Spectroid

Messen mit der Spectroid App

Auf dieser Seite behandeln wir das Thema „Spectroid“, ein Echtzeit-Audiospektrumanalysator. Diese App verwenden wir innerhalb der Brummtongruppe auf Facebook. Am Ende finden Sie ein paar häufig gestellte Fragen und eine Anleitung zum Messen von störenden Brummtönen.

Spectroid für Android

Doch zuerst müssen Sie diese App für Android auf Ihr Smartphone oder Tablet laden. Ein Smartphone eignet sich hierbei in der Regel besser, da ein geeigneteres Mikrophone verbaut ist.

Öffnen Sie „Google Play Store“ (sollte auf jedem Android-Smartphone installiert sein) und suchen Sie nach „Spectroid“. Installieren Sie es. Es ist kostenlos und braucht lediglich Zugriff auf das Mikrofon.

Nach der Installation ist die App auch schon einsatzbereit. Für die
Brummtongruppe in Facebook ist es sinnvoll, dass jedes Mitglied innerhalb dieser Gruppe dieselben Einstellungen verwendet. So ist ein direkter Vergleich leichter möglich.

Allerdings sind diese Einstellungen auch ohne Zugehörigkeit zur Facebook-Gruppe sinnvoll, wenn man Brummtöne detektieren will.

Einstellungen

Folgende Einstellung sollten Sie also vornehmen. In die Einstellungen geraten Sie durch berühren der drei Punkte oben rechts.

Tippen Sie jetzt einfach auf das entsprechende Wort innerhalb der Einstellungen (Settings).

Wählen sie zunächst „Audio“ durch tippen auf das Wort aus und ändern sie ggfs. folgende Werte:

Audio:

Audio source – default
Sampling rate – Auto (48000 Hz)
Processing: FFT size 2048 bins (23 Hz/bin)
Decimations 5
Window function – Blackman-Harris
Desired transform interval – 50 ms (20Hz)

Tippen Sie wieder oben links auf Audio, um diese Eingaben zu bestätigen.

Weiter zu Display:

Spectrum: Frequency axis scale – Linear
Waterfall – ½ screen oder 2/3 screen
Max-hold trace – off
Peak markers – off

Bestätigen Sie wieder die Eingaben durch tippen auf Display

Wählen sie als nächsten den Punkt „Miscellaneous“ und schalten Sie „Subtract DC“ ein (rechts den Schiebeschalter antippen).

Bestätigen Sie erneut die Eingaben durch zweimaliges Tippen (Miscellaneous; ← Settings).

Jetzt zeigt Ihnen Spectroid bereits die ersten Messungen an. Es ist allerdings sinnvoll, dass Sie den Messbereich anpassen.

Angezeigter Frequenzbereich hier 0 bis 70 Hz

Die Zahlen zwischen dem unteren (Waterfall) und dem oberen (Spektrogramm) Bereich kennzeichnen die Frequenzen. Standardmäßig sieht man einen Bereich von 0 bis 10.000 Hz. Das ist allerdings weniger sinnvoll.

Grenzen Sie diesen Bereich ein von 20 bis 200 Hz.
Dazu legen Sie zwei Finger gleichzeitig auf das Display und ziehen diese dann auseinander. Genau wie zum Vergrößern eines Bildes. Sollten die entscheidenden Frequenzen aus dem sichtbaren Bereich verschwinden, können Sie diese durch ein paralleles Verschieben beider Finger wieder sichtbar machen. Sie verschieben also nur das Messfeld.

Um den Kontrast der Linien im Spektrogramm zu erhöhen, kann man auf gleiche Weise auch den Wertebereich des Pegels auf der vertikalen Achse einstellen. Hierzu muss man die Finger vertikal auseinanderziehen.

Klicken Sie auf das Bild für eine größere Ansicht.

Wie „liest“ man nun so ein Spectrogramm? Dazu hier eine Beispielmessung.

Im oberen Bereich (Spektrogramm) sehen Sie eine waagerechte, gelbe und rote Linie. Die gelbe Linie zeigt die verschiedenen Frequenzen, die rote Linie dazu den maximalen db-Wert (Lautstärke), welcher gemessen wurde. Im unteren Bereich (Waterfall) erkennen Sie einen senkrechten violetten Streifen. Dieses ist ein konstanter Brummton mit der Frequenz von 49,8 Hz. Im Spektrogramm können Sie dazu die Frequenz und den gemessenen db-Wert ablesen. Die vielen kleinen waagerechten Streifen sind andere Störgeräusche, die aber keinen langanhaltenden Brummton darstellen.

Der senkrechte Verlauf des Brummtones zeigt auch den zeitlichen Verlauf an. Hier könnte man ein abruptes Einsetzen oder Stoppen durch den Abbruch des Balkens erkennen. Beispiel rechts im Bild stoppt der Brummton abrupt. Klicken Sie bitte auf das Bild für eine größere Darstellung.

