Basic


TEST RAPORU Acoustic System International RESONATOR Test tanımı ve raporu Konu: Acoustic System International bir odanın akustik ve manyetik parametrelerini “modifiye” ederek odada yayılan sesi islah edip, genişleten RESONATOR isiminde bir icadı olduğunu ileri sürmekte. Pro Links’ten bu RESONATOR’lerin etkilerini belirleyip hesaplayacak basit bir testin tanımlama ve uygunması istendi. Bu dosya aşağıdakilerden oluşuyor: RESONATOR’lerin çalıştıkları alanın akustik parametreleri nasıl modifiye ettiğine dair açıklama. Ölçülebilen en önemli parametreleri açıklamak amacıyla ses analizlerinin temel teorik konseptleri hakkında açıklama. Elektromanyetik ve akustik spektrumda ilk test sonuçları. Pro Links bu test zincirinde, bu aksesuarların gerçek zamanda etkilerini kanıtlamakla kalmayıp, aynı anda bu aksesuarların yerleşimlerini basitleştirip iyileştirmek için gerekli olan temel testleri uygulayacaktır. Bu aksesuarların elektromanyetik spektrumdaki etkilerini açıklamak ve özellikle test süresince ortamı kontrol etmek için daha hassas testlerin tanımlanması gerekmektedir. 1. PRO LINKS TANITIMI 2. ACOUSTIC SYSTEM RESONATOR 2.1 RESONATOR’ün TANIMI 2.2 RESONATOR’ün İŞLEVİ 3. TEMEL SES ANALİZ KONSEPTLERİ 3.1 SESİN ODADA DAVRANIŞI 3.2 SESİN YANSIMASI 3.3 SESİN SOĞURULMASI 3.4 SESİN ARTMA VEY EKSİLMESİ 3.5 YANKILAMA (AKİS) ZAMANLAMASININ ÖNEMİ 4. İLK ÖLÇÜM NETİCELERİ 4.1 SES SPECTRUMU:YANKILANMA ZAMANI 4.2 TAM SPEKTRUM: ELEKTROMANYETİK GÜRÜLTÜ 4.3.1 ALTIN RESONATOR 4.3.2 ÖZEL ALTIN RESONATOR 4.3.3 PLATİN RESONATOR 4.3.4 GÜMÜŞ RESONATÖR 4.3.5 TEMEL RESONATOR SONUÇ PRO LINKS PRO LINKS otomasyon ve telekomünikasyon konularında ihtisaslaşmış bir mühendislik şirketidir.Deneyimli kadromuz ve ağ tamamlayıcı ortaklarımızla aşağıdaki projelerde yer almaktayız: 1999’dan bu yana, ekipman üreticileri, telekomünikasyon operatörleri, mühendislik firmaları, ve “start-up” lar bize aşağıdaki görevleri bizlere teslim ettiler. Danışmanlık ve ekspertiz: İhalelere hazırlık ve katılım. Teknik ve ekonomik analizler, fizibilite projeleri, iş akışı konsolidasyonları. Avrupa ve Latin Amerika’da ortaklık promosyon çalışmaları Sistem Mimarisi Dizaynı: SDH – Transmisyon ağı mimari dizaynı Dahili loop mimari dizaynı (xDSL, optik fiber ve radyo) Yeni jenerasyon ağ mimarisi (VoIP, Ipcentrex) Sistem Dizaynı ve Entegrasyon Çalışmaları (Yüksek Teknoloji İçerikli) Uçak-kara radyo data linki (Telemetering ve resim indirme) Görüntülü kalite kontol sistemleri Konumlama ve tanımlama sistemleri (RF/Hyper radarlar) Elektromanyetik balistik sinyalizasyon (Tren yolu sinyalizasyonu) Bize güvenen iş ortaklarımızın arasında aşağıdakileri sayabiliriz: Fransız Şirketler: Adetel, Alstom Tranasport, Cegetel, Climats, Control Ware France, CS-SI, CS-TI, EB Sat Systèmes, Graniou, Ldcom, MKM, NEC Europe, NOOS, Quadrillium, SFR, SPIE, Techni Vision Yabancı şirketler: AFC (ABD), Disautel (Meksika), Intracom (Yunanistan), Livingston (İngiltere), UTStarcom (ABD), Terayon (ABD/İsrail) Vivendi Telecom International. Acoustic System RESONATOR Acoustic System oda içindeki sesi temizleyecek ve gücünü artııracak şekilde tasarlanmış bir seri aksesuarlar sunuyor. Bu aksesuarların değişik oda ve oditoryumların akustik karakteristiklerini izole ettikleri veya artırdıkları daha önce kanıtlandı. 2.1 RESONATOR’ün Tanımı Fiziksel olarak, RESONATOR, odanın farklı yerlerine konumlandırılan ve tahtadan imal edilmiş bir dayanak üzerine yerleştirilen ufak çaplı bir metal kaseden oluşur. 