Smaart (8) - 脈衝響應模式使用者介面

Alex Chen
2024年3月30日
讀畢需時 0 分鐘

引言

如果您已經熟悉 Smaart 8 中的 IR 模式，您可能可以跳過本節，但最好至少大致瀏覽一下。如果您對 IR 模式還不熟悉，那就需要介紹了。要進入 Smaart 的 IR 模式，請從視圖菜單中選擇 IR 模式，或者按鍵盤上的“ I”鍵，或者在實時模式下的主窗口右下角（信號水平/音量計的下方）點擊出現的 Impulse 按鈕。您將看到一個類似下面這個的屏幕。（顏色可能較暗，但佈局相同。）

分頁列

選項卡欄位在實時模式和 IR 模式中都存在，詳細內容可在第二章的共通用戶界面元素中查看（有關更多信息，請參閱第 32 頁的選項卡欄位）

光標讀取

當測量數據存在時，游標讀出會顯示游標位置的數值坐標，當您將鼠標移動到圖表區域上時。數值坐標以時間、振幅/大小或頻率的單位顯示游標位置，根據圖表類型的適用性

在主圖區域中的時間域圖（線性、對數或 ETC）中，有三組坐標如上所示。從左到右，它們分別是通常標記著脈衝響應中最高峰的鎖定游標位置、可移動（鼠標）游標的坐標，以及右側括號內的鎖定游標和可移動游標之間的差異

請注意，時間坐標可以選擇性地顯示為時間（以毫秒為單位）和等效移動距離，根據當前聲速設置而定。游標時間讀出和聲速設置位於選項對話框的一般選項卡中（詳情請參閱第 39 頁）

導航欄

圖表區域上部的小型時間域顯示用於導航，始終可見。在此窗格中，右鍵單擊並拖動（Mac 上使用 Ctrl + 點擊並拖動）可以選擇特定的時間範圍，在較大的時間域圖上顯示該範圍。當您進行縮放（除非使用裁剪功能），完整的 IR 時間記錄仍然在導航窗格中可見。在繪圖的左邊緣的任何位置點擊會清除縮放範圍，將主顯示窗格中的任何時間域圖返回到完整的 IR 時間記錄。導航窗格左上角的選擇器控件選擇要在此區域顯示的圖表類型。導航窗格僅限於時間域圖類型（線性、對數或 ETC）

導航窗格右下角的裁剪按鈕可以裁剪文件以僅顯示所選的時間範圍，這是一個非常有用的功能，特別是在處理具有長噪聲尾巴的 IR 測量時。裁剪是非破壞性的，可以撤消 - 在已裁剪的測量上再次點擊裁剪按鈕會恢復原始時間記錄的完整範圍 - 但是，如果您在裁剪時保存新的 IR 測量，則裁剪版本會被寫入文件。在處理基於文件的數據時，Smaart 會給您選擇是覆蓋現有文件還是將裁剪版本寫入新文件，如果您在裁剪時保存文件。

當數據存在時，導航窗格圖上出現的箭頭形狀小部件（在右側的屏幕截圖中用紅圈標出）是一個平移控件。將其向左或向右拖動可以移動所有時間域圖表（線性、對數或 ETC）上方軌跡的時間軸。您還可以通過按住鍵盤上的 [Alt/Option] 和 [Shift] 鍵，同時按下 [+/=] 或 [−] 鍵，來平移時間域圖表上的前軌跡

由於雙通道 IR 測量在理論上是具有循環性質的，如果 Smaart 知道頂部軌跡是雙通道測量，那麼在您平移時，滾動到圖表邊緣的數據會被繞回並附加到圖表的另一側。這適用於新的雙通道測量和存儲在 .wav 文件中的未裁剪的 Smaart 雙通道 IR 測量。當 Smaart 能夠從波形文件頭中讀取用於進行測量的 FFT 大小，並且 FFT 大小與波形文件中的樣本長度相匹配時，Smaart 會假定存在循環性質。

