Was sind LAeq und LAFmax?

LAeq und LAFmax sind einige der vielen Indikatoren, die zur Beschreibung von Schall- und Lärmpegelwerten verwendet werden. Hier ist eine grundlegende Erklärung der gebräuchlichsten dieser Indikatoren in der Audio- und Akustikmessung.

Als Beispiel betrachten wir den Indikator LAFmax

Beginnend auf der linken Seite ist der erste Buchstabe ein großes „L“.

Bei Indikatoren ist der erste Buchstabe immer ein „L“. Dies steht einfach für „Pegel“, wie im Schalldruckpegel (akustisch), gemessen mit einem Mikrofon, oder im Signalpegel (Audio), gemessen am Ausgang einer Audiokomponente, wie z. B. einem Mischpult.

Audio versus Akustik

Das Wort „akustisch“ wird in diesem Artikel verwendet, um sich auf Schall zu beziehen, der sich durch die Luft bewegt. Das Wort „Audio“ wird verwendet, um sich auf Schall zu beziehen, der sich elektronisch durch Kabel und Audiokomponenten bewegt.

Vorsicht: Es gibt viele Dinge, die Ihre Wahrnehmung der Lautstärke beeinflussen können; hochfrequente Geräusche können störender sein und daher lauter erscheinen, Schall, der von Oberflächen (wie Ihrem Tisch) reflektiert wird, kann tiefe Frequenzen lauter erscheinen lassen, Größe und/oder Qualität der Lautsprecher können niedrige und hohe Frequenzen beeinträchtigen, Ihr System kann das Signal komprimieren, wenn Sie zu laut abspielen. Um den A-Bewertungseffekt zu erleben, empfehlen wir Ihnen außerdem, diese Dateien eher leise über Lautsprecher als über Kopfhörer abzuspielen!

Wenn wir diese drei Samples über einen der Kanäle eines Audiomischpults abspielen würden, weil wir beispielsweise testen wollten, wie der Kanal auf jede Frequenz reagiert, würden wir den Frequenzgang des Kanals mit einem Audioanalysator ohne Frequenzbewertung messen. Mit anderen Worten, alle Frequenzen werden gleich behandelt („Z“ = keine Frequenzbewertung).

Wenn wir diese drei Samples dann über einen Lautsprecher abspielen würden, um zu testen, wie der Lautsprecher von Menschen gehört wird, möchten wir die hohen und niedrigen Frequenzen, die vom Schallpegelmesser gemessen werden, reduzieren, um darzustellen, was Menschen hören. In diesem Fall wenden wir eine „A“-Bewertung auf die Frequenzen an. In unserem Beispiel würden wir dann LAFmax messen.

Wenn der Schallpegel laut wird (über 100 dB), werden Menschen empfindlicher für die hohen und die tiefen Frequenzen. Um dies in einer Schallpegelmessung darzustellen, wenden wir die „C“-Frequenzbewertung an. In unserem Beispiel würden wir dann LCFmax messen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Grundregel für die Frequenzbewertung lautet: Verwenden Sie „Z“ für alle Audiomessungen und akustischen Messungen, bei denen Sie die menschliche Hörwahrnehmung nicht berücksichtigen möchten, z. B. beim Testen des Frequenzgangs eines Lautsprechers über den gesamten Frequenzbereich. Verwenden Sie „A“ für alle akustischen Messungen unter 100 dB. Wenn der Schallpegel über 100 dB liegt, verwenden Sie „C“.

Folglich sind die Optionen für die Frequenzbewertung LZ, LA und LC

Der dritte Buchstabe in unserem Beispiel ist der Großbuchstabe „F“.

Der dritte Buchstabe ist oft „F“, „S“ oder „I“. Dies wird als „Zeitbewertung“ bezeichnet. F = Schnell, S = Langsam, I = Impuls. Historisch gesehen wurde die Zeitbewertung angewendet, damit die gemessenen Pegel auf einem Schallpegelmesser leichter abgelesen werden konnten. Die Zeitbewertung dämpft plötzliche Pegeländerungen und erzeugt so eine gleichmäßigere Anzeige.

Die folgende Grafik zeigt, wie dies funktioniert. In diesem Beispiel steigt das Eingangssignal plötzlich von 50 dB auf 80 dB, bleibt dort 6 Sekunden lang und verschwindet dann genauso plötzlich.

Eine LAF-Messung (grüne Linie) benötigt ungefähr 0,6 Sekunden (Anstiegszeit), um 80 dB zu erreichen, und knapp 1 Sekunde (Abklingzeit), um wieder auf 50 dB abzufallen.

Eine LAS-Messung (gelbe Linie) reagiert langsamer. Es dauert ungefähr 5 Sekunden, um 80 dB zu erreichen, und ungefähr 6 Sekunden, um wieder auf 50 dB abzufallen.

Eine LAI-Messung (blaue Linie) benötigt ungefähr 0,3 Sekunden, um 80 dB zu erreichen, und über 9 Sekunden, um wieder auf 50 dB abzufallen.

Was bedeuten τ = 1 s, 125 ms oder 35 ms?

Die beschriebene Linie ist exponentiell im Anstieg und linear im Abfall. Die anfängliche Tangente des Anstiegs seziert den neuen Pegel, in diesem Fall 80 dB, in bestimmten Intervallen vom anfänglichen Impuls. Dies sind 1 Sekunde für Langsam, 125 ms für Schnell und 35 ms für Impuls.

F, S oder I – was soll ich wählen?

Bei der Messung von Durchschnittswerten kann „S“ geeignet sein, wenn ein Signal gemessen wird, das sehr schnell oszilliert. „F“ kann besser geeignet sein, wenn das Signal weniger impulsiv ist. Die Entscheidung, ob Schnell oder Langsam verwendet werden soll, wird oft durch die Vorgaben in einer Norm oder einem Gesetz getroffen.

Die Impulsgewichtung „I“ kann in Situationen verwendet werden, in denen es scharfe, impulsive Geräusche gibt, z. B. bei der Messung von Feuerwerkskörpern oder Schüssen.

In unserem Beispiel sind die Optionen für die Zeitbewertung LAF, LAS und LAI

Das Wort „max“ macht den Rest des Indikators aus.

Dies ist einfach der Maximalwert, der über einen bestimmten Zeitraum gemessen wird. In ähnlicher Weise gibt uns „min“ den Minimalwert.

Ein weiterer häufig verwendeter Indikator ist LAeq

Der äquivalente („eq“) Schallpegel entspricht der durchschnittlichen empfangenen Schallenergie über die Zeit und ist auf einer Anzeige leichter abzulesen als der momentane Schallpegel.

Wenn Sie sich die folgende Grafik des Schallpegels im Zeitverlauf ansehen, stellt die Fläche unter der blauen Kurve die Energie dar. Die horizontale rote Linie, die so gezogen wird, dass sie die gleiche Fläche unter der blauen Kurve darstellt, gibt uns die LAeq. Das ist der äquivalente Wert oder Durchschnitt der Energie über die gesamte Grafik.

LAeq ist nicht immer eine gerade Linie. Wenn die LAeq im Zeitverlauf aufgezeichnet wird – d. h. als Äquivalent vom Beginn der Grafik bis zu jedem der Messpunkte dargestellt wird – sieht die Darstellung wie folgt aus.

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