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2010

LED-Washlights im Test:GLP & SGM

Endlich sichere Pegel:NTI XL2

Report: Beschallung inWM-Stadien Südafrika

Funhouse-Tour

P!NKArtikel aus Production Partner

Acoustic Analyzer NTI XL2

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Die in Lichtenstein ansässige Firma NTI hat sich in den vergangenenJahren zu einem der führenden Hersteller von Audio-Messgerätenentwickelt. Neben Geräten für die Fertigungskontrolle von Lautspre-chern und Telefonen sind es vor allem die Handgeräte, die NTIbekannt gemacht haben. Es gibt wohl kaum einen Tontechniker, dernicht in seinem Handgepäck irgendeinen der kleinen Helfer von NTIhat. Sei es einer der Generatoren, der Minilyzer oder der Acoustilyzer.Letztgenannter ist eher bekannt unter der Bezeichnung AL1 und hates als Schallpegelmesser und STI-PA-Messgerät in den letzten Jahrenzu einer außerordentlich großen Verbreitung nicht nur bei Tontech-nikern gebracht. Viele Gutachter und Prüfstellen des TÜV etc. habensich ebenfalls mit den AL1 Sets ausgerüstet, um Sprachverständlich-keits- und Maximalpegelmessungen an Notfallwarnanlagen norm-gerecht durchführen zu können. Die große Beliebtheit dürfte zumeinen vom relativ günstigen Preis für den AL1-Handpegelmesser herrühren, aber auch maßgeblich durch die übersichtliche und leichteBedienung begründet sein. Trotzdem ergaben sich natürlich über dieJahre eine Reihe von Wünschen, die sich auf der schon etwas älterenHardwareplattform des AL1 nicht mehr realisieren ließen. Ganz obenauf der Wunschliste standen die Schallaufzeichnung und eine Nach-hallzeitmessung mit Impulsanregung anstelle des abgeschaltetenRauschens. Mit dem XL2 gibt es nun die neue Hardwareplattformmit der Grundfunktion eines Schallpegelmessers und optionalenZusatzpaketen für erweiterte Messfunktionen. Äußerlich wurde dasGerät dem schon bekannten Design des Minirator MR-Pro ange-passt. Das Gehäuse ist jetzt deutlich solider und mit einer griffigenSchutzschale umgeben. Das Display wurde durch ein großes, hellleuchtendes grafisches LC-Display ersetzt und die Stromversorgungauf Li-Akku umgestellt. Ebenfalls neu im Angebot bei NTI sind diebeiden Messmikrofone M4260 und M2210. Näheres hierzu später.

Komponenten des NTI Akustik SetsZum Test gestellt wurde der XL2 innerhalb eines kompletten Setsbestehend aus dem XL2 als Kerngerät, dem Minirator MR-Pro alsGenerator, den beiden Messmikrofonen sowie den installiertenOptionen für STI-PA und erweiterte Akustikmessungen. Alleszusammen inklusive diverser Netzteile, Kabel und Ladegeräte wirdin einem soliden Metallkoffer geliefert, der auch äußerlich den

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N T I X L 2TEST

Acoustic Analyzer NTI XL2 Ein großes grafisches Display, ein deutlicherweiterter Funktionsumfang und Recorder-funktionen sind nur einige der wichtigenNeuerungen des XL2. Insbesondere die DIN-gerechte Messung von Pegeln bei Veranstal-tungen kann mit dem XL2 sicher durchge-führt werden.

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gehobenen Anspruch gegenüber dem frü-heren Plastikköfferchen unterstreicht. Jenach Ausstattung liegen die Preise derKomplettsets zwischen 1.841 € und 3.247 €.

Messmi krofoneNicht ganz unwesentlich wird der Preis derKomplettsets auch durch das zugehörigeMessmikrofon bestimmt. Die beidenModelle unterscheiden sich zum einendurch die Größe der Kapsel und durch ihretechnischen Daten. Das M2210 ist ein Klas-se 1 Mikro mit einer Halbzoll-Kapsel miteiner typischen Empfindlichkeit von20 mV/Pa. Das 4260 mit einer Viertelzoll-Kapsel und 30 mV/Pa Empfindlichkeiterfüllt die Klasse-2-Bedingungen. DieIEC61672-1 gibt bestimmte Toleranzschläu-che vor, die für eine Klasse 1 bzw. 2 Einstu-fung eingehalten werden müssen. Alle weiteren Eigenschaften treffen für beideMikrofontypen zu. Die Stromversorgungder integrierten Preamps erfolgt über 48 V Phantomspeisung. Die Richtcharakte-ristik ist omnidirektional und die angege-benen Frequenzgänge wurden im Freifeldermittelt, d. h. der angegebene Frequenz-gang bezieht sich auf senkrechten Schall–einfall von vorne im Freifeld. Für eine Diffusfeldkapsel wird dagegen der Fre-quenzgang im diffusen Schallfeld, also z. B.in einem Hallraum, ermittelt, wo der Schallgleichmäßig verteilt aus allen Richtungeneinfällt. Die Mikrophone sind bereits mit der Auto-matic Sensor Detection (ASD) ausgerüstet,mit deren Hilfe entsprechend ausgestatteteEmpfänger, wie auch der XL2, vom Mikro-fon die Typenbezeichnung, die Kalibrier -daten und die Empfindlichkeit mitgeteiltbekommen. Der Anwender ist somit vor fal-schen Einstellungen und damit auch fal-schen Messergebnissen relativ sicher.Je nach Anwendung sind bestimmte Eigen-schaften eines Mikrofons mehr oder weni-ger wichtig. Hierzu gehören der maximaleSchalldruckpegel bis ein bestimmter Klirr-faktor erreicht wird, das Eigenrauschen undnatürlich der Frequenzgang. Die beiden erstgenannten bestimmen den möglichenDynamikumfang. Für das Eigenrauschengibt NTI 18 dBA für das M2210 und 27 dBAfür das 4260 an. Möchte man mit den Gerä-ten kleinen Störpegeln nachspüren, dann

