En rund høyttaler høres bedre ut enn en firkantet høyttaler. Akustiske målinger. Vi måler frekvensresponsen med improviserte midler Hva er frekvensresponsen som måles

I dag kan du finne søyler av nesten hvilken som helst form. Men hvordan påvirker dette lyden? La oss se på de grunnleggende formene til høyttalere, og hvorfor en rund høyttaler vil høres bedre ut enn en firkantet eller sylindrisk.

For finalen EN amplitude - H atomisk X karakteristisk ( frekvensrespons) EN buskete C systemer ( AU) påvirkes av mange faktorer. Dette er frekvensresponsen til høyttaleren, dens kvalitetsfaktor, valgt type og materiale på kabinettet, demping, etc. osv. Men i dag vil vi vurdere en annen interessant nyanse som gjør justeringer av den endelige frekvensresponsen - formen på det akustiske systemet.

Hva er formen på AS

I seg selv spiller formen på søylen på utsiden egentlig ingen rolle, det viktige er at det bestemmer formen på det interne volumet til høyttaleren. Ved lave frekvenser er kroppens lineære dimensjoner mindre enn lydens bølgelengde, så formen på det indre volumet spiller ingen rolle.

Men ved middels frekvenser gir diffraksjonseffekter et betydelig bidrag. For enkelhets skyld refererer det følgende til en lukket akustisk struktur.

Med diffraksjonseffekter menes gjensidig forsterkning og demping av reflekterte og direkte lydbølger inne i søylen.

Skarpe hjørner, fordypninger og fremspring påvirker frekvensresponsen til høyttalerne negativt. På dem er ujevnheten i lydfeltet maksimal.

Men avrunding og utjevning har en positiv effekt på formen på frekvensresponsen. For å være mer presis har mer avrundede former minimal effekt på lineariteten til frekvensresponsen.

Sylindriske høyttalere

Det verste resultatene er gitt av en sak i form av en horisontal sylinder ( ris. EN )

Posisjonen til midten av det utstrålende hodet er konvensjonelt avbildet med en prikk.

Den ujevne frekvensresponsen til kolonnen vist i figur a når 10 dB ved første maksimum (~500Hz). Dette skyldes det faktum at bølgelengden er sammenlignbar med de lineære dimensjonene til saken. De neste høydene tilsvarer dobbel, trippel og så videre. frekvenser.

Dette mønsteret oppstår på grunn av refleksjonen mellom fronten ( med høyttaler) og bakveggene på saken. Dette fører til utseendet til et interferensmønster mellom dem. De spesifikke frekvensene til maksima og minima avhenger av de faktiske dimensjonene til kolonnen.

Høyttaler formet som en sylinder, men med et dynamisk hode på sidepanelet ( ris. b) har en mer jevn frekvensrespons. Frontpanelet i dette tilfellet skaper et spredt felt i det interne volumet. De øvre og nedre veggene har liten effekt, pga er ikke på samme akse som emitteren.

Rund søyle og firkantet søyle

Kubisk kropp ( ris. V) skaper også en svært ujevn frekvensrespons. I dette tilfellet oppstår et nært interferensmønster.

Sfærisk akustikk har den mest minimale effekten på frekvensresponsformen ( ris. G). I et tilfelle med denne formen forekommer lydspredning likt i alle retninger.

Imidlertid er fremstillingen av en rund kolonne en ganske arbeidskrevende prosess. Selv om bruken av moderne materialer som plast gjør denne oppgaven enklere.

Men likevel er ikke plast det beste materialet for et høyttalerkabinett av høy kvalitet.

Hvordan forbedre lyden til en ikke-sirkulær høyttaler

Et positivt resultat er bruken av mastikk. Hvis slike materialer påføres hjørner og skjøter, vil dette føre til avrunding. Takket være dette vil frekvensresponsen til høyttalerne bli lineær.

For å forbedre frekvensresponsen brukes også demping av det indre volumet ved å absorbere materialer. De demper overflødige lydbølger, så det blir færre refleksjoner.

Selv sfærisk akustikk, som har den beste frekvensresponsen, har en nedgang i lavfrekvensområdet. Den mest effektive løsningen på dette problemet ville være .

