Das SIM Sytem II ist ein leistungsstarkes, kompaktes Sytem, das den SIM-2201 Sound Analyzer, das SIM-2403 Interface Network und eine Auswahl an Softwareoptionen, Mikrofonen und Zubehörkabeln beinhaltet. Dieses Meßinstrument ist zur Messung von Audiofrequenzen bei akustischen Systemen und die Anwendung von präzisen elektronischen Korrekturen zur Einstellung des Abstrahlverhaltens des Systems optimiert.

Das SIM System II wird durch Meyer Sound´s schallquellenunabhängige Meßtechnik ergänzt, eine Zweikanalmethode, die statistisch unvorhersehbare Anregungssignale beinhaltet. Jedes Anregungssignal, das den betreffenden Frequenzbereich umgibt (sogar nur stoßweise) kann eingesetzt werden, um Messungen von akustischen oder elektronischen Systeme in höchstem Maße genau zu erhalten. (so können z.B. Konzertsäle und Lautsprechersysteme während einer musikalischen Darbietung mit dem Programm als Testsignal charakterisiert werden)

Der SIM-2201 Sound Analyzer führt mit der 32-Bit Fließkomma-Methode Audiosignalmessungen bei einem Dynamikumfang von >100dB durch (das tatsächliche Eingangssignalspektrum ist auf Grund der wählbaren Verstärkung größer) und ist in einem industriellen Chassis mit 4 Höheneinheiten untergebracht. Das Gerät ermöglicht Messungen mit zwei Anschlüssen zwischen zwei von drei Eingängen an der Vorderseite (ein Mikrophon mit umschaltbarer Phantomleistung, zwei isolierte Leitungspegel) und besitzt ein mehrpoliges Interface für automatisierte Messungen von Zweikanalsystemen an der Rückseite. Optionale Hardware- und Software-Upgrades ermöglichen ein Umschalten zwischen bis zur 64 Messpunkten.

Die Messdaten können als Amplitude zu Zeit Verhältnis (Impulsantwort) oder Amplitude und Phase zu Frequenz Verhältnis (Frequenzantwort) angegeben werden. Zur Messung des Frequenzspektrums wird ein Einkanalspektrummodus zur Verfügung gestellt. Die Frequenzbereichsdaten werden auf einer logarithmischen Frequenzachse angezeigt. Eine Delay-Sucherfunktion erkennt und gleicht sich ausbreitende Delays intern aus.

Das SIM-2201 beinhaltet einen von der Vorderseite steuerbaren Tongenerator mit niedriger Verzerrung für Sinustöne, rosa Rauschen und modulierte Pulsoutputs, Aussteuerungsanzeigen für die eingehenden Messsignale und den Genarator, eine auswechselbare Festplatte, einen DOS formatiertes 1,44 MB Diskettenlaufwerk zur Speicherung von Daten, einen hochauflösenden Monitoranschluss und Multi-Pin System Interface Verbindungen an der Rückseite. Zur akustischen Überwachung der eingehenden Signale wird auch ein Kopfhöreranschluss geboten. Eine benutzerfreundliche Software mit übersichtlichen Menüs und durchorganisierten Operationen erleichern die Anwendung. Die Messdaten können für eine Nachbearbeitung im ASCII Format auf Disketten gespeichert oder für Präsentationen ausgedruckt werden.

Physisches Model

Das SIM II ist nicht nur zur Beschreibung, sondern auch zur elektronischen Korrektur von akustischen Systemen entwickelt worden. Sein Aufbau und seine Terminologie folgen einem physikalischen Model eines Lautsprechers in einem Raum (Messobjekt) mit einem Messmikrofon, und einem parametrischen Vertsärker (Korrekturnetzwerk) die in Reihe mit dem Eingangssignal verbunden sind. Es wird angenommen, dass das Reizsignal weder ziellos noch vorhersagbar ist, deshalb werden bekannte Testsignale wie ein Rauschen oder stufenförmige Sinuswellen benutzt.

Die drei Eingänge sind verbunden mit dem Netzwerkeingang (A), dem Netzwerkausgang (B) und dem Messmikrofon (C).

Messung eines Lautsprechers in einem Raum und Korrektur seines Verhalten sdurch parametrische Verstärkung.