5 Değişik çeşit RESONATOR'lar var, her biri imalatlarında kullanılan değerli metallerin isimleriyle tanımlanıyorlar. En belirgin “insani algılanışları” aşağıda: Platin: Saf üst frekans, kısa spektrum, uzun rezonans süresi Altın: Orta ve üst frekanslar karışımı, geniş spektrum, uzun rezonans süresi Spesyal Altın: Saf üst frekans, geniş spektrum, çok uzun rezonans süresi Gümüş: Alt ve orta frekanslar karışımı, orta spektrum, kısa rezonans süresi Temel: Alt ve orta frekanslar karışımı, çok kısa rezonans süresi 2.2 RESONATOR’ün İşlevi Dosyada açıkladığımız ölçümlemeler neticesinde bu aksesuarların özellikle akustik ve elektromanyetik alanlar üzerinde ölçülebilir etkilerinin olduğu saptanmıştır. Akustik Alan: RESONATOR ona ulaşan ses dalgaları karşısında komplex bir diyapazon gibi hareket etmekte ve tepki vermektedir. (Ses dalgalarının akustik bir kaynaktan kaynaklanması veya akseden bir dalga olarak gelmesi farkı gözetilmeksizin) RESONATOR’ün olşturduğu rezonans, ses skalasının belirli frekanslarını artırıp azaltan bir distorsyona sahip olan bir yankıdır. Bu rezonans akustik kaynaktan direkt olarak gelen ve oda sınırlarından yansıyan seslerle etkileşime girip odanın akustik parametrelerini değiştirerek insan algılamasını değiştirir. Her RESONATOR kendini ses kaynağına dönüştürür ve odada bulunan diğer RESONATOR’lerle etkileşime girer. Bu efektin neticeleri spesifik bir sinyal işleme türü olan ve SOUND SPEACIALISATION olarak tanınan efekt ile benzerlik göstermektedir. Teorik akustik parametre değişiklik modeli, çok karmaşık olmasına karşın, bir set RESONATOR’ün nasıl hareket edeceğini öngörecek bir prosedürün tanımı ve etkileriniin hesaba dökülmesi mümkün görünmektedir. Bu hedefe ulaşacak ölçümleme protokolünün sağlaması, aşağıda açıklayacağımız akustik parametrelerin derinlemesine analiz edildiğinde çalışmamızın hedeflerinden biri olmalıdır. Elektromanyetik Alan: Ölçümleme koşulları tam anlamıyla kontrol altında olmamalarına karşın, RESONATOR’ün elektomanyetik alandaki etkileşimi gözlemlendi. Gold modeliyle 300 kHz’e kadar varan frekanslarda ciddi bir seyrekleşme, hatta 1.8MHz’e kadar olan frekanslarda da etkileşim olduğunu doğrulayabildik. Bu fiziksel olguyu açıklamak kolay olmamakla beraber, RESONATOR’un konumu ile bağlantılı olarak bir ekranlama ya da titreşimli–rezonant- (pasif anten benzeri) bir etkileşimin üretildiği saptandı. Teorik açıdan aşağıdakileri biliyoruz: Elektromanyetik dalgalar herhangi bir satıha ulaştıklarında yankılanırlar (reflection) , ve bir enterferans oluşur. Elektromanyetik alanda herhangi bir kondüktör anten gibi hareket eder. Sferik veya parabolik antenler ses dalgalarını kendilerine çekip onları arttırabilirler. (generate amplification) Ölçümleme protokolünün süreklilikle tekrarlanabilen neticelere varabilmesi için test şartları (ve tamamlayıcı testler) tanımlanmalıdır. TEMEL SES ANALİZ KONSEPTLERİ 3.1 SESİN ODADA DAVRANIŞI Bir odanın konuşma veya müzik için uygun hale getirilmesi ve dış gürültülerden arındırılması için hesaplanması gereken parametreleri anlamak amacıyla sesin odada nasıl hareket ettiğini anlamamız gerekir. Odanın içerisine bir ses kaynağı koyalım. Ses enerjisi (Ei) oda sınırı ile temas ettiğinde, akseden ses enerjisi (Er) odadaki ses sahasına (soundfield) eklenir, soğurulan ses enerjisi (Ea) ısıya dönüşür, ve transfer edilen ses enerjisi (Et) oda sınırını teşkil eden malzeme içerisinden dağılır.
