Penganalisis Spektrum Suara

Alat pengukur tingkat suara menjawab satu pertanyaan: seberapa keras. Itu adalah pertanyaan yang bagus dan tidak selalu menjadi pertanyaan yang Anda miliki. Kompresor kulkas, subwoofer tetangga dan kipas laptop semuanya dapat terbaca sama pada satu angka dan tidak satu pun dari mereka yang sama masalah yang sama.

Halaman ini menjawab pertanyaan lainnya. Apa yang sebenarnya ada di dalam suara tersebut, di mana dalam rentang frekuensi suara itu berada, dan apakah suaranya stabil, terputus-putus, atau sesuatu yang terjadi sekali saja.

Tiga tampilan, tiga pertanyaan

Spektrum adalah apa yang ada saat ini — level terhadap frekuensi, di seluruh rentang yang dicakup pendengaran manusia. Ini adalah tampilan yang menemukan nada: dengung, rengekan, sebuah dering, apa pun dengan nada yang pasti akan muncul sebagai lonjakan, sedangkan derau pita lebar muncul sebagai gundukan.

Spektrogram adalah informasi yang sama dari waktu ke waktu, dengan frekuensi di bagian samping dan level sebagai kecerahan. Ini adalah satu-satunya dari ketiganya yang dapat membedakan suara konstan dari suara yang terputus-putus, karena spektrum telah membuang sumbu waktu. Suara kipas angin adalah garis horizontal. Suara pintu yang dibanting adalah garis vertikal. Musik tetangga adalah garis horizontal yang berhenti.

Oktaf membagi rentang menjadi pita-pita frekuensi di mana pekerjaan akustik sebenarnya dilaporkan, dan merupakan tampilan yang tepat untuk digunakan ketika Anda ingin mencatat sesuatu alih-alih hanya melihatnya.

Dari mana suara itu berasal

Tiga input, dan pilihannya mengubah apa yang dimaksud dengan angka-angka tersebut.

Mikrofon adalah ruangan tempat Anda berdiri, yang terdengar melalui sebuah perangkat yang respons frekuensinya tidak pernah dipublikasikan oleh siapa pun. Segala hal yang disebutkan di bagian lain situs ini mengenai ketidakpastian juga berlaku untuk hal tersebut.

Audio sistem membagikan tab browser dan membaca apa yang sedang diputar. Pilih tab dan centang Bagikan audio tab: tanpa kotak tersebut Anda akan mendapatkan gambar dan keheningan, dan berbagi seluruh layar biasanya tidak menyertakan trek audio sama sekali. Gambarnya adalah dihentikan saat pembagian dimulai, karena halaman ini tidak memerlukannya dan tidak ada alasan untuk membiarkan indikator penangkapan tetap menyala.

Sebuah file audio didekodekan di browser Anda dan diputar melalui saluran yang sama penganalisis, dengan tombol putar, jeda, henti, dan senyap untuk monitor. Membisukan suara akan mematikan pengeras suara dan bukan analisisnya: plot dan angka-angka tetap berjalan membaca berkas tersebut. Tidak ada yang diunggah. Proses dekode berjalan di mesin Anda sendiri dan berkas tersebut tidak pernah meninggalkannya.

Dua yang terakhir bukanlah ruangan, dan itu perlu diucapkan dengan lantang daripada disembunyikan. Sebuah file adalah rekaman yang dibuat oleh peralatan yang mungkin tidak Anda ketahui sama sekali. Sebuah tab adalah apa pun yang diputuskan untuk diputar oleh sebuah situs web, pada gain berapa pun yang dipilihnya. Keduanya tidak memiliki tingkat suara dalam pengertian yang dimaksud oleh meteran tersebut. Apa yang dapat diberitahukan oleh alat penganalisis kepada Anda tentang salah satunya adalah bentuk, yang memang merupakan tujuan utamanya.

Menemukan dengungan

Hal paling berguna yang dilakukan halaman ini adalah memberi nama pada sebuah dengungan.

Dengungan listrik berada pada frekuensi listrik utama — 50 Hz di sebagian besar dunia, 60 Hz di Amerika Utara — dan pada kelipatannya. Arahkan penganalisis ke suara mendengung transformator, peredup lampu, kulkas, atau penguat sinyal, dan Anda akan melihat lonjakan pada frekuensi listrik utama dengan lonjakan yang lebih kecil bertumpuk di atasnya pada dua, tiga, dan empat kali lipat dari itu. Pembacaan frekuensi dominan akan menyebutkannya secara langsung, dengan nada musik terdekat di sampingnya.