bleibt ganz klar nur die Entscheidung fürdas M2210. Ähnliches spielt sich am ande-ren Ende der Pegelskala ab. 136 dB für dasM4260 und 145 dB Maximalschalldruck fürdas M2210 sind die Herstellerangaben.Auch hier fällt die Entscheidung zu Guns -ten des Klasse-1-Modells M2210 aus, wennman hohe Schalldrücke, z. B. bei Laut-sprechermessungen, sicher und ohne Ver-zerrungen erfassen möchte. Die Frequenzgänge der beiden Mikros zeigtAbbildung 1. Zu beachten ist in der Darstel-lung sowohl der weite Frequenzbereich bis40 kHz, wie auch die stark gedehnte Pegel -achse mit nur ±8 dB Umfang. Beide Mikro-fone schneiden hier gut ab. Vor allem dasKlasse-1-Modell M2210 liegt zwischen20 Hz und 20 kHz innerhalb eines ±1 dBToleranzbereiches. Das M4260 verfehlt die-ses Kriterium auch nur ganz knapp. Erstelltwurden diese beiden Messungen im direk-ten Vergleich zu einem Viertelzoll-Messmi-krofon B&K 4939 mit Werkskalibrierung.

Generator MiniratorFür die Einspielung der Messsignale gibt eszwei Möglichkeiten. Zum einen liegen demSet CDs bei, auf denen Sinussignale, diverseRauschsignale und natürlich auch das STI-PA-Testsignal, ein mehrfach modulier-tes Rauschen, gespeichert sind. Alternativdazu gibt es den Minirator in Form eineskleinen Handgerätes mit symmetrischemund unsymmetrischem Ausgang. Auf demGerät gespeichert sind bereits Pinknoise,Whitenoise, das STI-PA-Signal, Sweeps,Sinussteps sowie diverse Sprachsamples.Zusätzlich kann der Anwender noch eigeneSignale als WAV-Dateien im 16-Bit/48kHz-Format auf dem Gerät speichern. AndereAbtastraten sind nicht möglich. Insgesamtstehen für eigene Samples noch ca. 480 MBSpeicherplatz zur Verfügung, mithin aufjeden Fall ausreichend, um genug spezifi-sche Testsignale und Sequenzen abzulegen.Die Ausgangsspannung lässt sich in in 0,1-oder 1-dB-Schritten in einem sehr weitenPegelbereich zwischen –80 und +18 dBueinstellen. Alle wichtigen Einstellungendes MR-Pro befinden sich mit einer jeweilszugehörigen Taste im direkten Zugriff. Das ist die Signalauswahl, die Frequenzein-stellung, soweit relevant, und die Pegelein-stellung. Zusätzlich zu den eigentlichen

Generatorfunktionen gibt es noch denKabeltester, die Anzeige der Signalsymme-trie sowie Messfunktionen für eine mögli-che Phantomspannung und der Eingang-simpedanz. Alle angezeigten Werte stimm-ten beim Testgerät absolut exakt. Eine wei-tere wichtige Funktion ist noch die fre-quenzabhängige Messung der an denGenerator angeschlossenen Impedanz. Hierkann bei der kontinuierlich oder in Terzenwählbaren Generatorfrequenz die Impe-danz in Betrag und Phase angezeigt werdenoder alternativ auch der Nennleistungs-wert für verschiedene Spannungen von 25bis 200 Volt, etwa für 100-V-Systeme. Zurück zur eigentlichen Generatorfunktionstellt sich die Frage, welche Erwartungenman an die Signalqualität z. B. für Verzer-rungs- oder Frequenzgangmessungenhaben darf. Die Messwerte dazu finden sichin Abbildung 3 bis 5. Der Frequenzgang istmit maximal –0,25 dB zwischen 20 Hz und22,3 kHz vorbildlich gerade. Die Ausgangs-dynamik von 111 dB (lin. bew.) sowie Verzer-rungswerte von –97 dB bedürfen ebenfallskaum einer weiteren Erläuterung. Der MR-Pro liefert als Generator eine hohe Signal-qualität, die sich auch für Verzerrungsmes-sungen gehobenen Standards gut eignet.

TH D- und PegelmessungenPassend zum Thema Signalqualität desGenerators kommen wir als erste Mess-funktion des XL2 zur THD- und Pegelmes-sung für elektrische Signale. Sobald dasGerät ein periodisches Signal am Eingangerkennt, wird die Grundfrequenz innerhalbweniger ppm Abweichung bestimmt, derTHD+N-Wert berechnet und die Ergebnissezusammen mit dem Gesamtpegel ange-zeigt. Die Anzeige kann in dBu, dBV und Verfolgen. Der Verzerrungswert wird in dBoder alternativ in % angezeigt. Im Eingangkönnen dabei noch diverse Filter wie A-Bew., C-Bew. oder Hochpässe bei 400 Hzbzw. 19 kHz zugeschaltet werden. Das 19-kHz-Filter wird für die 20-kHz-Pilottonerkennung benötigt und das 400-Hz-Filter für die Unterdrückung möglicherNetzstörungen. Auch hier kommt mannatürlich schnell zu der Kernfrage, wo dieGrenzen des XL2 für diese Art Messungenliegen. Das vom Gerät selber gemesseneGrundrauschen liegt bei –112 dBu (lin. bew.).

