesen werden: Nach dem Öffnen des Programms verlässt man mit „Esc“ den Vollbildmodus. Mit ‚Klick‘ auf „Fenster“ und „Schaltbild“ gelangt man zum Schaltbild. Nun muss mit Doppelklick die „BB_Spec“- Blackbox geöffnet werden. Im Modul „A-Bewertung“ muss nun über den Button „Laden“ die Datei „A_lin_kameier“ aus dem Verzeichnis eingelesen werden. Auf jedem Rechner muss dieser Vorgang einmal durchgeführt werden.

Kalibrierung des Mikrofons Durch Klicken auf Fenster und „Layout 1“ gelangt man wieder zur Startansicht. Bevor kalibriert werden kann, muss die Messung gestartet werden , die Parameter können eingetragen und das Programm gestartet werden. „Strg+F“ öffnet den Vollbildmodus. Für die mindestens einmal tägliche Kalibrierung muss das Mikrofon in den Schallpegelkalibrator gehalten werden (94dB) und mit klicken auf „Start Kalibrierung“ wird das Mikrofon kalibriert. Ist die Kalibrierung durchgeführt, erscheint der Kalibrierfaktor. Zusätzlich können Abtastrate, Blockgröße und die Mittelungszahl abgelesen werden. Übersteuerung des Signals prüfen. In der Messung darf kein ‚Clipping‘ zu sehen sein. Ggf. die Rogakarte auf -20 dB einstellen oder/und den Pegel unter Windows Audio-eigenschaften senken.  Erneut kalibrieren

Alle Vorbereitungen sind getroffen und es kann gemessen werden. Messung Alle Vorbereitungen sind getroffen und es kann gemessen werden. Zum Layout für die Messung gelangt man über den Pfeil „Messung“. Das Mikrofon wird nun an die zu messende Quelle gehalten und die Messung kann gestartet werden. Nach der eingegebenen Anzahl an Mittelun- gen stoppt die Messung. Das Diagramm zeigt den Schalldruckpegel über die Frequenz an. Mit den Pfeilen und kann zwischen der linearen und der logarithmischen Darstellung gewechselt werden. In das Verzeichnis „Daten“ werden von jeder Messung ein Diagramm als Bild, eine „ASC- Datei“ zum Einlesen in Excel und die Zeitrohdaten als „DDF-Datei“ gespeichert. Zeitrohdaten zum Einlesen und für weitere Bearbeitungen in DASYLab Diagramm wie oben abgebildet als Bilddatei Oktavwerte und Gesamtpegel als ASC-Datei zum Einlesen und weiterem Verarbeiten in Excel

Erkenntnisgewinn: Schalldruck- und Schallleistungspegel Für die Berechnung der einzelnen Oktaven ist es nötig den Unterschied von Schalldruck- und Schallleistungspegel zu verinnerlichen. Der Schallleistungspegel (LW) gibt die Stärke der Schallquelle wieder. Der Schalldruckpegel (Lp) ist hingegen der Wert, welcher mittels Mikrofon gemessen wird. Er hängt vom Abstand (r) von Quelle bis zum Empfänger ab, wobei die Hüllfläche (S) ausschlaggebend ist. Der Schallleistungspegel kann somit über den Schalldruckpegel und die Hüllfläche berechnet werden. Schallquelle Mikrofon Unterschiedliche Hüllflächen: LP LP

Hintergrund: Berechnung des Gesamtschalldruckpegels Im Folgenden wird die Berechnung des Gesamtschalldruckpegels aus den Pegeln der einzelnen Oktaven erklärt. Bei der Berechnung können nicht einfach die Schalldrücke der einzelnen Oktaven addiert werden. Vielmehr muss die Leistung addiert werden – man spricht auch von einer energetischen Verrechnung über die abgestrahlte Fläche S. Die Pegel müssen de logarithmiert und anschließend quadratisch addiert werden. 𝐿𝐺𝑒𝑠=10∙ log 10 𝑝 1 2 + 𝑝 2 2 +…+ 𝑝 𝑛 2 𝑝 0 2 𝐿𝐺𝑒𝑠=10∙ log 10 𝑝 1 𝑝 0 2 + 𝑝 2 𝑝 0 2 +…+ 𝑝 𝑛 𝑝 0 2 𝑝 𝑖 𝑝 0 2 = 10 𝐿 𝑖 10 Schalldruck der einzelnen Oktaven Hörschwelle = 2*10-5Pa 𝐿𝐺𝑒𝑠=10∙ log 10 10 𝐿 1 10 + 10 𝐿 2 10 +…+ 10 𝐿 𝑛 10