3.2 SESİN YANSIMASI Yansıyan bir ses dalgasının dalga boyutu yansıdığı yüzey boyutlarından çok daha ufak olduğu hallerde ses dalgasının çarpma açısı sesin yansima açısına eşit olur. Ses dalgalarının bir odadaki hareketleri önceden belirlemek için yukarıdaki geometrik davranıştan faydalanabiliriz. Tek sınırlayıcı olgumuz, takip edilen birincil ve muhtemelen ikincil yansımalardan sonra oluşan titreşim sahaları ses dalgalarını – ısımalarını (sound ray ses ısıması?) örtmeye başlamasıdır. Konser salonları gibi büyük odalarda, “ses ısıması takibi” problem yaratan ekoların tespitinde kullanılmakta. Eko, ses kaynağından en az 50 mili saniye sonra sonra gelen ses yansıması olarak tarif edilir. Aynı zamanda, eko, ses kaynağından en az 17 metre daha uzun olan ses yansıması olarak da bilinmektedir. Geniş ortamlarda eko sorunları, sesin yansıyacak uzunlukları kısaltarak çözülür. Bu işlem tavan yüksekliğini düşürerek veya tavandan reflektörler sarkıtılarak çözümlenir. Oda içi yansıma davranışları izlenerek, yakınlık (intimacy) veya dağıtm (diffusion) gibi sübjectif olan özellikler kontrol altına alınabilir. Yakınlık diye tabir ettiğimiz olgu direkt olarak gelen ses dalgalarından sonra illk yansımaların erken/hızlı olarak gelmesi, dağıtım ise yansıyan sahanın (reverberant field) dengesi/eşitliği olarak açıklanabilir.
3.3 SESİN SOĞURULMASI Soğurulma etkisi, devamlı olan bir ses kaynağının oluşturduğu ses basınç şiddetini odanın herhangi bir yerinde ölçerek anlayabiliriz. Devamlı olarak artan yansımaların etkisine rağmen, sürekli artmak yerine, ses şiddeti, ölçüm yerinde kısa bir süre sonra dengelenir. Bu dengelenme, giren ses enerjisi şiddetinin, oda sınrlarını teşkil eden yüzeylerin soğurma yeteneğine eşit olduğunu gösterir. Oda içine soğurucu farklı materyeller eklendiğinde ses basınç şiddeti düşer. Bu da yansıma enerjisi azaltıldığı için oluşur. Oda içi tipik soğurucu yüzeyler halı veya perdedir. Bunlar basit gözenekli soğuruculardır. Hava partiküllerinin hareketini sınırlayıp ses enerjisini emerler. Sürtünme etkisiyle ses enerjisini ısıya dönüştürürler. Gözenekli soğurucuların en etkili oldukları konum, ses dalgasının maksimum partikül hızına ulaştığı yerdir. Bu konum yansıma yüzeyinden bir çeyrek dalga boyu uzağında olmalı (ses dalgası 90 derece yansıdığında) ve dolayısı ile frekans bağimlıdır. Halı, yansıma yüzeyine yakın olan bir soğurucu örneğidir. Yüksek frekansları daha çok soğurur zira, çeyrek dalga boyu boyutları halının kalınlığı ile benzerlik arzeder. Odanın diğer yüzeyleri farklı frekansları da farklı miktarlarda soğururlar. Bu soğurma oranları kontrol ve ayar edilerek bir odanın müzik için “sıcaklığını” veya konuşma için “açıklığını” ayarlamak mümkün olmaktadır.
3.4 SESİN ARTMA VEYA EKSİLMESİ Odaya bir mikrofon yerleştirdikten sonra sürekli bir ses kaynağı aktive edildiğinde, ses basınç seviyesinin hemen sabit bir noktaya erişmediğini gözlemliyoruz. Bunun sebebi, birincil ve artçıl ses yansımalarının mikrofona ulaşması için belirli bir zaman gerektiği içindir. Varılan dengelenme safhasında ses dalgaları arasındaki enterferans, mikrofonun odadaki yerini değiştirerek saptanabilen bir boyutsal maksimum ve minimum basınç dağılımı oluşturur. Bu doğal rezonanslar, veya normal oda modları, ses kaynağının oluşturduğu dalga boyutları ve odanın geometrisi ile bağlantılıdır. Yankılanma sınırlarında (reflective boundaries) basınç katlanması gözlenmesi oda modlarının ilginç sonuçlarındandır. Ayrıca tüm oda modlarının oda köşelerinde antinod oluşturmaları köşelere yerleştirilecek ses kaynakları tarafından sürülebilecekleri anlamına gelmektedir. Ses kaynağını kapattığınızda topladığınız ve gittikçe azalan bu oda modlarına “reverberant sound-field” yankılanan ses alanı denir. Sesin azalma süresi odadaki soğurucuların miktar ve konumuyla ilintilidir. Yankılanma süresi ses basıncının 60 dB azalması olarak algılanır. Bu azalma ses basıncının faktör 1000 lik azalmasıyla eşdeğerdir.