 

Frequenzgang

Im Frequenzgangmodus zeigt das SIM-2201 die Amplitude, Phasen- und Kohärenzdaten (oder Rauschabstand) der Transferfunktionsberechnungen für je zwei der drei Messeingänge. Der Frequenzgang (Amplitude und Phase) wird berechnet indem das Cross-Power Spektrum durch das Auto-Power Spektrum des Referenzkanals dividiert wird. I

Es könenn drei unterschiedliche Frequenzgangmessungen durchgeführt werden:

• Raum + Lautsprecher - das unverstärkte Systemverhalten gemessen als Vergleich des Verstärkerausganges und des Mikrofons.
• EQ - das Verhalten des Verstärker, im Verstärker am Ein- und Ausgang gemessen.
• Resultat - das korrigierte Systemverhalten, gemessen als Vergleich des Verstärkereingangs und des Mikrofons.

Die Frequenzgangsdaten werden mit Amplitude und Kohärenz (Rauschabstand) im oberen Fenster und Phase im unteren Fenster angezeigt. Eine Gruppenansicht zeigt alle drei Frequenzgänge gleichzeitig an. Zusätzlich kann das umgekehrtes Verstärkerverhalten angezeigt werden um somit das Korrekturnetzwerk einzustellen, das die Abweichungen des Systemverhaltens anpasst. Um genauere Details des Systemverhaltens zu erkennen, können die Ansichten herangezoomt werden.

Die maximale Auflösung im Frequenzgangmodus beträgt 1/24 Oktave (1/30 Oktave im 2.0 Lab Zoom Modus). Um allgemeine Trends erkenn zu können, kann eine 1/6 oder 1/3 Oktave Glättung gewählt werden. Ist die Glättung aktiviert, werden fehlende Datenpunkte in die Verhaltenskurve eingefügt wenn sie in den Glättungsinterval fallen.

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Rauschabstand

Das SIM System II bietet als Alternative zur Kohärnezanzeige auch die Anzeige des dynamischen Rauschabstandes und der Verzerrung bei jeder Frequenz an.

Der Rauschabstand einer Messung wird berechnet indem die Kohärenz durch 1 minus die Kohärenz dividiert wird. An Stellen an denen die Kohärenz 1 beträgt (keine Verunreinigungendes Signals) ist der Rauschabstand theoretisch unendlich Dynamikumfang des Instrumentes >100dB). Bei einer Kohärenz von 0,5, wenn das Rauschen gleichgroß dem Signal ist, beträgt der Rauschabstand 0 dB.

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Delay Finder

Im Delayfindermodus zeigt der SIM-2201 Sound Analyzer das Impulsverhalten des Systems im Test und ermöglicht so die Feststellung von Reflektionen. Das SIM-2201 berechnet das Ausbreitungsdelay zwischen dem Referenz- und dem Messkanal und setzt ein internes Delay um die Kanäle auszugleichen. Diese Funktion ist innerhalb 1/8 Zoll bei einer Ausbreitung bis 30 Meter sehr genau.

Ein zusätzliches Verfahren zur Bestimmung von externen Delays kann genutzt werden um Zeitverzögerungen zwischen zwei eingemessen Systemen zu erkennen und anzuzeigen und Delays zur Synchronisation räumlich getrennter Systeme zu setzen.

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Spektrum

Im Spektrummodus zeigen Einzelkanel-Berechnungen den Spektralgehalt einer Messung mit einer Auflösung von 1/6 Oktave an. Die Amplitude liegt hier bei ±0.1 dB.

Da der Spektrummodus für Sinuswellenreize optimiert wurde, wird er haupsächlich zur Verzerrungsanalyse eingesetzt. Der Spektrummodus kann bis zu neun Harmonien auflösen. Die einzelnen Verzerrungskomponenten werden summiert und als prozentualer Wert im Verhältnis zur Amplitude an der jeweiligen Cursorposition angezeigt.

Mit der Höchstwertfunktion kann der Cursor den momentan höchsten Amplitudenwert auf der Spektrallinie finden und halten.

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SIM (Source Independent Measurement)

Das SIM ist eine zweikanälige akustische Analysemethode bei der das Reizsignal unabhängig vom Messsystem sein kann, also nicht von ihm erzeugt oder geregelt wird. Diese Analysemethode ermöglicht äußerst genaue Frequenzgangsmessungen in Situationen in denen der Einsatz von kalibrierten Testsignalen störend sein würde oder bei denen ein Reizsignal bereits besteht.

Herkömmliche FFT Analyzer wurden schon früher für solche zweikanäligen Messungen genutzt, sie wurden aber ungenau und neigten zu Fehlern, wenn das Reizsignal statistisch unvorhersagbar ist und besonders wenn die Soundwiedergabe durch Rauschen verunreinigt ist. Eine Mittelwertbildung kann hier helfen, birgt bei herkömmlichen Methoden aber trotzdem noch ein Restrisiko an Fehlern beim Ergebnis.

Das SIM System II überwindet diese Begrenzungen durch den Einsatz neuer Algorithmen die Fehler beträchtlich eleminieren.