當存在多個軌跡時，您還可以使用圖表圖例中的 Sync Ld 按鈕（如下所示）或在鍵盤上按住 [Shift] 鍵並使用鼠標右鍵單擊主圖表，將所有顯示的軌跡中的最高峰對齊到前軌跡中的最高峰。

主顯示圖區

圖表區域的較大（下部）部分可以使用控制條底部標有矩形的按鈕分配為一個或兩個主圖表窗格。IR 模式中的主圖表工作方式與其實時模式相似，但有一些差異；主要是圖表類型和圖表特定的次要控制。IR 模式中的每個主圖表窗格可以承載六種主圖表類型中的任何一種：

Lin、Log、ETC（時間域視圖）
Spectrograph（頻率和水平 vs 時間）
Frequency（頻譜）
Histogram（按八度或 1/3 八度帶分類的定量聲學值的條形圖） 每個窗格的圖表類型由窗格左上角的下拉列表控制選擇。出現在 Spectrograph、Log IR 和 ETC 圖表的左邊緣的兩個箭頭形狀小部件控制了頻譜圖的動態範圍。某些主圖表類型還在其右上角具有額外的選擇器控件，用於控制該圖表的特定顯示選項。

IR 模式中的 Frequency 圖表在右上角有一個菜單，可以選擇 Smoothing（或可選的 Banding – 請參閱第 155 頁的 Frequency Plot Settings）來調整頻率響應軌跡。
IR 模式中的 Spectrograph 顯示在右上角有圖表上的控制，用於調整 FFT 大小、Interval（FFT 重疊時間，以毫秒為單位）、Duration（要分析的時間記錄的持續時間，以毫秒為單位）以及小數八度的 Banding，還有一個 Calc 按鈕，可以按需重新計算頻譜圖。
Histogram 在右上角有一個菜單，可以選擇數據類型（RT60、EDT、C10、C35、C50、C80 或 D/R）和要顯示的頻率分辨率 – 八度（Oct）或 1/3 八度（1/3）

Top Trace and Graph Legends

除了頻譜圖顯示外，所有主圖表類型都可以從新的 IR 測量或存儲在 .wav 文件中的捕獲數據中獲取多個數據軌跡。當一個或多個數據軌跡存在於圖表上時，最前面的軌跡名稱將顯示在圖表窗格的右上角。點擊最前面的軌跡名稱將打開圖表的圖例框。如果圖表上有多個數據軌跡，您可以通過按 [Z] 鍵或 [Shift] + [Z] 鍵，或者使用命令菜單中的“循環 Z 軌跡順序”和“循環 Z 軌跡順序反向”命令來循環 Z 軌跡順序

點擊主圖表上最前面的軌跡名稱將打開該圖表的圖例框。圖例列出了目前在圖表上顯示的所有數據軌跡 – 包括新的測量和 IR .wav 文件（如適用） – 按照它們在 z 軸堆棧中的位置的順序排列（詳見第 34 頁的圖例、活動測量和最前面的軌跡）

在圖例列表下面有三個按鈕：

Hide 按鈕隱藏選定的軌跡或一組軌跡，並將它們從圖表和圖例列表中移除。
Sync Ld 按鈕將所有顯示的軌跡偏移，以便 Log IR 中的最高峰與頂部軌跡中找到的最高峰對齊。使用此功能時，每個軌跡的垂直偏移（如果有的話）會顯示在圖例列表中軌跡名稱右側。為了對齊 Log IR 中的峰值，所有時間域顯示都應用了時間偏移，但該功能不嘗試對齊線性（Lin）IR 或 ETC 圖表中的峰值。
當存在兩個相同類型的圖表時，Move 按鈕將選定的軌跡從當前圖表移動到另一個圖表中。