Materiale utarbeidet eksklusivt for nettstedet

Før du går til anmeldelsen kombinasjoner for utendørs lek Jeg vil gjerne komme til bunns i det. Hvordan dannes lyden vi hører?
Lyd i prosessen med dannelse går omtrent slik:

Pickup eller mikrofon --->
forforsterker --->
equalizer / effektsett --->
effektforsterker --->
akustisk system.

Det akustiske systemet (høyttaleren) er plassert ved utgangen. Og selv om høyttaleren tar svært liten plass i bildet, danner den lyden, og bestemmer den derfor på mange måter.

Med andre ord: Hvis det akustiske systemet er verdiløst, vil vi uansett hvilket høykvalitetssignal som kommer fra PA, høre hva AU er verdt å formidle. Det er verdt å merke seg at noen ganger glemmer produsenter av bærbare forsterkere dette, og installerer helt middelmådige høyttalere på designene deres, som rett og slett ikke er i stand til å lage lyd av høy kvalitet og formidle godt det du spiller. Mange kombinasjoner lider av denne mangelen.
Derimot:

AKUSTIKK BESTEMMER FØRST AV ALLE LYDEN I SYSTEMET!
Og det er den viktigste komponenten.
Generelt er det rart at det i det musikalske miljøet er mye snakk om, tre og gitarer, effektsett, prev. forsterkere og effektforsterkere, ledninger, men svært lite er nevnt om høyttalere og akustiske systemer.
For meg oppsto dette spørsmålet først av alt da jeg begynte å analysere problemene med dårlig lyd av bærbart utstyr. Hovedproblemet er små slørete, billige høyttalere med dårlig følsomhet.

På begynnelsen av 90-tallet, da Hi-End først begynte å dukke opp i Russland, var det en fantastisk empirisk formel for fordeling av ressurser. Det så omtrent slik ut: 50% - akustikk, 10% - alle kabler, 40% - kilde og forsterker.
Og dette er generelt sant, fordi. det er riktig akustikk som er det grunnleggende prinsippet som du kan bygge systemet ditt rundt og få lyd av høy kvalitet.

Og så, la oss La oss gå videre til høyttalerne:

Hoveddelene av høyttaleren er en magnet, en spole, en membran (diffusor), en ramme (kurv, diffusorholder). Hovedkomponentene som påvirker lyden, parametere, konfigurasjon - formål er de tre første.
Jeg vil også med en gang nevne parametrene som er angitt på høyttalerne og som de kan velges med. (Og la oss komme inn på essensen av hver av dem og hvordan hver del av høyttaleren påvirker den - litt senere.)

HØYTTALERPARAMETRE:

"Følsomhet" er standard lydtrykk (SPL) utviklet av høyttaleren. Den måles i en avstand på 1 meter med en inngangseffekt på 1 watt ved en fast frekvens (vanligvis 1 kHz, med mindre annet er angitt i høyttalerdokumentasjonen).
Jo høyere følsomhet høyttalersystemet har, jo høyere lyd kan det produsere for en gitt inngangseffekt. Hvis du har høyttalere med høy følsomhet, kan du ha en ikke for kraftig forsterker, og omvendt, for å "riste" høyttalere med lav følsomhet, trenger du en forsterker med mer kraft.
En følsomhetsverdi som 90dB/W/m betyr at høyttaleren er i stand til å produsere 90dB lydtrykk på 1m fra høyttaleren med 1W inngangseffekt. Følsomheten til konvensjonelle høyttalere varierer fra 84 til 102 dB. Konvensjonelt kan følsomheten på 84-88 dB kalles lav, 89-92 dB - middels, 94-102 dB - høy. Hvis målingene utføres i et normalt rom, blandes lyden som reflekteres fra veggene med den direkte strålingen fra høyttalerne, noe som øker lydtrykknivået. Av denne grunn oppgir noen selskaper "ekkofri" følsomhet for høyttalerne sine, målt i et ekkofritt kammer. Det er tydelig at ekkoløs sensitivitet er en mer "ærlig" egenskap.

"frekvensområde" angir frekvensgrensene innenfor hvilke lydtrykkavviket ikke overskrider visse grenser. Vanligvis er disse grensene angitt i en slik karakteristikk som "ujevnhet i frekvensresponsen".