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Abb. 1: Frequenzgänge der beiden Messmikrofone M2210 (rot) undM4260 (blau). Vor allem das Klasse 1 M2210 schneidet mit einem Ver-lauf von 20 Hz bis 20 kHz innerhalb eines ±1 dB Toleranzbereichessehr gut ab.

Abb. 2: Frequenzgänge des XL2 für die drei Verstärkungsstufen. Fürdie höchste Verstärkung (blau) liegt die Clipgrenze bei –11dBu, für diemittlere Stufe (rot) bei +7 dBu und für die geringste Verstärkung(grün) bei +31 dBu.

Abb. 3: Frequenzgang des MR-Pro Generators gemessen mit einemSweepsignal. Zwischen 20 Hz und 22,3 kHz ist der Frequenzgang per-fekt gerade. Bei 20 Hz sowie bei 22,3 kHz beträgt der Pegelabfallgerade einmal 0,25 dB. Am oberen Ende wird der Verlauf durch diefeste Abtastrate von 48 kHz begrenzt.

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NTI

XL2

TEST

Dem gegenüber steht eine Clipgrenze für die maximale Eingangs-spannung von +30 dBu. Ein eingespeistes Sinussignal mit einemgemessenen THD+N von –112 dB lieferte auf dem XL2 einenTHD+N-Wert von –100 dB (= 0,001 %). Auch hier kann man daherguten Gewissen behaupten, dass der XL2 für ein kleines tragbaresMessgerät exzellente Werte liefert. Über die Mithörmöglichkeitüber den eingebauten Lautsprecher oder über den Kopfhöreraus-gang kann zudem das gemessene Signal mit stark unterdrückterGrundwelle angehört werden. Man hört in diesem Fall primär dieVerzerrungskomponenten und kann so deren Veränderungen inAbhängigkeit vom Pegel oder der Frequenz beurteilen.

Schal lpegelmesserDie Pegelmesserfunktion ist ganz klar die breitest ausgebauteFunktion des XL2. Gemessene Schallpegel können mit verschiede-nen Frequenz- und Zeitgewichtungen bestimmt und protokolliertwerden. Für die Frequenzgewichtung gibt es die drei Varianten A, Cund Z. Die A- und C-Kurve sind gehörrichtige Bewertungen bei niedrigen (A) und hohen (C) Pegeln. Der Begriff Z-Gewichtung hatsich für eine lineare Bewertung eingebürgert, die üblicherweisebei elektrischen Messungen oder selektiven Frequenzbandmes-sungen eingesetzt wird. Die A-Bewertung hat sich heute bei fastallen Schallpegelmessungen, wo Summenpegel über alle Fre-quenzbänder beurteilt werden, etabliert, wenngleich das strengbetrachtet nicht korrekt ist. Die A-Kurve entspricht der Hörkurvebei sehr nied rigen Pegeln in einer Größenordnung von 40 dB bei1 kHz. Dem entsprechend stark fällt die Kurve zu den Rändern hinab. Bei höheren Pegeln müsste die Kurve zunehmend flacher wer-den. Der Einfachheit halber hat man sich jedoch in vielen Normendarauf geeinigt, breitbandige Schallpegelmessung unabhängigvom Pegel A-bewertet auszuführen, sodass auch einfache analogeMessgeräte eingesetzt werden können. Moderne digitale Gerätekönnten auch eine pegelabhängige präzisere Frequenzbewertungfür alle Pegelbereiche durchführen. Die zweite gebräuchliche Frequenzgewichtung ist die C-Bewer-tung, wo der Pegel lediglich noch zu den Rändern hin gemäßigtabgeschwächt wird. Für hohe Schalldruckpegel ist die C-Bewer-tung daher besser geeignet. Eingesetzt wird die C-Bewertung nachNorm meist bei Spitzenpegelmesswerten. Die B-Bewertung liegtzwischen A- und C- und wäre somit für mittlere Pegelwerte anzu-wenden, ist aber in der Praxis ebenso wie die D-Bewertung nichtmehr gebräuchlich. Bei den zeitlichen Bewertungen wird es noch etwas komplizierter.Hier gibt es die Varianten Slow, Fast, Impuls, Peak, äquivalenterDauerschallpegel, gleitender äquivalenter Dauerschallpegel undSchallexpositionspegel. Slow, Fast, Impuls und Peak definieren dieZeitkonstanten bzw. Integrationszeiten für den Pegelanstieg undAbfall. Für die Einstellung Slow liegt diese bei 1 s für Fast bei 125 ms.Die Impulsbewertung verwendet eine kurze Integrationszeit fürden Pegelanstieg von 35 ms und eine lange Integrationszeit für denPegelabfall von 2 s, sodass kurze Impulse stärker in die Pegelbe-rechnung eingehen. Noch ausgeprägter ist die Variante Peak, wobeide Zeitkonstanten Null sind und somit jede noch so kurze Sig-nalspitze erfasst wird.