3.5 YANKILANMA (AKİS) ZAMANLAMASININ ÖNEMİ Yankılanmaya uygun satıhları olan bir odada, örneğin banyo, yankılanma süresi nispeten uzundur. Anekoik olarak adlandırılan sağır odalarda ise, duvar, tavan ve tabanın yüksek derecede soğurucu materyeller kullanıldığından bu yankılanma süresi nerede ise sıfırdır. Değişik materyellerin soğurma miktarı sesin frekansı ve sesin temas açısına bağlı olarak değişiklik gösterir. Dolayısıyla, yankılanma süresi gelen sesin frakansı ile bağlantılıdır. Genelde bas seslerdeki yankılanma süresi daha uzundur zira tiz frekanslar kadar efektif olarak soğurulamazlar. Yankılanma süresinin odanın kullanım amacına yönelik olmasına özen gösterilmelidir: Fazla uzun bir yankılanma süresi konuşmayı anlaşılmaz hale getirir, müziği kakofonik hale sokar ve dip gürültüsünü artırır. Kısa yankılanma süresi dip gürültüyü keser ancak konuşmayı boğar ve muziği “inceltip” staccato’laştırır. Yankılanma süresi hesaplamalasrı ISO 3382 – 1975 (E) normu ile tanımlanmış ve bina akustiği uygulamasının bir bölümünün teşkil eder. ISO 3382 – 1975 (E) yankılanma süresini “ses kaynağı durduktan sonra ses basınç seviyesinin 60 dB azalması için gereken süre” olarak tanımlar.
Aynı zamanda bu bilgi de eklenmiştir: “Bu tanım, ideal ortamda zaman-ses basıncı orantısının düz çizgi halinde olması ve dip gürültünün yeterince düşük olması varsayımına bağlıdır” Bilindiği üzere, normal şartlar altındaki ölçümlerde bu tipte ses azalmaları mümkün olmamakta ve ses kaynağı durdurulsa bile, durağan ses dalgalarıyla birincil yansımalar yüzünden bu duruş keskin olmamaktadır. Dolayısı ile, pratik nedenler yüzünden 60 dB’lik ses azalma süresi (T60) daha düşük seviyelerden öngörülmelidir. 0 dB’den -10 dB’e, -5 dB’den -25 dB’e ve -5 dB’den -35 dB’e ses düşüşleri için gerekli zaman aralıkları genel kullanımda kabul gören değerleri vardır. EDT (Early Decay Time) “erken ses azalma süresi” 6 X maksimum ses seviyesinden 10 dB azalması için gereken süre. T20 3 X 20 dB’den maksimum ses seviyesinin 5 dB altına gelmesii çin gereken süre. T30 2 X 30 dB’den maksimum ses seviyesinin 5 dB altına gelmesii çin gereken süre.
4. İLK ÖLÇÜM NETİCELERİ 4.1 SES SPEKTRUMU:YANKILANMA ZAMANI Acoustic System’in işyerinde yapmış olduğumuz ilk test “white noise” üreten bir amplifikatör kullanarak, ses analizör yardımıyla, ses kaynağı kesildiğinde oluşan ses spektrumu üzerinde oluşan ses şiddetinin/basıncının azalmasında RESONATOR'lerin etkisini saptamak oldu. Görüldüğü üzere odaya 9 RESONATOR yerleştirildi: 4 adet Gümüş 2 adet Altın 1 adet Özel altın 1 adet Platin 1 adet Temel
Bir sonraki resimde, odada başka değişiklik yapmaksızın, ISO 3382 – 1975 (E) nin tanımlarına uygun olarak yapılam T30 seviye testinin RESONATOR'lü ve RESONATOR'süz elde edilen grafiklerini bulabilirsiniz. Bu eğrilerden şunları saptayabiliyoruz: Ses sinyali düşük frekanslarda daha fazla değişiklik gösteriyor (70 Hz’te 1/3 daha az) Odanın frekans cevabı (frequency response) genel cevabın (global response) zaman aralığı azalarak ve orta ile yüksek frekansların dengelenmesi ile “eşitlendi” (equalized)
4.2 TAM SPEKTRUM: ELEKTROMANYETİK GÜRÜLTÜ Aynı odada yaptığımız ikinci test RF (radyo frekansı) spektrum analizör kullanarak RESONATOR'ün full spektrum dahilinde dip gürültüsü üzerindeki etkilerini “kabaca” saptamak için oldu. Resimde görülen pozisyon 1 ve pozisyon 2 de her tip RESONATOR yerleştirilip ölçumler yapıldı. (Her defasında tek bir RESONATOR kullanarak) Her pozisyonda RESONATOR'lü ve RESONATOR'süz olarak karşılaştırmalı ölçümler yapıldı. Çevresel gürültüler kontrol altına alınmaksızın yapılan çalışmada insan kulağının algılama spektrumu dışında bile olan frekanslarda dip gürültüsü azalma etkileşimi gözlemlendi. Aşağıdaki grafik ve veriler anlamlı neticeler vermekte.