請注意，具有多個 IR 測量的對數時間域圖表（Log 或 ETC）如果您在脈衝響應選項中啟用了優化圖形選項（請參閱第 154 頁），可能會更容易閱讀

聲壓級表頭/ 時鐘

每個標籤右上角控制條頂部預設顯示的大型數值讀出可以配置為作為聲壓級（SPL）計、積分等效聲級（Leq）計、校準到正規化數字全幅的峰值信號水平計，或時鐘。當顯示級別計時器時，按下鍵盤上的 [K] 鍵將切換顯示為時鐘，反之亦然。如果您不需要此顯示，可以在 View 菜單中選擇 SPL Meter 或在鍵盤上按 [Alt/Option] + [K] 來隱藏它。當隱藏時，重複任何這些操作將恢復它。

標籤內的 SPL Meter 的操作方式與 SPL Meters 窗口中的計量模塊幾乎相同。這些在第 51 頁的聲壓級計量部分有詳細介紹。請注意，為了進行準確的 SPL 或 Leq 測量，被監測的輸入必須經過 SPL 校準。請參閱第 79 頁的聲壓級校準以獲取更多信息。

控制欄

脈衝響應模式中的控制條包括 IR 測量控制、IR 測量引擎、帶通濾波器信號發生器和主顯示控制。

IR Measurement Controls

控制條的上部分專門用於在現場記錄脈衝響應測量的即時控制。如果標籤欄被隱藏，則可以使用標籤選擇器切換標籤。右側標有錘子和扳手圖標的按鈕打開配置器對話框中的測量配置頁面。

FFT 大小和平均 (Avg) 控制共同決定雙通道 IR 測量的測量持續時間。請注意，對於每個 FFT 大小，都會給出時間常數以及以樣本數表示的 FFT 大小。FFT 時間常數，也稱為時間窗口，是在當前選擇的採樣率下錄製所需樣本數所需的時間量。

Averages (Avg) 設置連續 IR 測量的數量，將它們平均在一起以提高雙通道測量的信噪比。對於使用周期匹配信號進行的確定性 IR 測量，平均次數通常設置為較低的數字甚至“無”。當使用隨機信號或在噪聲環境中進行測量時，更多的平均可以顯著提高脈衝響應測量的信噪比

標有三角形 (►) 圖標的按鈕是用於開始/停止新 IR 測量的按鈕。點擊一次開始測量。在進行測量時再次點擊將取消雙通道測量，或結束單通道錄音並顯示已記錄的數據

標有圓圈 (●) 圖標的按鈕的作用類似於錄音帶錄音機或數字錄音機上的錄音按鈕，但在這種情況下，它是一個測量模式控制。在未按下錄音按鈕 (●) 的情況下，點擊三角形 (►) 按鈕啟動所有選定測量引擎的雙通道 IR 測量程序。當錄音按鈕 (●) 被啟用時，Smaart 將作為一個簡單的數字錄音機，僅錄製所選信號對的測量信號通道。這個想法是您會開始錄製，然後放氣球或發射起跑信號槍（或其他什麼），然後點擊開始/停止 (►) 按鈕結束錄製並顯示結果。

連續 (Cont) 按鈕導致雙通道測量程序持續運行，每次完成一次測量操作後都會自動重新啟動，直到您點擊開始/停止按鈕告訴它停止為止。在錄製和處理下一次測量時，會顯示上一次測量的結果。點擊開始/停止按鈕 (►) 來結束測量操作並顯示上一次完成的測量。

IR Measurement Engines

在 Smaart 中的雙通道 IR 測量本質上是傳輸函數測量（隨後是逆傅立葉變換），您在當前標籤中為實時（頻域）傳輸函數測量設置的任何傳輸函數信號對也將出現在 IR 模式中作為 IR 測量引擎（無法進行即時平均傳輸函數測量）。IR 測量引擎與其頻域對應部分共享輸入信號對選擇、顏色選擇和延遲時間設置。更改 IR 測量引擎中的延遲時間將自動應用於相應的頻域測量引擎。

每個 IR 測量引擎控制塊右上角的勾選框確定在捕獲新的 IR 測量或一組測量時是否包含它 – 如果未選中，則該測量引擎將被忽略。捕獲新的 IR 後，點擊任何已激活（勾選）的測量控制塊中延遲字段右側的圓形按鈕將其延遲時間設置為新測量中找到的最高峰值