Beispiel: Gesamtpegelberechnung In der eingefügten Excel Tabelle wird aus den eingelesenen ASC- Daten einer Messung noch einmal der Gesamtpegel manuell berechnet, um die Berechnung in DASYLab nachzuvollziehen. Doppelklick zum Öffnen Zur Berechnung ist ein Zwischenergebnis nötig Die Formeln zur Berechnung der Zellen sind jeweils in der Zelle darunter Abgebildet Der Gesamt-schalldruckpegel ergibt sich aus 𝐿𝐺𝑒𝑠=10∙ log 10 10 𝐿 1 10 + 10 𝐿 2 10 +…+ 10 𝐿 𝑛 10 𝐿𝐺𝑒𝑠=10∙ log (…)

Beispiel: A-Bewertung Herausrechnen Die in dem Oktavanalysator berechneten Pegel unterliegen der A-Bewertung für menschliches Gehör. Hier wird erklärt, wie man vom A-Bewerteten auf den normalen Schalldruckpegel kommt. Doppelklick zum Öffnen Für jede Oktave gibt es einen Literaturwert, um die A-Bewertung durchzuführen Zur Berechnung des Schalldruckpegels muss die A-Bewertung (A) vom bewerteten Pegel subtrahiert werden Der Gesamt-schalldruckpegel ergibt sich aus den neuen Zwischen-ergebnissen 𝐿=𝐿 𝐴 −𝐴

Beispiel: Berechnung der Oktavbänder Die in DASYLab berechneten Oktaven werden durch Ihre Mitten- frequenz (31,5Hz, 63Hz, 125Hz,…) beschrieben. Zur Berechnung ist es jedoch nötig, die obere und untere Grenzfrequenz zu kennen: Doppelklick zum Öffnen 3. Nachdem die Eckfrequenzen ermittelt sind, werden diese in DASYLab Linien zugeordnet, welche als Zählindex verwendet werden. Mit Division durch Δf und ganzzahligem Runden erhält man die Nummer der Linie, welche der zugehörigen Frequenz am nächsten ist. Innerhalb dieser Linien werden nun die Pegel der Oktaven in DasyLab aufsummiert. 1. Die Frequenzauflösung muss bestimmt werden: 2. Die obere und untere Eckfrequenz der Oktave lässt sich aus der Mittenfrequenz berechnen: ∆𝑓= 𝑆𝑎𝑚𝑝𝑙𝑖𝑛𝑔𝑅𝑎𝑡𝑒 𝐵𝑙𝑜𝑐𝑘𝑠𝑖𝑧𝑒 𝒇𝒖= 1 2 ∙𝑓𝑚 𝒇𝒐= 2 ∙𝑓𝑚

Arbeiten mit dem Oktavanalysator Standardmessung: Geräusche müssen derart lange gemessen werden, dass eine zweite Messung zum selben Ergebnis führt. Die Dauer der Messung hängt von der Frequenzauflösung ab, eine Anzahl von 30 Mittelungen dauert bei einem f von 2,7 Hz gut 10 Sekunden – kürzer sollte man akustische Daten nie messen. Die eingestellte Abtastrate von 44100Hz deckt den Hörbereich bis zur 8kHz Oktave ab. Alles verstanden? Berechnen Sie die obere Grenzfrequenz für die 16 kHz Oktave in der zugehörigen Excel-Datei - welcher Wert wird überschritten? 30 ∆𝑓= 𝑆𝑎𝑚𝑝𝑙𝑖𝑛𝑔𝑅𝑎𝑡𝑒 𝐵𝑙𝑜𝑐𝑘𝑠𝑖𝑧𝑒