AFC - amplitude-frekvenskarakteristikk for høyttaleren.
Viser lydtrykknivået til høyttaleren i forhold til den gjengitte frekvensen. Vanligvis presentert som en graf. Her er et eksempel på en frekvensrespons for en Celestion Vintage 30-høyttaler:

"Ujevn frekvensrespons"- viser ujevnheten i amplituden i området av reproduserbare frekvenser. Vanligvis 10 til 18 dB.

(Korreksjon - ja, ± 3dB - dette er høyttalerkarakteristikken som er nødvendig for en mer "ærlig" signalgjengivelse i det angitte området.)

"Impedans" (RESISTANCE) er den elektriske impedansen til høyttaleren, typisk 4 eller 8 ohm. Noen høyttalere har en impedans på 16 ohm, noen er ikke standardverdier. 2, 6, 10, 12 ohm.

"Nominell elektrisk kraft" RMS (Rated Maxmum Sinusoidal) - konstant langtidsinngangseffekt. Angir mengden kraft som en høyttaler kan håndtere over en lengre periode uten skade på kjegleomringen, overoppheting av talespolen eller andre irritasjonsmomenter.

"Topp elektrisk kraft"- maksimal inngangseffekt. Indikerer mengden kraft som høyttaleren tåler i kort tid (1-2 sekunder) uten fare for skade.

Nå kan du vurdere hvordan hver av delene av høyttaleren påvirker parametrene til høyttaleren og lyden - generelt. :) Men mer om det i de følgende artiklene.

Andre høyttalerparametere er som membranstørrelse og materiale. Og deres innflytelse på egenskaper og lyd. La oss se på det i en annen artikkel.

Kirill Trufanov
Gitarverksted.

Sammenlignende testing av Edifier og Microlab stereohøyttalere (april 2014)

Makt

Under ordet makt i dagligtale betyr mange «makt», «styrke». Derfor er det bare naturlig at forbrukere forbinder kraft med lydstyrke: "Jo mer kraft, jo bedre og høyere vil høyttalerne høres." Imidlertid er denne populære troen fundamentalt feil! Det er langt fra alltid at en 100 W høyttaler vil spille høyere eller bedre enn den som «bare» har 50 W effekt. Effektverdien snakker heller ikke om volumet, men om den mekaniske påliteligheten til akustikken. Det samme 50 eller 100 watt er ikke høyt i det hele tatt publisert av spalten. Dynamiske hoder i seg selv har lav effektivitet og konverterer bare 2-3% av kraften til det elektriske signalet som leveres til dem til lydvibrasjoner (heldigvis er volumet på den utsendte lyden ganske nok til å lage lydakkompagnement). Verdien som er angitt av produsenten i passet til høyttaleren eller systemet som helhet, indikerer bare at når et signal med den spesifiserte kraften tilføres, vil det dynamiske hodet eller høyttalersystemet ikke svikte (på grunn av kritisk oppvarming og interturn kortslutning av ledningen, "biting" av spiralrammen, brudd på diffusoren, skade på fleksible opphengere i systemet, etc.).

Dermed er kraften til høyttalersystemet en teknisk parameter, hvis verdi ikke er direkte relatert til lydstyrken til akustikken, selv om den er forbundet med en viss avhengighet. De nominelle effektverdiene til dynamiske hoder, forsterkerbane, akustisk system kan være forskjellige. De er snarere indikert for orientering og optimal sammenkobling mellom komponentene. For eksempel kan en forsterker med mye mindre eller mye mer kraft deaktivere høyttaleren i de maksimale posisjonene til volumkontrollen på begge forsterkerne: på den første - på grunn av det høye forvrengningsnivået, på den andre - på grunn av unormal drift av høytaleren.

Effekt kan måles på ulike måter og under ulike testforhold. Det er generelt aksepterte standarder for disse målingene. La oss se nærmere på noen av dem, som oftest brukes i egenskapene til produkter fra vestlige firmaer:

RMS (Nominert maksimal sinusformet effekt- installert maksimal sinusformet effekt). Effekt måles ved å påføre et sinusformet signal med en frekvens på 1000 Hz inntil et visst nivå av ikke-lineær forvrengning er nådd. Vanligvis står det i passet til produktet slik: 15 W (RMS). Denne verdien sier at høyttalersystemet, når det påføres et 15 W-signal, kan fungere lenge uten mekanisk skade på de dynamiske hodene. For multimediaakustikk oppnås høyere effektverdier i W (RMS) sammenlignet med Hi-Fi-høyttalere på grunn av målinger ved svært høye harmoniske forvrengninger, ofte opptil 10 %. Med slike forvrengninger er det nesten umulig å høre på lydsporet på grunn av kraftig pipelyd og overtoner i det dynamiske hode- og høyttalerskapet.