Bandpass Filters

廣帶脈衝響應對於尋找延遲時間和離散反射非常有用，但對於大多數聲學分析目的來說，脈衝響應需要被分為八度帶或有時是 1/3 八度帶。Smaart 包含了用於脈衝響應分析的完整的八度和 1/3 八度帶通濾波器組

帶通濾波是非破壞性的，並且可以隨時在需要時進行。您只需在控制條上使用濾波器選擇器選擇要使用的濾波器組（八度或 1/3 八度），然後從帶域列表中選擇您要分析的帶的中心頻率即可。

Smaart 的八度和 1/3 八度帶濾波器是線性相位的，其幅度響應符合 IEC 61260-1:2014 一級規範。

除了傳統的八度和 1/3 八度帶通濾波器外，還有用戶定義的帶通濾波器選項。當選擇時，將出現一對輸入字段，用於指定高通濾波器和低通濾波器的截止頻率。這些相同的濾波器可以選擇性地用於帶限制廣帶脈衝響應（請參閱第 155 頁的廣帶濾波器設置），但用戶定義的帶通濾波器選項的設置是獨立維護的。

高通濾波器和低通濾波器具有線性相位響應，並設計為在通帶中近似 6 階 Butterworth 幅度響應，但在過渡帶中具有更陡的滾降。低通濾波器基於雙線性變換設計，將在接近奈奎斯特頻率時有效地提高階數。用戶定義帶通濾波器的最小帶寬為一個八度。

當高通濾波器和低通濾波器的截止頻率正好相差一個八度時，它們形成一個符合EC 61260-1:2014 Class 2幅度響應規範的帶通濾波器。

Signal Generator Controls

控制條上的下一組控制是信號發生器的控制。此部分頂部的標籤實際上是一個懸停按鈕（當鼠標游標移過時，它變成一個按鈕），可打開信號發生器對話框，其中包含比我們可以放在控制條上的信號發生器選項更多的選項。信號發生器選項在第二章中有詳細介紹（有關更多信息，請參見第40頁開始的《信號發生器》）。

在信號發生器選項按鈕下方是信號類型選擇器（在前頁顯示的屏幕截圖中選擇了粉紅噪聲）和一個輸出級別字段，顯示當前的輸出級別以正規化的 dB 全幅表示。開關按鈕可打開或關閉發生器。輸出級別字段右側的減號和加號（-|+）按鈕可以將信號級別調低或調高 1 dB。

Main Display Controls

實時模式窗口右側控制條中的最後一組控制專門用於數據顯示功能。從這裡右側顯示的屏幕截圖的左上角開始：

All Bands 按鈕打開 All Bands 表，您將在其中找到 Smaart 可以自動計算的幾乎所有定量聲學指標的信息。有關此功能的更多信息，請參閱 Histogram and All Bands Table。

點擊 T60 按鈕會顯示用於計算混響時間和早期衰減時間的水平標記小部件，這些標記小部件出現在 Log IR 或 ETC 圖中。
Schroeder 按鈕在 Log IR 或 ETC 圖上顯示一條反向時間積分曲線。
兩個帶有矩形標籤的按鈕將主圖區分為一個或兩個圖窗格：一個矩形，一個窗格；兩個矩形，兩個窗格。
Real Time 按鈕退出 IR 模式，將您帶回實時頻域測量模式。（在實時模式下，它會變為 Impulse 按鈕，可以將您帶回 IR 模式。）

指令欄

命令欄是跨越 Smaart 窗口底部的用戶可配置的按鈕欄。您可以通過單擊其上方邊框區域中的三角形按鈕來隱藏或還原它。當命令欄被隱藏時，這個顯示/隱藏按鈕會保持在窗口邊框上可見，再次單擊它將使其恢復可見。您也可以通過在“查看”菜單中選擇“命令欄”或按下鍵盤上的 [U] 鍵來隱藏/還原命令欄。要自定義命令欄，請從“配置”菜單中選擇“命令欄配置”（有關詳細信息，請參見第 43 頁的配置命令欄）。