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Abb. 4: Störspektrum am Ausgang des MR-Pro mit einem sehr niedri-gen Pegel von –93 dBu linear bewertet. In Relation zur maximalenAusgangsspannung von +18 dBu entspricht das einem Dynamik -umfang von 111 dB.

Abb. 5: Klirrspektrum des MR-Pro bei 1 kHz und +4 dBu Ausgangs-spannung. Die Verzerrungen in der Summe (THD) liegen bei sehrguten –97 dB (= 0,00141 %).

Eine sehr häufig verwendete Angabe ist der äquivalente Dauer-schallpegel, LeqT abgekürzt, der für ein beliebiges Schallsignal derDauer T den Pegel eines äquivalenten kontinuierlichen Signalsangibt. Wäre die betrachtete Zeit z. B. eine Minute und währenddieser Minute wäre über 15 s ein Pegel von 70 dBA gemessen wor-den und für die restlichen 45 s von 30 dBA, dann würde sich darausein LAeq1’ von 64 dBA ergeben. Die 30 dBA sind gegenüber den70 dBA vernachlässigbar und die 70 dBA verteilen sich über die ins-gesamt vierfache Dauer, was einem Abzug von 6 dB entspricht. Deräquivalente Dauerschallpegel wird für einen fest gelegten Zei-traum berechnet, z. B. für die Zeit Nachtruhe von 22:00 bis 6:00.

Dem gegenüber bezieht sich der gleitende äquivalente Dauer-schallpegel immer auf den aktuellen Messzeitpunkt und eine defi-nierte zurückliegende Zeitspanne. Der Schallexpositionspegel istdie gesamte während einer gegebenen Messzeit aufgenommeneSchallenergie. Bezieht man diese auf die Messdauer, dann ergibtsich daraus wieder der schon be sprochene äquivalente Dauer-schallpegel. Das Be zugsintervall ist 1 s. Ist man einem kon stantenPe gel von 75 dBA über 60 s aus gesetzt, dann ist der Schallexposi-tionspegel 75 dBA + 10*log(60) = 92,78 dBA. Als weitere Pegelwertekönnen für eine Messperiode auch der Maximal-, der Minimal undder aktuelle Wert (live) angezeigt werden.

Als Option im erweiterten Akustikpaket gibt es dann noch die Per-zentilen Schall pegel sowie die Taktmaximalpegel. Der Taktmaxi-malpegel berücksichtigt die als störend empfundene Takthaltig-keit von Sig nalen und wird als maximaler Schallpegel mit A-Fre-quenz-Gewichtung und F-Zeitgewichtung während eines gegebe-nen Zeitintervalls von 3 oder 5 s bestimmt. Einige Messvorschriftenbilden zudem noch Differenzwerte z. B. zwischen dem Taktmaxi-malpegel und äquivalenten Dauerschallpegel. Alle gängigen Kom-bination werden bei Bedarf vom XL2 angezeigt und protokolliert.Noch nicht erläutert wurde der Perzentilpegel. Die Anleitung desXL2 sagt dazu knapp und aussagekräftig: „Während xx% der Mess-dauer ist der Schallpegel höher als der angezeigte Messwert; z. B.LAF90% misst den Schallpegel, der für mindestens 90 % der Mess-dauer erreicht wird. Der perzentile Wert xx% ist wählbar für 1 %,5 %, 10 %, 50 %, 90 %, 95 %, 99 %“. Diese statistischen Schallpegel-verteilungen werden typischerweise bei Analysen von Umge-bungslärm oder auch bei der Messung von Sprachsignalpegeln ver-wendet. Nach VDE 0833-4 kann die Wiedergabelautstärke einesSprachalarmsystems entweder mit Hilfe eines rauschförmigenTestsignals mit Sprachspektrum oder mit einem „echten Sprach-signal“ gemessen werden. Bei Letzterem kann keine einfache Mes-sung des äquivalenten Dauerschallpegel LAeq durchgeführt wer-den, da hier die Länge der Sprachpausen den Wert direkt beeinflus-sen würde. Stattdessen ist der LA10% zu messen, der nur den in 10 %der Zeit überschrittenen Pegel berücksichtigt und damit im Nor-malfall von Sprechpausen unbeeinflusst bleibt.Die vielen verschiedenen Varianten und Vorschriften der Schallpe-gelmessung lassen schon das Problem erkennen, dass es nichtimmer ganz einfach ist, auch die passenden Werte zu bestimmenund festzuhalten. Während es bei alten Pegelmessern noch einerEntscheidung im Vorfeld der Messung bedurfte, welche Werte rele-vant waren, kann dank der Speicherkapazität moderner Geräte wiedes XL2 pauschal erst einmal alles gespeichert und dann späterausgewertet werden. Der XL2 bietet dazu die Protokoll- und dieLogging-Funktion. Für beide Funktionen können entweder selektivbestimmte Messwerte aufgezeichnet werden oder eben pauschalalle verfügbaren Varianten und Kombinationen einschließlich derTerz- und Oktavbandwerte. Auf dem Display des Gerätes könnenwährend der Messung je nach Größe der Darstellung drei oder fünfMesswerte angezeigt werden.