Her grafikteki referans eğrisi RESONATOR'ü yerleştirmeden yapılan ortalama ölçümü göstermektedir. Referans grafiğinin şekli zamanlamayla orantılı olarak farklara işaret etmekte ancak tüm ölçümler sırasında en önemli olan sinyaller varlıklarını korudular. Bu çalışma RESONATOR'lerin etkisini kanıtlamaya yönelik değil, sadece doğru olan testleri saptamamıza yararlı olabilecek ilk testleri tespit etmemiz içindir. 4.3.1 ALTIN RESONATOR Önemli etkileşim gösteren frekanslar: 300 kHz 500 kHz 900 kHz 1.800 kHz 4.3.2 ÖZEL ALTIN RESONATOR Önemli etkileşim gösteren frekanslar: 500 kHz’e kadar 4.3.3 PLATİN RESONATOR Önemli etkileşim gösteren frekanslar: 300 kHz 900 kHz 1.800 kHz 4.3.4 GÜMÜŞ RESONATOR Önemli etkileşim gösteren frekanslar: 300 kHz’e kadar Ayrıca: Dip gürültüsü 4.3.5 TEMEL RESONATOR Önemli etkileşim gösteren frekanslar: Yok
SONUÇ Acoustic System tarafından temin edilen RESONATOR'lerin ses spektrumu üzerinde gerçek ve ölçülebilir bir etki yarattıklarını ayrıca elektro manyetik spektrumun orta ve üst frekanslarında da etkili oldukları sonucuna varabiliriz. Bu ilk denemeden sonra iki değişik uygulama görebiliriz: Akustik uygulamalar için: Bugünlerde RESONATOR'lerin kullanım şekli ve konumlanmaları, deneysel (empirical) şekilde, ses yankılanma efektlerinde yetenekleri olan ve akustik ortamlarda yeterli deneyimi olan kişiler tarafından gerçekleştirilmektedir. Akustik parametrelerin ölçülebildiğinden ve ayrıca RESONATOR'lerin etkileri öngörülebilir ve ölçülebilir olmalarından, bu konuda tecrübesiz sayılabilecek kişilerin daha iyi bir konumlama neticesinde daha iyi sonuçlar elde edebilmelerini sağlayacak formal bir prosedürün tanımlanması olası görünmektedir. Bu formal prosedürü geliştirmemiz için bizi aşağıdaki amaçlara ulaştıracak yeni bir ölçümleme dizisinin yapılmasını öngörmekteyiz: Bir odanın önemli akustik karakteristiklerini hesaplamaya yarayacak bir prosedürün tanımlanması. Doğru RESONATOR ve/veya doğru RESONATOR kombinasyonlarını odada konumlandırmaya yarayacak bir prosedürün tanımlanması. RESONATOR'lerin verdikleri neticelerin doğrulanmasını ve/veya RESONATOR'lerin konumları ile ilgili “ince” ayarların yapılmasını sağlayacak bir prosedürün tanımlanması. Bu çalışmayı başlatmak üzere bu dosyamızın ekinde akustik parametrelerin ölçümünü tanımlayan bir çalışma bulacaksınız. Elektromanyetik etki için: Dosyamızda tanımladığımız test neticelerimizin RESONATOR'lerin bu frekanslarda etkilerini kanıtlamak için yeterli olmadıklarını biliyoruz. Ancak bazı etkilerinin de ölçümlenebilir olduklarını da göstermektedir. İlk sınırlanmamız ortam koşullarının kontrol altında olmadıklarından ve referans ölçümlerimizin eş zamanlı olmamalarındandır. Gerekli olan test prosedürünün açıklanması ve bu prosedürle, şimdiki yerinde ve ortamı kotrol edebilmeyi sağlayacak bir araştırma laboratuvarında da bir seri testin yapılmasını önermekteyiz.