數據欄

數據欄提供了對實時模式和 IR 模式下捕獲的測量數據的便捷訪問。數據欄及其菜單和控件，以及提供有關捕獲的測量數據文件信息的“跟踪信息”對話框，在第 2 章中有詳細介紹，從第 43 頁開始

脈衝響應選項

進入「選項」對話框中的「脈衝響應」選項卡，可以通過在 IR 模式下單擊控制欄頂部的「脈衝響應」標籤，或者從「選項」菜單中選擇「脈衝響應」，或者按鍵盤上的 [Alt/Option] + [I] 鍵來選擇。請注意，此選項卡上的某些設置也可以通過主窗口中的屏幕控件設置。

General Settings

Show IR Peak 將 IR 模式中的鎖定游標設置為每次運行新測量時脈衝響應中的最高峰值。

Overlap %（用於平均，不要與 Spectrograph 顯示的重疊混淆） - 當重疊被設置為非零值時，進入平均雙通道 IR 測量的每個連續測量將與前一幀（幀）共享指定百分比的數據。

優化圖形 - IR（脈衝響應）測量通常具有比圖形的水平軸上的像素數量更多的樣本。這個常見的解決方案是將IR分割為與像素數相同的段，並使用從每個範圍內的最高幅度到最低幅度的垂直線。這可能導致顯示具有大面積的固體顏色，使得比較多個測量變得困難。當勾選“優化圖形”框時，Smaart只繪製每個像素範圍內的最高值，從而產生一個更容易閱讀和比較的單線迹。

Frequency Scale 設置 IR 模式下 Frequency 顯示的頻率縮放和網格規則選項。

Decade 使用對數頻率縮放和十進制（以 10 為基數）垂直網格線來繪製 Frequency 圖。
Octave 使用對數頻率縮放和垂直網格線，間隔為一個八度音程，來繪製 Frequency 圖。
1/3 Octave 使用對數頻率縮放和垂直網格線，間隔為 1/3 八度音程，來繪製 Frequency 圖。

ALCons Split Time 設置用於計算 ALCons（從脈衝響應計算的一種語音可懂度估計）中早期到後期能量比的分割時間。該參數沒有標準，但常見的設置是 10 到 20 毫秒。

Mag Threshold (dBFS) 類似於傳遞函數測量中的幅度閾值。當設置為零時，它被關閉。當設置為其他任何值（以 dB FS 為單位）時，Smaart 將在計算（雙通道）脈衝響應之前將傳遞函數在任何未跨越閾值的頻率上歸零。

Broadband Filter Settings

高通濾波器和低通濾波器的勾選框啟用了可調節的高通和/或低通濾波器，用於廣帶 IR 測量。勾選框右側的數值設置了每個濾波器的截止頻率，單位是赫茲。當使用八度或分音八度帶通濾波器之一時，兩個濾波器會自動被旁路。所有 IR 模式下的濾波器僅在顯示目的下後處理 IR 數據，意味著它們既可以用於基於文件的數據，也可以用於新測量的數據。濾波是非破壞性的，不會改變基礎測量數據。

Frequency Plot Settings

Magnitude Range (dB) 控制有助於在 IR 模式下設置 Frequency 圖的特定分貝範圍，但您也可以使用 +/- 鍵或右鍵單擊並拖動鼠標縮放來調整範圍，就像您可以對其他類型的圖形進行操作一樣。

Trace Controls - 脈衝響應測量的傅立葉變換本質上是一個傳遞函數幅度顯示，因此在 IR 模式下最常用的是對數（分音八度）平滑來平滑 Frequency 圖。但是，由於 IR 模式還可以用於記錄和分析包含其他類型音頻數據的波形文件，因此使用 RTA 風格的分帶（按帶求和）而不是連續平滑來查看某些類型的數據可能也是有利的。

當選擇 Banding 单选钮時，IR 模式 Frequency 圖上的 Smoothing 控件會變為 Banding 控件。請注意，分帶導致 Frequency 圖的軌跡相對於對數平滑顯示每八度增加 3 dB，因此通常不太適合分析 IR 數據。