Abb. 6: Bewertungskurven der verschiedenen Filtertypen

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Ist die Protokollfunktion eingeschaltet,dann werden immer am Ende einer jedenMessung, oder im Dauerbetrieb eines jedenMesszyklus, alle Werte in der Protokolldateiim ASCII Format (R_SLM) auf der SD-Kartegespeichert. Die Logging-Funktion arbeitetähnlich. Hier können bestimmte Zeitinter-valle vorgegeben werden, in denen alleWerte in zwei Logging-Dateien, einmal fürdie Breitbandwerte (L_SLM) und optionalschaltbar für die einzelnen Frequenzband-

werte (L_RTT) geschrieben werden. Im Log-ging-Modus kann zudem eine Aufzeich-nung des Messsignals in einer WAV-Dateierfolgen. Das Format ist 24 Bit/48 kHz oderalternativ als komprimiertes ADPCM. Die

komprimierte ADPCM-Aufzeichnunggehört zur Grundausstattung des XL2, dieWAV-Aufzeichnung ist Bestandteil deserweiterten Akustikpaketes. Der große Vor-zug einer Aufzeichnung liegt darin, dasssich auch später noch leicht nachprüfenlässt, welches tatsächliche Schallereignisjetzt mit einem bestimmten Messwert inZusammenhang steht.Neben dem eigentlichen Messsignal können auch noch Kommentare aufge-

zeichnet wer-den, die z. B. bei über-

wachten Messungen erfol-gen, wenn unerwartete Ereig-

nisse auftreten und die Messwertebeeinflussen. Der Anwender kann sich

zur Überwachung der Messung entwederdirekt vor Ort befinden oder auch an einermit einem langen Kabel für das Mikrophonabgesetzten Position, wo dann die Möglich-keit besteht über Kopfhörer oder auch über

den eingebauten Lautsprecher des XL2 dasMesssignal direkt mitzuhören.

Pegelüberwachung nach DI N15905-5Neben den allgemeinen Schallpegelmes-sungen dürfte die Veranstaltungsüberwa-chung nach DIN 15905-5 zu den wichtigenFunktionen des XL2 gehören. Beim Start desXL2 mit Setup Menu gibt es daher auchschon ein fertiges Setup speziell für diesenEinsatz. Alle nicht damit zusammenhän-genden Funktionen sind dann ausgeblen-det und es können nur diejenigen Parame-ter überhaupt eingestellt werden, die zugenau dieser Funktion gehören. Die Mög-lichkeit der Fehlbedienung ist damit auf einMinimum reduziert. Worum geht es genau?Es ist bei einer Veranstaltung zum Schutzdes Publikums sicherzustellen, dass am lau-testen für Publikum zugänglichen Ort derBeurteilungspegel Laeq30’ also der A-bewer-tete äquivalente Dauerschallpegel überdreißig Minuten einen Wert von 99 dBAnicht überschreiten darf und zu keiner Zeitein LCPKmax, der C-bewertete Spitzenpegeleinen Wert von 135 dB nicht überschreitet.Weitere Bedingungen besagen, das Publi-kum bei zu erwartenden Berurteilungspe-geln von mehr als 85 dBA zu informierenund bei mehr als 95 dBA zum Tragen vonGehörschutz aufzufordern. Genau dafür istdas Gerät mit diesem Setup voreingestellt.Die Dauer der Messperioden ist 30 Min., derMessbereich ist auf 50 bis 150 dB eingestelltund angezeigt werden der Laeq30’ undLCPKmax der aktuell laufenden Messperiodesowie der Laeq5’’, der A-bewertete äquivalen-te Dauerschallpegel für 5 Sekunden zurkurzfristigen Orientierung, welcher Pegelgerade vorherrscht. Zusätzlich gibt es nochfür den ganz schnellen Überblick am Geräteine Limit-LED, die bis 95 dB Laeq5’’ grünleuchtet, von 95 bis 99 dB gelb und ab99 dB rot. In Abbildung 7 fallen die Indizes k1 und k2auf, die bisher noch nicht erläutert wurden.Dahinter stehen Korrekturfaktoren für dieDifferenz zwischen dem lautesten Ort imPublikum und der tatsächlichen Messposi-tion. In der Regel wird es nicht möglichsein, das Messmikrofon dort zu platzieren, wo der höchste Pegel zuerwarten ist, was meist inmitten der Publi-

