Moduł Low SPL mierzy poziom hałasu tła w pomieszczeniu poniżej poziomu szumu własnego poszczególnych mikrofonów, wykorzystując korelację krzyżową dwóch mikrofonów.
Każdy mikrofon generuje własny elektroniczny szum własny, który jest niezależny i nieskorelowany między dwoma mikrofonami. Rzeczywisty szum pomieszczenia dociera jednak do obu mikrofonów jako sygnał skorelowany. Obliczając moc skrzyżowania między dwoma kanałami i uśredniając ją w czasie, nieskorelowany szum własny znosi się, ujawniając rzeczywisty poziom szumu akustycznego pod nim.
Technika ta pozwala na pomiar poziomu hałasu o 10–15 dB poniżej poziomu szumów poszczególnych mikrofonów, co umożliwia charakteryzowanie wyjątkowo cichych pomieszczeń za pomocą mikrofonów klasy pomiarowej.
Pokazano trzy ślady na pasmach oktawowych lub tercjowych:
Czerwony — Mikrofon 1: Indywidualny poziom ciśnienia akustycznego (SPL) mierzony przez mikrofon 1 (obejmuje własny szum mikrofonu)
Niebieski — Mikrofon 2: Indywidualny poziom ciśnienia akustycznego (SPL) mierzony przez mikrofon 2 (obejmuje własny szum mikrofonu)
Zielony — XCorr: Wynik korelacji krzyżowej — rzeczywisty szum pomieszczenia z odrzuconym szumem własnym. Powinien on być niższy niż w przypadku każdego z mikrofonów w pasmach, w których dominuje szum własny.
Dotknij lub przeciągnij na wykresie, aby umieścić kursor i odczytać wartości dB dla poszczególnych pasm. Ściśnij, aby powiększyć skalę dB, lub przeciągnij dwoma palcami, aby przesunąć zakres w górę lub w dół.
Użyj pokrętła Octave / 1/3 Octave, aby przełączać się między rozdzielczością 10-pasmową oktawy a 31-pasmową tercjową oktawy. Tryb tercjowy zapewnia dokładniejsze odwzorowanie widma i zawsze wykorzystuje algorytm CPSD (ponieważ bank filtrów IIR obejmuje tylko pasma oktawowe). Krzywe oceny szumów (NC, NCB, NR, PNC, RC) są dostępne tylko w trybie oktawowym, ponieważ standardy te są definiowane dla częstotliwości środkowych pasm oktawowych.
Dostępne są dwie metody przetwarzania, które można wybrać w Ustawieniach:
Oblicza FFT dla obu kanałów, wykorzystując 16384-punktową transformatę okienkową Hanna (rozdzielczość ~2.9 Hz przy 48 kHz). Widmo zespolone S xy = conj(X) · Y jest obliczane dla każdego przedziału częstotliwości i uśredniane w wielu nakładających się segmentach. Ponieważ szum własny mikrofonu jest losowy fazowo między dwoma kanałami, uśrednianie zespolone powoduje, że składowe szumu własnego znoszą się do zera, podczas gdy spójny szum pomieszczenia kumuluje się konstruktywnie.
Poziom ciśnienia akustycznego (SPL) dla każdego pasma uzyskuje się poprzez zsumowanie amplitudy widmowej w zakresie częstotliwości każdej oktawy lub tercji oktawy i zastosowanie normalizacji Parsevala. Ta metoda jest generalnie bardziej skuteczna w tłumieniu szumów i zapewnia najdokładniejsze pomiary podpoziomu szumów.
Stosuje filtry oktawowe IIR do każdego kanału niezależnie w dziedzinie czasu, a następnie akumuluje iloczyn wektorowy (L×R) przefiltrowanych próbek. Moc poszczególnych mikrofonów (L² i R²) jest również akumulowana dla śladów czerwonego i niebieskiego. Ta metoda działa w czasie rzeczywistym w wywołaniu zwrotnym audio i jest stale aktualizowana.
Ponieważ metoda Filter×Corr uśrednia iloczyn o wartościach rzeczywistych, a nie zespolone widmo krzyżowe, nie odrzuca ona szumu własnego tak skutecznie, jak CPSD — zielony ślad może być o kilka dB wyższy niż w przypadku CPSD. Zapewnia jednak użyteczną, szybką kontrolę i natychmiastową reakcję. Ta metoda jest dostępna tylko w trybie oktawowym.