Hal itu penting karena frekuensi memberi tahu Anda benda apa itu sebenarnya dengan cara yang tidak bisa dilakukan oleh level suara. Lonjakan 50 Hz dengan harmonik adalah listrik. Sebuah gundukan lebar di suatu tempat antara 100 dan 300 Hz biasanya bersifat mekanis — motor, pompa, kompresor. Desisan tanpa struktur sama sekali adalah udara, baik yang bergerak melalui ventilasi atau dihasilkan oleh mikrofon itu sendiri.

Pembacaan nada adalah tuner yang cukup baik untuk menamai senar atau memisahkan 50 Hz dengung dari frekuensi 60 Hz. Ini bukan penghitung frekuensi yang terkalibrasi, dan alat ini akan melaporkan hasil yang tidak masuk akal ketika tidak ada nada yang terdeteksi — yang mana terjadi di sebagian besar ruangan.

Mengapa level di sini bersifat relatif

Meteran di situs ini mempublikasikan angka absolut dengan rentang di sekitarnya: sebuah estimasi yang tidak terkalibrasi, biasanya dalam rentang sekitar ±10 dB dari referensi instrumenKardous & Shaw. Halaman ini tidak mengulang klaim tersebut per frekuensi, dan sumbunya sengaja tidak diberi label dalam istilah absolut.

Alasannya adalah karena kesalahan mikrofon perangkat bukanlah satu angka tunggal, melainkan sebuah kurva. Responsnya tidak merata di seluruh rentang, dan ketidakrataannya pun tidak konsisten dari handset ke handset — yang merupakan hal tepat yang digambarkan oleh sebuah spektrum. A tingkat pita lebar dapat dikoreksi dengan satu offset tunggal; sebuah spektrum tidak bisa.

Jadi bacalah plot untuk bentuk, dan baca pengukur desibel daring untuk tingkat. Di mana suara berada, puncak mana yang paling keras, apakah dengungan tersebut menjadi lebih baik setelah Anda memindahkan kulkas — semua itu tetap bertahan meski menggunakan mikrofon yang tidak dikenal respons, karena respons yang sama berada di bawah setiap titik pada kurva tersebut.

Dua hal di halaman ini tidak bersifat relatif, dan keduanya bukanlah plot tersebut. Sesi pengukuran di bawahnya melaporkan level broadband, yang dihitung dengan cara yang sama meter tersebut menghitung angkanya dan membawa pita yang sama di sekelilingnya — mereka ada di sini karena pembaca yang datang untuk melihat dengungan harus pulang dengan angka-angka yang dapat mereka kutip, bukan karena sebuah spektrum telah mendapatkan sumbu absolut. Panel sinyal bersifat absolut tentang hal lain sepenuhnya, dan memiliki bagian tersendiri berikutnya.

Angka-angka sinyal

Empat angka di bawah plot mendeskripsikan sinyal alih-alih ruangan: peak, RMS, crest, dan lampu klip.

Peak adalah sampel tunggal paling keras dalam seperempat detik yang baru saja berlalu, dan RMS adalah rata-rata energi pada jendela yang sama. Crest adalah celah di antara keduanya, dan ia adalah faktor yang menentukan jenis suara tersebut. Nada yang stabil memuncak sekitar tiga desibel di atas rata-ratanya sendiri. Percakapan dan musik berkisar antara sepuluh hingga dua puluh. Sebuah sinyal yang hampir tidak memuncak sama sekali adalah gelombang kotak atau sesuatu sudah dipadatkan hingga rata oleh limiter. Lampu akan menyala jika ada sampel di dalam jendela mencapai batas atas rentang, yang merupakan satu kondisi yang membuat segala hal lainnya di halaman tersebut menjadi tidak andal seketika.

Peak dan RMS berada di dBFS: desibel relatif terhadap skala penuh. Skala penuh adalah angka terbesar yang dapat direpresentasikan oleh input, jadi nol dBFS adalah batas atas file atau batas atas konverter, dan setiap level di bawahnya merupakan rasio terhadap nilai tersebut. Ini adalah satu-satunya angka absolut yang dapat dimuat halaman ini secara jujur, karena ini merupakan fakta tentang angka-angka tersebut, alih-alih sebuah klaim tentang udara. Tidak ada sensitivitas mikrofon yang dimasukkan ke dalam itu, tanpa jarak, tanpa tekanan referensi.