PMPO(Peak Music Power Output Peak Music Power). I dette tilfellet måles effekten ved å bruke et kortvarig sinusformet signal med en varighet på mindre enn 1 sekund og en frekvens under 250 Hz (typisk 100 Hz). Dette tar ikke hensyn til nivået av ikke-lineær forvrengning. For eksempel er høyttalereffekten 500 W (PMPO). Dette faktum indikerer at høyttalersystemet, etter å ha gjengitt et kortvarig lavfrekvent signal, ikke hadde mekanisk skade på de dynamiske hodene. Populært kalles enhetene for effektmåling W (PMPO) "kinesiske watt" på grunn av det faktum at effektverdier med denne måleteknikken når tusenvis av watt! Tenk deg - aktive høyttalere for en datamaskin bruker 10 V * En elektrisk strøm fra strømnettet og utvikler samtidig en maksimal musikalsk effekt på 1500 W (PMPO).

Sammen med vestlige standarder finnes det også sovjetiske standarder for ulike typer makt. De er regulert av gjeldende GOST 16122-87 og GOST 23262-88. Disse standardene definerer konsepter som nominell, maksimal støy, maksimal sinusformet, maksimal langsiktig, maksimal korttidseffekt. Noen av dem er angitt i passet for sovjetisk (og post-sovjetisk) utstyr. Naturligvis brukes ikke disse standardene i verdens praksis, så vi vil ikke dvele ved dem.

Vi trekker konklusjoner: det viktigste i praksis er verdien av effekten angitt i W (RMS) ved verdier av harmonisk forvrengning (THD) lik 1% eller mindre. Å sammenligne produkter selv med denne indikatoren er imidlertid svært omtrentlig og har kanskje ikke noe med virkeligheten å gjøre, fordi lydvolumet er preget av lydtrykknivået. Derfor informativiteten til indikatoren "kraften til det akustiske systemet" null.

Følsomhet

Følsomhet er en av parametrene spesifisert av produsenten i egenskapene til akustiske systemer. Verdien karakteriserer intensiteten av lydtrykket som utvikles av kolonnen i en avstand på 1 meter når et signal med en frekvens på 1000 Hz og en effekt på 1 W påføres. Følsomhet måles i desibel (dB) i forhold til hørselsterskelen (null lydtrykknivå er 2*10^-5 Pa). Noen ganger brukes betegnelsen - nivået av karakteristisk følsomhet (SPL, Sound Pressure Level). Samtidig, for korthets skyld, er dB / W * m eller dB / W ^ 1/2 * m angitt i kolonnen med måleenheter. Det er imidlertid viktig å forstå at følsomhet ikke er en lineær proporsjonalitetsfaktor mellom lydtrykknivå, signalstyrke og avstand til kilden. Mange selskaper viser følsomhetsegenskapene til dynamiske hoder, målt under ikke-standardiserte forhold.

Følsomhet er en egenskap som er viktigere når du designer dine egne høyttalersystemer. Hvis du ikke helt forstår hva denne parameteren betyr, så når du velger multimediaakustikk for en PC, kan du ikke være mye oppmerksom på følsomhet (heldigvis er det ikke ofte indikert).

frekvensrespons

Frekvensrespons (frekvensrespons) i det generelle tilfellet er en graf som viser forskjellen i amplitudene til utgangs- og inngangssignalene over hele området av reproduserbare frekvenser. Frekvensresponsen måles ved å påføre et sinusformet signal med konstant amplitude når frekvensen endres. På punktet på grafen hvor frekvensen er 1000 Hz, er det vanlig å plotte nivået på 0 dB på den vertikale aksen. Det ideelle alternativet er der frekvensresponsen er representert av en rett linje, men i virkeligheten har ikke akustiske systemer slike egenskaper. Når du vurderer grafen, må du være spesielt oppmerksom på mengden ujevnheter. Jo større ujevnheter er, desto større blir frekvensforvrengningen av klangen i lyden.