Umieść oba mikrofony jak najbliżej siebie (w odległości kilku centymetrów), aby hałas pomieszczenia docierał spójnie do obu kapsuł. Przy wysokich częstotliwościach nawet niewielkie odstępy mogą zmniejszyć spójność i obniżyć zmierzony poziom korelacji krzyżowej. Skierowanie obu mikrofonów w tym samym kierunku pomaga zapewnić dopasowanie częstotliwościowe.
Dwa mikrofony tej samej marki i tego samego modelu będą miały podobną charakterystykę szumu własnego i charakterystykę częstotliwościową. Nie jest to absolutnie konieczne – technika korelacji krzyżowej działa z dowolnymi dwoma mikrofonami – ale dopasowane mikrofony dają najczystsze rezultaty, ponieważ poszczególne ślady mikrofonowe będą się ściśle do siebie przylegać.
Dłuższe uśrednianie zmniejsza wariancję i zapewnia bardziej stabilne odczyty. Metoda CPSD akumuluje segmenty FFT w czasie; zwiększenie ustawienia „Średnie FFT” w Ustawieniach spowoduje użycie większej liczby segmentów na obliczenie, co zapewni płynniejszy wynik kosztem wolniejszych aktualizacji. W przypadku bardzo niskiego poziomu szumów może być potrzebnych 30–50 lub więcej uśrednień.
Przed pomiarem należy skalibrować oba kanały. Wynik korelacji krzyżowej opiera się na średniej przesunięć kalibracyjnych obu kanałów. Jeśli kanał 2 ma inną czułość, należy dostosować jego trymer w ustawieniach multipleksera.
Wszelkie wibracje, szumy związane z obsługą lub zakłócenia elektryczne, które są skorelowane między dwoma kanałami, NIE zostaną odrzucone – będą widoczne jako część zmierzonego poziomu szumów. Stosuj amortyzatory, trzymaj kable z dala od linii energetycznych i unikaj dotykania statywów mikrofonowych podczas pomiaru.
W Ustawieniach można nałożyć na wykres kilka standardowych rodzin krzywych oceny hałasu. Krzywe te określają maksymalny dopuszczalny poziom hałasu w danym paśmie oktawowym dla różnych środowisk.
Krzywe szumów są dostępne tylko w trybie pasma oktawowego. Wszystkie te standardy – NC, NCB, NR, PNC i RC – są zdefiniowane dla częstotliwości środkowych pasma oktawowego (od 31.5 Hz do 8 kHz). Wartość znamionowa jest określana poprzez porównanie zmierzonych poziomów w paśmie oktawowym z wartościami krzywych dla tych konkretnych częstotliwości. Danych z tercji oktawowych nie można bezpośrednio porównywać z tymi krzywymi, ponieważ węższe pasmo każdego pasma tercji oktawowej skutkuje niższą energią na pasmo (o około 5 dB mniejszą niż odpowiadające mu pasmo oktawowe), co skutkowałoby myląco niskimi wartościami znamionowymi.
Najpopularniejszy system w Ameryce Północnej (ANSI/ASA S12.2). Krzywe NC są definiowane dla 8 pasm oktawowych (63 Hz – 8 kHz). Współczynnik NC pomieszczenia jest określany na podstawie najwyższej krzywej, której dotyka lub przekracza jakiekolwiek zmierzone pasmo. „Pasmo graniczne” (LB) wyświetlane na wyświetlaczu wskazuje pasmo częstotliwości, które określiło ten współczynnik.
Typowe cele NC:
| NC-15 do NC-20 | Sale koncertowe, studia nagraniowe |
| NC-20 do NC-25 | Kina domowe (odniesienie THX) |
| NC-25 do NC-30 | Sypialnie, gabinety, kościoły |
| NC-30 do NC-35 | Salony, sale konferencyjne |
| NC-35 do NC-40 | Restauracje, handel detaliczny, biura otwarte |
| NC-40 do NC-50 | Hole, korytarze, warsztaty |
NCB (ANSI/ASA S12.2) to zrównoważona wersja NC, która wykorzystuje te same kształty krzywych, ale rozszerza ocenę o 31.5 Hz. NCB został opracowany w celu rozwiązania problemów z „dudnieniem” i „syczeniem”, których pierwotny system NC nie wychwytywał w wystarczającym stopniu. Ocena NCB jest obliczana identycznie jak NC, ale obejmuje wszystkie 9 pasm oktawowych (31.5 Hz – 8 kHz).