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kumsfläche irgendwo ist. Zudem wäre dortauch ein hoher Störpegel durch das Publi-kum selber zu erwarten, z. B. das Kreischentausender Teenies wenn Tokio Hotel dieBühne betritt. Daher steht das Mikro meist etwas abseitsvom Publikum, z. B. am FOH-Platz, dem sogenannten Ersatzimmissionsort, und eswird ein Korrekturfaktor von dort zum ver-meintlich lautesten Platz, dem Immissions-ort, eingerechnet. Dieser ist vorab durchzwei Messungen an den beiden Positionengewissenhaft zu bestimmen. Dazu wird dieLautsprecheranlage mit einem breitbandi-gen Pinknoise beschickt und an beiden Posi-tionen gemessen. Eine vorkonfigurierte Ein-stellung am XL2 macht diese Messungleicht. Abb. 8 zeigt die Vorgehensweise, wolediglich das Mikro an den beiden Positio-nen aufzustellen und die Messung zu star-ten ist. Nach etwas mehr als zweimal 5 s Messdauer liegen dann dieKorrekturfaktoren vor. Zum Abschluss einer Veranstaltung wird die Messung gestoppt undder XL2 schreibt eine Report- und eine Logging-Datei im ASCII-Formatauf seine SD-Karte. Gibt es hier Unregelmäßigkeiten, z. B. ein extremhoher Spitzenpegel, dann lässt sich anhand der Logging-Datei der Zeit-punkt auf 5 s genau bestimmen, die man anschließend im synchronaufgezeichneten WAV-File anhören kann. In einem der nächsten Firm-ware-Updates, das wie immer kostenlos sein wird, werden die Reportseinheitlich zeilenbasiert umgestellt werden, sodass eine automatisier-te Visualisierung in Excel vereinfacht wird. Der Veranstalter kann danach die Reports archivieren und ist so jederZeit in der Lage nachzuweisen, dass er seiner Sorgfaltspflicht nachge-kommen ist.Ähnlich komfortabel wie für die DIN 15905-5 lassen sich ebenfalls miteinem vorgefertigten Setup die Messungen der Schweizer SLV (Schallund Laserverordnung) 2007 nachmessen. Im Prinzip ist das Messver-fahren mit dem der DIN 15905 vergleichbar, nur die Grenzwerte undzeitlichen Zyklen sind geringfügig anders.

STI-PA MessungenIn ähnlicher Form, wie sich der Bedarf nach Messgeräten für die DIN15905-5 entwickelt hat, verhielt es sich auch mit Geräten für die Mes-sung der Sprachverständlichkeit nach DIN 60268-16 und VDE 0833-4.Durch die Anwendung der Normen für Notfallwarnsysteme undnatürlich auch für den Nachweis dem Kunden gegenüber entstandeine große Nachfrage nach einfach zu handhabenden Geräten für dieMessung der STI- bzw. STI-PA-Werte. Gemessen wird die Sprachver-ständlichkeit mit Hilfe eines mehrfach modulierten Rauschsignals,dessen Verlust an Modulationstiefe ausgewertet und in den STI-Wertumgerechnet wird. Mehrere Faktoren können dabei zum Modulations-verlust und zur Verminderung der Sprachverständlichkeit führen. Dassind in erster Linie der Nachhall und Störgeräusche. Weitere Faktorensind in Abhängigkeit vom Signalpegel die Hörschwelle auf der einen

Abb. 7: XL2 Bildschirm im 15905 Modus. Hierhat man alle relevanten Werte sofort imBlick.

Abb. 8: XL2 Bildschirm zur Messung der Kor-rekturfaktoren k1 und k2

Abb. 9: Report einer zweistündigen Messung in 30-Minuten-Zyklennach DIN 15905-5. Lediglich ein Wert (LCPKmax) in Zyklus 4 wurdeleicht überschritten.

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Seite, wenn Signale sehr leise sind oder wenn Hörschäden vorliegen undauf der anderen Seite die Selbstmaskierung von Sprache, wenn sie sehr lautwird. Eine optimale Sprachverständlichkeit wird für Pegel zwischen 55 und80 dBA erreicht. Die natürliche Sprechlautstärke in ruhiger Um gebung liegtim Mittel bei 60–70 dBA.Abb. 10 zeigt die Zusammenhänge, wie die Sprachverständlichkeit beiansonsten optimalen Bedingungen vom Pegel abhängt. D. h., wenn Sprachesehr leise wird, fallen die ersten Anteile unter die Hörschwelle und die Ver-ständlichkeit sinkt. Wenn Sprache sehr laut wird, maskieren bzw. verdeckenlaute Vokale nachfolgende Details, was ebenfalls zu einer vermindertenVerständlichkeit führt. Daher gilt der Grundsatz: Immer nur so laut wienötig, denn lauter ist nicht zwangsläufig auch besser. Alle diese Zusammenhänge müssen bei der STI-Messung berücksichtigtwerden und sind im XL2 implementiert. Das zugehörige Testsignal kannentweder von einer beiliegenden CD oder natürlich vom MR-Pro Generatorabgespielt werden. STI-PA-Testsignale anderer Hersteller sollten nicht ver-wendet werden, da nicht alle Signale zueinander kompatibel sind. Die Mes-sung der STI-Werte läuft je nach Anforderung in einem oder zwei Schritteab. Wenn der Noiseless STI gemessen wird, dann wird nur eine Messreihebenötigt, muss jedoch ein Störgeräusch mit einbezogen werden, dann mussdas Störgeräusch entweder bei der STI-Messung in seiner Original-Lautstär-ke vorliegen oder es muss eine getrennte Störpegelmessung in einer zwei-ten Messreihe erfolgen. Beide Messreihen können anschließend über einExcel-Sheet von NTI zusammengebracht werden, sodass die STI-Werte dannmit und ohne Störgeräusch in einer übersichtlichen Tabellenform vorlie-gen. Während der ca. 16 s dauernden STI-Messung wird der A-bew.Momentanpegel angezeigt und nach Ablauf der Messung der STI-Wertsowie der Laeq für die Messperiode. In der Detaildarstellung lassen sich auchnoch die linear bewerteten Oktavbandpegel sowie die 14 zur STI-PA-Messung gehörigen Modulationskoeffizienten anzeigen. Alle Messwertewerden im zugehörigen Report-File auf der SD-Karte des XL2 gespeichert.Das STI-Testsignal kann ohne weiteres auch zur Bestimmung des Sprach-signalpegels verwendet werden, da die spektrale Verteilung und der Crest-faktor dem eines natürlichen Sprachsignals entsprechen. Der Crestfaktorliegt bei 14 dB und die spektrale Verteilung entspricht exakt dem einesmännlichen Sprechers nach 60268-16. Zu beachten ist, dass sich die zu mes-sende Anlage während der Messung auch im Alarmierungszustand be fin-det. Da die STI-PA-Messung prinzipbedingt etwas anfällig gegen Zeitvarianzenz. B. durch Wind ist, sollte man sich schon im Vorfeld der Messungen in dereinschlägigen Norm kundig machen, wie die Messung genau durchzufüh-ren ist. In jedem Fall empfiehlt es sich, das Messmikrophon vom Gerät abge-setzt auf einem ruhig stehenden Stativ zu platzieren und während der Mes-sung einige Schritte vom Mikrophon wegzutreten. Ein Windschutz sollteebenfalls verwendet werden. Eine einzelne Messung pro Position ist nur dann zulässig, wenn der Wertüber STI = 0,63 liegt. Ansonsten sind immer mindesten drei Messungen proPosition auszuführen. Liegt deren maximale Differenz unter 0,03, dann istüber diese drei Werte zu mitteln. Liegt die Differenz über 0,03 aber nochunter 0,05, dann sind drei weitere Messungen auszuführen. Bei einer Diffe-renz von mehr als 0,05 ist die Messung als ungültig zu betrachten. DasMessraster sollte in einer angemessenen Größenordnung (Anhaltswert:6 m) liegen und gleichmäßig über alle Bereiche verteilt sein. Abschließendist über alle Messungen der Mittelwert zu bilden und von diesem noch dieStandard abweichung abzuziehen, woraus sich dann der Gesamtwert