 

Signal-Schwellwert

Der SIM-2201 legt einen Amplituden-Schwellwert für das Meßsignal fest. Wenn das Signal diesen Schwellwert überschreitet wird das Signal dem System zur Berechnung übergeben. Wenn das Signal den Schwellwert unterschreitet wird es ignoriert. Signale, die das Meßsystem übersteuern, werden automatisch zurückgewiesen. Sollten mehrere Meßwerte für eine Frequenz während der Meßdauer anfallen, werden diese gemittelt.

 

Kohärenz-Auswertung

Die Kohärenz wird als das Verhältnis zwischen Quellsignal und dem anliegenden Meßsignal definiert. Die Werte liegen zwischen 1 (keine Verunreinigung) und 100 (100% Verunreinigung). Das Meßsystem legt für jede Frequenz einen Kohärenz-Schwellwert fest. Fällt die Kohärenz unter den jeweiligen Schwellwert, wird die Messung für diese Frequenz für ungültig erklärt.

 

Constant-Q Umwandlung

Der SIM-2201 verwendet kleine Meßfenster für hohe Frequenzen und fortlaufend größere Meßfenster für jede darunterliegende Oktave. Damit sollen Verfälschungen des Meßbildes durch Signalkontermination mit reflektierten Signalen ausgeschlossen werden. Die Daten sollen somit mit gleicher Auflösung pro Oktave angezeigt werden.

 

Vektorenmittelung

Die Meßwerte werden in Vektoren umgerechnet, welche reale und imaginäre Komponenten je Frequenz enthalten. Diese Komponenten werden gleichzeitig linear gemittelt. Die Vektordarstellung der Meßwerte ermöglicht die Herausrechnung der Nebengeräusche aus dem Meßsignal somit die Beibehaltung des Betrages und der Phase des eigentlichen Meßsignals. Die Mittelung des RMS ist ebenfalls möglich.

Vectordarstellung eines Audiotestsignals mit Verunreinigung.

 

 

Erweiterungsoptionen

v2.0

Das Meßgerät besitzt eine einzelne DSP-Karte und Software zur Messung zweikanaliger Systeme. Es kann auf Stufe v2.3s oder v2.3m aufgerüstet werden.

v2.3s

Das Meßgerät besitzt drei DSP-Karten und Software für drei gleichzeitige Frequenzgangmessungen. v2.3s kann auf Stufe v2.3m aufgerüstet werden.

v2.3m

Das Meßgerät besitzt drei DSP-Karten und Software für drei gleichzeitige Frequenzgangmessungen sowie Schnittstellenkarten zum Anschluß eines Mikrofonumschaltesystems. Es können bis zu 64 Meßmikrofone unterstützt werden.

 

SIM-2403 Interface Network

Das SIM-2403 ist vom Meßgerät aus fernbedienbar. Es besitzt acht Eingangsblöcke, welche jeweils zwei Linepegel-Eingänge (A und B) sowie einen Mikrofoneingang (C, phantomspeisefähig) besitzen. Diese Eingangsblöcke können auf den Ausgangsblock (Ausgänge A, B, C) geschaltet werden. Pro Eingangsblock zeigt eine Mehrsegmentanzeige die Aussteuerung der Signaleingänge in dB SPL an. Weiterhin befindet sich auf der Frontseite ein Anschluß für eine Schwanenhals-Lamp. Das System bietet einen Sicherheitsmodus, bei dem eine Stummschaltung der einzelnen Kanäle nicht möglich ist.
Das SIM-2403 wird folgenden Spezifikationen gerech:
Kanal-Kapazität: 24 (8 Mikrofonkanäle, 16 Linepegel-Eingänge). Meßeingänge: Impedanz 10kOhm (A/B) symmetrisch, 20kOhm (Mikrofon) symmetrisch; Phantomspeisung 48V Gleichspannung +/-2V; maximaler Eingangspegel >24Vpk symmetrisch (A/B) bzw. 1Vpk (Mikrofon); Eingangsempfindlichkeit Mikrofon: 2,5mV/pa bis 1,25mV (intern einstellbar); Frequenzgang +/-0,2dB bei 20Hz-20kHz. Ausgangskanäle: 300 Ohm symmetrisch, 24Vpk Schwingvermögen, Frequenzgang +/-0,2dB bei 20Hz-20kHz, -6dB bei 5Hz und 100kHz; Regelbereich 0dB bis –12dB; Anzeige: 20-Segment LED in dB SPL (3dB-Schritte), VU-Charakter, 0,18 Sekunden Zeitkonstante, Crest-Faktor 4. Netzspannung 100/120/220/240V Wechselspannung (umschaltbar).