Senkrechte Verläufe sind also Töne/Geräusche, die über einen konstanten Zeitraum wahrzunehmen sind. Waagerechte Streifen, egal in welcher Länge, definieren einen kurzen Ton, welcher über mehrere Frequenzen verläuft. So wie in der Stimme, die ja auch über mehrere Frequenzen verfügt.

Einen Screenshot erstellen.

Um einen Screenshot zu erstellen, ist es sinnvoll, wenn Sie das Programm kurz anhalten. Tippen Sie dazu oben rechts auf das Pause-Symbol.

Jetzt können Sie sich Zeit lassen und gemäß Ihrem Smartphone/Tablets einen Screenshot erstellen. Wenn Sie nicht genau wissen, wie Sie einen Screenshot mit Ihrem Smartphone erstellen, suchen Sie hier bitte im Internet nach einer Anleitung. Dazu einfach das Modell plus Screenshot eingeben. Diesen Screenshot können sie nun ganz einfach mit anderen teilen.

Sollten Sie sich dazu entscheiden, sämtliche Einstellung rückgängig machen zu wollen, dann können Sie dieses anhand der Abbildungen hier machen. Sie zeigen die Standardeinstellungen.

Ein Klick auf das Bild vergrößert die Darstellungen.


Häufige Fragen:

F: Warum werden die dB-Werte in negativer Form angezeigt?
A: Spectroid verwendet dB FS (Full Scale), wobei 0 dB der maximale Pegel ist, die das Mikrofon messen kann. Die Dezibelwerte sind daher negativ, da der gemessene Pegel unter dem maximalen Pegel liegt. Anders ausgedrückt: -20 dB sind hier lauter als -80 dB. Die „Lautstärke“ wird dann auch deutlicher durch die Höhe der Spitze im oberen Diagramm.

F: Kann ich das Diagramm horizontal oder vertikal aufzoomen?
A: Ja. Legen Sie dazu zwei Finger waagerecht auf das Display und ziehen Sie die Finger auseinander. Genau wie bei einem Smartphone/Tablet, wenn Sie ein Bild aufzoomen möchten. Passen Sie so das Diagramm Ihrem Brummton an.

F: Warum gibt es senkrechte, schwarze Lücken in Spektrum und Wasserfall?

A: Spectroid verwendet mehrere FFTs (Algorithmen), die sich in der Frequenz überlappen, um bei niedrigeren Frequenzen eine bessere Frequenzauflösung zu bieten als eine einzelne FFT. Der Nachteil dieser Methode ist die unterschiedliche Impulsantwort und geringfügige Frequenzabweichungen. Der Vorteil ist, dass es effizient ein Spektrum erzeugen kann, das der Frequenzauflösung der menschlichen Audiowahrnehmung besser entspricht.

F: Was muss ich sonst noch beachten?
A: Am Besten ist es, wenn Sie Ihr Smartphone/Tablet in den Flugmodus versetzen. So wird die Analyse nicht durch einen Anruf oder eine andere Nachricht unterbrochen.

F: Was ist ein Spektrogramm?
A: Ein Spektrogramm ist lediglich die grafische Darstellung des Frequenzspektrums eines Signales. Das Spektrogramm zeigt also die Zusammensetzungen eines Signales aus den verschiedenen Frequenzen dar. Typischer Weise wird dieses über einen gewissen Zeitraum hinweg dargestellt.

Anmerkung:  Die Spectroid App (Android) ist im App Store (IOS) nicht erhältlich. Für ein Messen mit Apple Geräten empfehlen wir die App SpectrumView.

Tipps zum Messen mit Spectroid

Es gibt viele Möglichkeiten, dem Brummton auf die Spur zu kommen. Hier eine kleine Anleitung zum Aufspüren von Brummtönen:

Nachdem in der Spectroid App, die Einstellungen nach unser empfohlenen Anleitung vorgenommen worden sind, können wir uns nun auf die Suche nach störenden Brummtönen begeben. Dazu messen wir erst einmal in dem Raum, in dem uns der Brummton am meisten stört. Beim Messen selber wird das Smartphone auf eine feste Unterlage abgelegt und keinen Bewegungen (oder Erschütterungen/Vibrationen) ausgesetzt, da geringe Bewegungen die Messungen verfälschen könnte. Anschließend messen wir in weiteren Räumen und erstellen von jeder Messung einen Screenshot. Die einzelnen Screenshots werden beschriftet nach Messort und, der Pegelstärke nach, nummeriert. Im Anschluss werden die Messungen bei abgeschalteten Strom (Sicherungskasten) wiederholt. Wieder werden Screenshots erstellt, beschriftet und, der Pegelstärke nach, nummeriert. Anhand eines Vergleiches der Screenshots ist es möglich zu beurteilen, ob der störende Brummton mit dem Abschalten des Stromes bzw. mit den eigenen elektrischen Geräten im Haus im Zusammenhang steht.Ist kein Brummton mehr bei abgeschalteten Strom zu messen, kann der Verursacher schnell gefunden werden, in dem alle einzelnen Verbraucher der Reihe nach abgeschaltet werden. Ist der störende Brummton, trotz abgeschaltetem Strom vorhanden, geht die Suche weiter. In diesem Fall macht es Sinn, durch Messungen zu überprüfen, ob der Ton von außen in die Wohnung übertragen wird. Dieses können wir feststellen, wenn wir am offenen Fenster oder an verschiedenen Stellen vor dem Haus oder der Wohnung messen. Auch hier werden wieder alle gemachten Screenshots beschriftet und, der Pegelstärke nach, nummeriert. Je mehr wir uns mit unseren Messungen dem Verursacher nähern, desto positiver wird der Schallpegel dargestellt. Spectroid stellt negative Dezibelwerte dar, daher sind beispielsweise -80 dB lauter als -100 dB. Ist ein möglicher Verursacher weiter entfernt von der Wohnung oder dem Haus ausfindig gemacht, kann oftmals durch ein Vergleichen der Screenshots, bestimmter Schallmuster (im Spektrogramm) oder auch der Uhrzeiten, zu denen die Störung durch einen Brummton auftritt, ermittelt werden, ob es sich tatsächlich um den Verursacher des störenden Brummtones in unserer Wohnung handelt.