Itulah sebabnya mengapa dBFS bukanlah dB SPL. Sinyal enam desibel di bawah skala penuh (full scale) menggunakan setengah dari rentang input, dan itu tidak memberi tahu Anda apa pun tentang seberapa keras suaranya: rekam ruangan yang sama dua kali dengan gain yang diubah dan Anda akan mendapatkan dua Pembacaan dBFS dan satu tingkat suara. Baca dBFS untuk mengetahui apakah input telah diatur dengan wajar — mendekati bagian atas maka suara akan terpotong (clip), jauh di bawahnya Anda akan melihat noise floor. Baca pengukur desibel daring untuk mengetahui seberapa keras.

Dua saluran, ketika ada dua

File stereo atau tab yang dibagikan memiliki dua saluran, dan penganalisis akan menampilkan salah satu dari keduanya, jumlah keduanya, atau selisih di antara keduanya. Kiri dan kanan adalah saluran saat mereka tiba. Mid adalah gabungan keduanya yang dibagi dua, yang merupakan penurunan ke mono dan apa yang akan diputar oleh satu speaker tunggal. Side adalah selisihnya: segala sesuatu yang tidak selaras di antara kedua saluran, senyap pada rekaman mono dan keras pada yang lebar.

Di sampingnya terdapat angka korelasi antara minus satu dan plus satu. Angka tersebut menunjukkan plus satu ketika kedua saluran sepakat, mendekati nol ketika keduanya membawa materi yang tidak terkait, dan minus satu ketika satu saluran merupakan kebalikan dari saluran lainnya. Kasus terakhir tersebut akan saling meniadakan menjadi hening seketika saat ada yang menjumlahkannya, jadi rekaman yang berada di dekat minus satu adalah rekaman yang akan menghilang di speaker ponsel. Anda dapat melihatnya terjadi: alihkan ke Mid dan plotnya akan menjadi kosong.

Kontrol tersebut hanya muncul jika sumbernya benar-benar memiliki dua saluran, yang mana hampir tidak dimiliki oleh mikrofon pada perangkat apa pun. Membagi sinyal mono menjadi dua bagian yang identik akan terbaca plus satu selamanya dan lebih menggambarkan pengabelan daripada suaranya, jadi pada sumber mono halaman tersebut akan menyatakan demikian dan tidak menampilkan tombol-tombolnya.

Mid dan side adalah tampilan dari sebuah sinyal, bukan dari sebuah ruangan. Dua mikrofon berjarak satu meter terpisah akan memberikan pasangan mid/side yang menyatakan sesuatu tentang sebuah ruang; sebuah file dan sebuah tab browser memberikan sesuatu yang menyatakan sesuatu tentang sebuah rekaman.

Pita oktaf dan sepertiga oktaf

Satu oktaf adalah penggandaan frekuensi. Membagi rentang pada oktaf menghasilkan sepuluh pita dari 31,5 Hz hingga 16 kHz, yang cukup sedikit untuk diingat dan merupakan apa yang ditunjukkan oleh spektrum meteran itu sendiri.

Sepertiga oktaf membagi masing-masing pita tersebut menjadi tiga, menghasilkan tiga puluh satu pita dari 20 Hz hingga 20 kHz. Itulah resolusi yang digunakan dalam penulisan penilaian kebisingan bangunan, akustik ruang, dan spesifikasi peralatan, dan resolusi tersebut cukup halus untuk memisahkan dengung dari kebisingan di kedua sisinya namun tetap berupa tabel dan bukannya gambar.

Gunakan oktaf untuk mengorientasikan diri Anda dan sepertiga oktaf untuk menuliskan sesuatu. Keduanya diekspor sebagai CSV, dengan laju sampel, jendela, dan pembobotan di dalam header, karena kolom tingkat level tidak akan terbaca enam bulan kemudian tanpa informasi tersebut.

Sesi pengukuran

Di bawah tampilan apa pun yang ada di layar, penganalisis dapat menjalankan sesi berwaktu dan melaporkan enam angka.

Leq adalah rata-rata energi selama sesi tersebut — angka tunggal yang mewakili seluruh rentang. Lmax dan Lmin batasi. L10, L50 dan L90 adalah tingkat kebisingan yang terlampaui selama sepersepuluh, setengah, dan sembilan persepuluh waktu, dan selisih antara L10 dan L90 menunjukkan seberapa bervariasi kebisingan tersebut: selisih yang lebar berarti adanya kejadian-kejadian tertentu, sedangkan selisih yang sempit berarti sumber suara yang stabil.