Międzynarodowy odpowiednik NC, zdefiniowany w normie ISO 1996. Krzywe NR są stosowane głównie w Europie i innych regionach poza Ameryką Północną. Kształty krzywych różnią się nieznacznie od NC, generalnie są bardziej restrykcyjne przy niskich częstotliwościach. Wartości NR są określone dla tych samych typów środowisk co NC.
PNC to udoskonalona wersja NC opracowana przez Beranka w 1971 roku, obejmująca pasmo 31.5 Hz i dostosowująca kształt krzywych w celu lepszej korelacji z subiektywnym poziomem irytacji. Krzywe PNC są nieco bardziej restrykcyjne niż NC w niskich i wysokich częstotliwościach. Choć obecnie rzadziej stosowane, PNC nadal jest przydatne w krytycznych warunkach akustycznych.
Krzywe RC (ANSI/ASA S12.2) oceniają zarówno charakter, jak i poziom hałasu. W przeciwieństwie do NC, która określa tylko jedną wartość, RC klasyfikuje również równowagę widmową hałasu jako neutralną (N), dudniącą (R) lub syczącą (H). RC jest często preferowany w ocenie hałasu HVAC, ponieważ określa nie tylko poziom hałasu, ale także to, czy będzie on odbierany jako przyjemny, czy uciążliwy.
Kontrola szumów tła ma kluczowe znaczenie dla jakości kina domowego i sal projekcyjnych. Szczegóły o niskim poziomie głośności w ścieżkach dźwiękowych filmów – ciche dialogi, efekty atmosferyczne, sygnały przestrzenne – są maskowane przez hałas w pomieszczeniu. Obowiązują następujące standardy i zalecenia:
THX określa normę NC-25 (NCB-25) lub niższą dla certyfikowanych kin domowych i sal projekcyjnych. Jest to cel umożliwiający osiągnięcie pełnego zakresu dynamiki ścieżek dźwiękowych i słyszalność subtelnych efektów przestrzennych. Kina komercyjne z certyfikatem THX mają normę NC-30.
SMPTE zaleca NCB-25 lub wyższą dla pomieszczeń projekcyjnych i studiów dubbingowych o krytycznym znaczeniu. Ta zalecana praktyka dotyczy zarówno ustalonego szumu HVAC, jak i zakłóceń przejściowych. Klasa NCB jest preferowana w stosunku do NC, ponieważ obejmuje pasmo 31.5 Hz, które jest ważne dla wykrywania dudnienia o niskiej częstotliwości z systemów HVAC, mogącego zakłócać odtwarzanie kanału LFE.
Dolby zaleca NC-25 lub niższy dla systemów kina domowego wyposażonych w technologię Atmos, aby zapewnić, że kanały górne i detale dźwięku obiektowego nie zostaną zamaskowane. Ponieważ głośniki sufitowe i przestrzenne zazwyczaj działają na niższych poziomach głośności niż kanały główne, szum tła ma proporcjonalnie większy efekt maskowania tych elementów.
HAA zaleca normę NCB-25 jako cel dla dedykowanych systemów kina domowego. Materiały szkoleniowe podkreślają, że hałas systemów HVAC, wentylatorów urządzeń (projektorów, wentylacja szaf AV) oraz hałas elektryczny (ściemniaczy, transformatorów) są najczęstszymi źródłami nadmiernego hałasu tła w instalacjach domowych. Program certyfikacji HAA wymaga pomiaru poziomu hałasu w ramach procesu uruchamiania systemu.
Do typowych źródeł hałasu w kinie domowym należą:
Użyj nakładki NC/NCB, aby zidentyfikować pasma oktawowe wykraczające poza krzywą docelową. Pasmo graniczne (LB) wskazuje, gdzie należy skoncentrować działania redukujące hałas.