Da fast immer und überall tieffrequenter Schall und Brummtöne zu messen sind, sollte überprüft werden, ob ein messtechnisch dargestellter Brummton (Spektrogramm) der eigentlich störende Brummton ist. Sehr oft lässt man sich von dargestellten Linien im Spektrogramm in die Irre führen, denn nicht bei allen im Spektrogramm erkennbaren Linien muss es sich zwangsläufig um den von uns wahrgenommenen Brummton handeln. Eine Überprüfung der eigenen, wahrgenommenen Brummton-Frequenz kann mittels Tongenerator ebenfalls nach unserer Anleitung vollzogen werden: https://www.brummton.info/bestimmen-der-brummtonfrequenz-mittels-tongenerator/

Viele sehen auf den gemachten Spektrogrammen oftmals eine 50 Hz oder auch 100 Hz Linie. 50 Hz ist die Frequenz unseres Stromnetzes und daher allgegenwärtig. Wenn zur 50 Hz Linie zeitgleich eine 100 Hz Linie sichtbar ist, kann es sein, dass diese Linien von einem Kühlschrank kommen. Solche Brummtöne, verursacht durch einen Kühlschrank, werden auch durch Körperschall über Zimmerdecken übertragen. Auch Heizungsanlagen verursachen sehr oft 50 Hz Linien. Lüftungsanlagen produzieren meistens Linien zwischen 60 und 80 Hz.

Es empfiehlt sich, diese Messungen unbedingt auch einmal durchzuführen und zu vergleichen, wenn kein störender Brummton vernehmbar ist. Gerade so ein Vergleich kann sehr aufschlussreich sein. Wird kein störender Brummton wahrgenommen, obwohl das Spektrogramm das gleiche Bild zeigt, wie bei einer vorhergehenden Messung zu einer Zeit in der der Brummton wahrgenommen wurde, könnte die Ursache für den Brummton eine Innere sein, wie z.B. ein Tieftontinnitus. Gleiches gilt, wenn der Brummton wahrgenommen wird, Spectroid aber keine, der wahrgenommenen Frequenz entsprechenden, Brummtöne aufzeichnen kann.

Die Merkmale eine Tieftontinnitus haben wir auf unserer Seite aufgeführt (https://www.brummton.info/tinnitus-merkmale-und-eigenschaften/).

Wer ganz sicher gehen möchte ob, das verwendete Smartphone überhaupt in der Lage ist, tiefe Brummtöne vernünftig darzustellen, der kann mittels Subwoofer und Tongenerator nachmessen, wie gut die Elektronik des Smartphones Brummtöne darstellt. Die meisten Smartphones, die wir vermessen haben, zeichneten zuverlässig bis mindestens 17 Hz auf. Des weiteren kann es ziemlich einfach überprüft werden, bis zu welchen dargestellten Pegeln Brummtöne eigentlich noch gehört werden können. In der Regel „hört“ das Smartphone wesentlich besser, als das menschliche Ohr. Dieses kann ebenfalls einfach überprüft werden, in dem wir mittels Tongenerator und Subwoofer wiedergegebene Brummtöne aufzeichnen und dabei feststellen, ab wann Brummtöne nicht mehr hörbar, aber im Spektrogramm noch gut sichtbar sind.

Anmerkung: Diese kleine Anleitung ist eher für „technische Laien“ gedacht. Auf viele weitere Details wie z.B. Raumresonanzen, stehende Wellen/Raummode, Körperschall- und Triggereffekte, Infraschall und ähnliches wird hier nicht näher eingegangen. Ich hoffe diese kleine Hilfestellung ist für den einen oder anderen dennoch hilfreich.

 

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Gruppenziele: Austausch von Informationen, Tipps und Messtechnik und Erfahrungsberichte, Umgang mit dem Brummton, Selbsthilfe.

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