Tiga angka terakhir tersebut adalah kutipan penilaian kebisingan, itulah sebabnya angka-angka tersebut ada di sini dan tidak ditahan untuk tingkatan berbayar. Tiga puluh detik sudah cukup untuk sumber yang stabil; lima menit cocok untuk kantor atau ruang pabrik; lima belas menit adalah durasi yang biasanya ditentukan untuk survei lingkungan.

Ukuran FFT dan penghalusan (smoothing)

Panjang jendela (window length) adalah sebuah kompromi dan tidak ada pengaturan yang menguntungkan kedua sisi tersebut. Jendela yang panjang menguraikan frekuensi secara halus namun mengaburkan waktu, sehingga dengung 50 Hz terpisah dengan bersih dari 60 Hz tetapi bantingan pintu menjadi kabur. Jendela yang pendek melakukan hal sebaliknya.

Pengaturan default berada di tengah. Geser ke atas saat Anda mengejar nada tertentu dan ke bawah saat Anda memperhatikan sesuatu berubah. Smoothing hanyalah kontrol tampilan — fitur ini menstabilkan gambar di antara bingkai dan tidak memengaruhi pengukuran angka-angka sesi.

Membedakan mikrofon dari ruangan

Beberapa hal yang Anda lihat tidak ada di dalam ruangan. Mikrofon perangkat menghasilkan derau sendiri, dan pada spektrum ia memiliki bentuk yang dapat dikenali: desisan luas yang meningkat ke arah bagian atas rentang tanpa struktur di dalamnya, berada di mana pun batas bawah input tersebut berada.

Cara untuk memisahkan keduanya adalah dengan melihat apa yang berubah. Tutup mikrofon dengan tangan, atau bawa perangkat ke tempat yang lebih tenang, dan perhatikan bagian mana dari gerakan kurva. Apa pun yang turun adalah ruangan tersebut. Apa pun yang tetap diam adalah perangkatnya, dan menatapnya selama apa pun tidak akan menjadikannya sebagai pengukuran apa pun.

Ini juga alasan mengapa ruangan yang sangat sunyi adalah hal yang paling sulit dibaca di halaman ini: di bawah ambang batas input itu sendiri, tidak ada lagi yang tersisa untuk digambar, dan kurva tersebut merata ke dalam perangkat keras alih-alih ke dalam keheningan.

Kurva mana yang akan dianalisis

Tombol A, C, dan Z di sini berfungsi sama seperti pada alat ukur, yang diterapkan pada setiap frekuensi alih-alih digabungkan menjadi satu angka, yang merupakan tempat paling jelas di situs ini untuk melihat apa sebenarnya kurva pembobotan itu: beralihlah dari A ke C dan lihat frekuensi bass kembali muncul.

Gunakan Z saat Anda menginginkan sinyal sebagaimana mestinya, yang biasanya merupakan pilihan tepat untuk mencari dengung — pembobotan-A dirancang untuk mengabaikan frekuensi rendah secara tepat frekuensi tempat dengungan berada. Gunakan A saat Anda menginginkan bentuk yang sesuai dengan angka-angka yang diterbitkan oleh lembaga kesehatan. Perbedaan di antara keduanya diuraikan di bawah dBA vs dBC.

Apa yang sengaja tidak dilakukan oleh halaman ini

Halaman ini tetap tidak mencantumkan angka mutlak pada sumbu level plot, karena alasan yang telah dijelaskan di atas. Sumbu frekuensi diberi label, karena frekuensi adalah angka yang sebenarnya diketahui oleh FFT. dBFS pada panel sinyal adalah satu-satunya pembacaan mutlak di sini, dan ini sepenuhnya tentang input daripada tentang ruangan.

Ini tidak memperlakukan mid dan side sebagai gambaran sebuah ruangan, dan tidak akan menggambarkan tampilan stereo dari sumber mono. Ini tidak merekam apa yang didengarnya, mengunggah file yang Anda buka, atau menyimpan apa pun setelah tab ditutup.

Dan itu tidak mengkalibrasi apa pun. Sebuah file memiliki level yang relatif terhadap skala penuh dan tidak memiliki level dalam desibel suara; sebuah tab memiliki penguatan (gain) apa pun yang dipilih oleh situs tersebut. Bagan desibel adalah tempat di mana level suara yang dipublikasikan berada, dan meter adalah tempat asal pembacaan dengan pita yang dinyatakan di sekitarnya.