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Abb. 10: Abhängigkeit der Sprachverständlichkeit als STI vomSprachpegel im Zusammenhang mit der Hörschwelle und derMaskierung

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ergibt, der größer oder gleich 0,5 sein sollte.Diese Auswertungen lassen sich übersicht-lich und einfach mit dem zugehörigenExcel-Sheet von NTI durchführen.

RT60 MessungenHinter der Bezeichnung RT60 (Reverbera-tion Time 60dB) verbirgt sich im XL2 dieNachhallzeitmessung. Gemessen wird ent-weder mit abgeschaltetem Rauschen undeiner Auswertung des Abklingverhaltenoder nach der Methode der SchröderschenRückwärtsintegration mit Impulsanre-gung.Für die Messung mit abgeschaltetem RosaRauschen wird ein Signal von der Test-CDoder vom Generator genutzt. Die Messungberuht darauf, dass zunächst der Geräusch-pegel in Oktavbändern ohne Signal gemes-sen wird. Den Pegel zeigt das Display durcheine erste Markierung an. Eine zweite Mar-kierung befindet sich ca. 35 dB oberhalb derersten Markierung und kennzeichnet soden Pegel, der mit dem Testsignal im jewei-ligen Oktavband mindestens vorhandensein muss, um eine Berechnung der Nach-hallzeit durchführen zu können. Startetman das Testsignal und erhöht den Pegelsoweit, dass in allen Oktavbändern diezweite Markierung überschritten wird,dann kann die Messung beginnen. Das Sig-nalende triggert automatisch den Start derMessung. Die Resultate werden in einerzweiten Ansicht dargestellt, wobei dieErgebnisdarstellung sich auf die letzteMessung, eine bestimmte Einzelmessungaus einem Messdurchlauf oder auch denMittelwert aus mehreren Messdurchläufenbeziehen kann. Bei Problemen während desMessdurchlaufs, z. B. verursacht durcheinen zu geringen Störabstand in einemOktavband, kennzeichnet der XL2 dasbetroffene Oktavband in der Ergebnisdar-stellung durch einen Hinweis. Neu im XL2 gegenüber dem AL1 ist dieMessung der Nachhallzeit mit einerImpulsanregung. Dazu wird die Messunggestartet und anschließend für verschie-dene Kombinationen aus Sender und Emp-fänger eine Raumimpulsantwort aufge-zeichnet und nach Schröder ausgewertet.Die Impulsanregung kann je nach Raum-größe und Störpegel durch eine Schreck-schusspistole (Achtung, unbedingt Gehör-

schutz verwenden!), platzende Luftballonsoder in kleinen Räumen auch durch einkräftiges Händeklatschen oder das Platzeneiner Brötchentüte (Achtung, vorher dieKrümel entfernen!) erfolgen. Die Auswer-tung läuft voll automatisch ab und amEnde einer Messreihe werden die Mittel-werte und Abweichungen für die Oktav-bänder von 63 Hz bis 8 kHz angezeigt. Jenach Art Quelle kann die Anregung dertieffrequenten Frequenzbänder schwierigwerden. In die unteren Bänder entfällt jawegen ihrer relativen Schmalbandigkeitam wenigsten Anregungsenergie undgenau in diesem Frequenzbereich mag dieQuelle wenig abstrahlen. Die Beispielmes-sung in Abbildung 13 zeigt das Problem.Hier wurde eine einfache Messung durchlautes Händeklatschen im Büro ausgeführt.Ab 250 Hz aufwärts konnten damit solideErgebnisse erzielt werden, für das 125-Hz-Band und das 63-Hz-Band jedoch nicht.Ohne Frage ist die Methode der Impulsan-regung für die Nachhallzeitmessung dieschnellste und einfachste, da kein Lautspre-cher und kein Verstärker benötigt wird.Erforderlich sind lediglich der XL2, einMikrofon, ein Stativ und die Knallquelle.Selbst bei mehreren Mittelungen ist so dieMessungen für einen Raum binnen weni-ger Minuten durchzuführen. Aktuell ist esmit dem XL2 leider noch nicht möglich, diegemessenen Impulsantworten auch alsWAV-Dateien abzuspeichern, was für wei-tere Auswertungen praktisch wäre.

Sonstiges (Scope, Delay, Polarity)Als weitere Funktionen im XL2 gibt es nochdie Signaldarstellung in der voll automati-schen Scope-Betriebsart. Nützlich ist dieseDarstellung im Zeitbereich vor allem dann,wenn es darum geht schnell eine Signal-form (Sinus, Rechteck, Rauschen, ...) zuerkennen und die Spannungswerte abzu-schätzen.Die Scope-Funktion gehört ebenso wie dieDelayzeit-Messung und der Polaritätstesterzur Grundausstattung des XL2. Die beidenletztgenannten benötigen jeweils ein ent-sprechendes Testsignal von der CD odervom MR-Pro Generator.Die Delay-Messung ist hilfreich, wenn Lauf-zeitdifferenzen von verschiedenen Boxenzum Hörer gemessen, ausgeglichen odergezielt eingestellt werden sollen, um vir-tuelle Schallquelle zu positionieren. Die Polaritäts-Messfunktion zeigt aufeinem gesonderten Srceen für jede derOktaven 63 Hz bis 8 kHz die dominantePhasenlage sowie einen Indikator, wie vielder Signalenergie auf die jeweilige Oktaveentfällt. Bei Impulstreue zeigt das Display 0 Grad und gleichen Pegel in allen Bändern.So erhält man hier neben der üblichenMöglichkeit, einen zusammenfassendenPolaritätswert zu messen, ohne gesagt zubekommen, ob nun der Woofer, der Midran-ge oder Tweeter für das Messergebnis ent-scheidend war, auch ein Bild der Impuls-treue der gemessenen Lautsprecherbox inihrer Umgebung.

Abb. 11: Darstellung der Messwerte nach einerSTI-Messung. Der LAeq bezieht sich auf den16 s langen STI Messzyklus.

Abb. 12: Details einer STI-Messung mit linearbewerteten Oktavbandpegel sowie den 14 zurSTI-PA Messung gehörigen Modulationskoef-fizienten

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PreiseXL2 Basisgerät:1.144,– €

MR-Pro Generator:458,– €

M2210 Halbzoll Mic. Klasse 1:1.104,– €

M4260 Viertelzoll Mic. Klasse 2.814,– €

STI-PA Option:950,– €

Erweitertes Akustikpaket:593,– €

CAL1 Kalibrator Klasse 1:946,– €

CAL2 Kalibrator Klasse 2:524,– €

Talkbox:1.724,– €

FazitDer XL2 von NTI ist die lange erwartete Nach-folge des erfolgreichen AL1. Es handelt sichdabei um einen Schallpegelmesser miterweitertem Funktionsumfang für STI-, THD-und RT60-Messungen. Erweitert und verbes-sert wurde das Gerät genau an den Punkten,

Abb. 13: Ergebnis einer einfachen Nachhall-zeitmessung durch Händeklatschen alsImpulsanregung im Büroraum. In den Bändern bei 125 und 63 Hz reichte die Signal-energie nicht mehr aus.

Abb.14: Scope-Funktion des XL2 mit automa-tischer Spannungs- und Zeitachsen-Einstel-lung

wo man es sich auch schon immer gewünschthat, sodass es jetzt viel Speicherplatz auf einerSD-Karte gibt, ein großes grafisches Displayund ein robustes Gehäuse. Auch der Funk-tionsumfang wurde deutlich erweitert. AlsSchallpegelmesser kann der XL2 kurz gesagtjetzt „einfach alles“, die RT60-Messung kannjetzt auch mit Impulsanregung erfolgen undes ist eine kontinuierlich Signal aufzeichnungim 48 kHz/24 Bit-Format möglich. Zusammenmit dem XL2 gibt es auch zwei sehr gute neueMessmikrofone der Klasse 1 und 2 mit ASD-Funktion. Die Handhabung und Bedienungbetreffend ist der XL2 bestens gelungen,sodass es dem technisch nicht so versiertenAnwender gut möglich ist, die Messungendurchzuführen. Insbesondere die wichtigenMessungen für Lärmpegel bei Veranstaltun-gen nach DIN 15905-5 und die Sprachver-ständlichkeitsmessung nach 60268-16 kön-nen mit dem XL2 nach einer kurzen Einfüh-rung sicher durchgeführt werden.Besonders erfreulich ist in diesemZusammenhang der Preis des XL2, wo dasBasisgerät schon für 961 € und ein Koffermit dem kompletten Set inklusive Klasse-2-Mikro und MR-Pro Generator in der günstig-sten Ausführung auch schon für 1.841 € zuhaben ist. Wer sich in der Akustikbrancheauskennt, weiß diese Preise mit Sicherheitsehr zu schätzen.

N T I X L 2TEST

10artikel aus production partner 3/2010

◊ Text und Messungen: Anselm GoertzFotos: Dieter Stork

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