Vestlige produsenter foretrekker å indikere rekkevidden av reproduserbare frekvenser, som er en "klem" av informasjon fra frekvensresponsen: bare grensefrekvenser og ujevnheter er indikert. Anta at det er skrevet: 50 Hz - 16 kHz (± 3 dB). Dette betyr at dette akustiske systemet i området 50 Hz - 16 kHz har en pålitelig lyd, og under 50 Hz og over 15 kHz øker ujevnhetene kraftig, frekvensresponsen har en såkalt "blokkering" (et kraftig fall i kjennetegn).

Hva truer det? Å redusere nivået av lave frekvenser innebærer tap av saftighet, metning av basslyden. Økningen i bassområdet forårsaker en følelse av mumling og summing av høyttaleren. I blokkeringene av høye frekvenser vil lyden være matt, uklar. Høyfrekvente stigninger betyr tilstedeværelsen av irriterende, ubehagelig susing og plystring overtoner. I multimediehøyttalere er ujevnheten i frekvensresponsen vanligvis høyere enn i den såkalte Hi-Fi-akustikken. Alle reklameuttalelser fra produksjonsbedrifter om frekvensresponsen til en høyttaler av typen 20 - 20 000 Hz (teoretisk mulighetsgrense) bør behandles med en god del skepsis. I dette tilfellet er den ujevne frekvensresponsen ofte ikke indikert, noe som kan være ufattelige verdier.

Siden produsenter av multimediaakustikk ofte "glemmer" å indikere den ujevne frekvensresponsen til høyttalersystemet, når du møter en høyttalerkarakteristikk på 20 Hz - 20 000 Hz, må du holde øynene åpne. Det er en god sjanse for å kjøpe noe som ikke engang gir mer eller mindre jevn respons i frekvensbåndet 100 Hz - 10 000 Hz. Det er umulig å sammenligne rekkevidden av reproduserbare frekvenser med forskjellige uregelmessigheter i det hele tatt.

Harmonisk forvrengning, harmonisk forvrengning

Kg koeffisient for harmonisk forvrengning. Det akustiske systemet er en kompleks elektroakustisk enhet som har en ikke-lineær forsterkningskarakteristikk. Derfor vil signalet etter passasjen av hele lydbanen ved utgangen nødvendigvis ha ikke-lineære forvrengninger. En av de mest åpenbare og enkleste å måle er harmonisk forvrengning.

Koeffisienten er en dimensjonsløs størrelse. Spesifisert enten i prosent eller i desibel. Konverteringsformel: [dB] = 20 log ([%]/100). Jo høyere harmonisk forvrengningsverdi, jo dårligere er lyden vanligvis.

Kg-høyttalere avhenger i stor grad av kraften til signalet som mates til dem. Derfor er det dumt å trekke konklusjoner i fravær eller sammenligne høyttalere bare med den harmoniske koeffisienten, uten å ty til å lytte til utstyret. I tillegg, for driftsposisjonene til volumkontrollen (vanligvis 30..50%), er verdien ikke angitt av produsentene.

Total elektrisk motstand, impedans

Det elektrodynamiske hodet har en viss motstand mot likestrøm, avhengig av tykkelsen, lengden og materialet til ledningen i spolen (slik motstand kalles også resistiv eller reaktiv). Når et musikalsk signal, som er en vekselstrøm, tilføres, vil hodeimpedansen endres avhengig av frekvensen til signalet.

Impedans(impedans) er den totale elektriske motstanden til vekselstrøm, målt ved en frekvens på 1000 Hz. Vanligvis er høyttalerimpedansen 4, 6 eller 8 ohm.

Generelt vil verdien av den totale elektriske motstanden (impedansen) til høyttalersystemet ikke fortelle kjøperen om noe relatert til lydkvaliteten til et bestemt produkt. Produsenten angir kun denne parameteren slik at motstanden tas i betraktning når høyttalersystemet kobles til forsterkeren. Hvis høyttalerimpedansen er lavere enn forsterkerens anbefalte belastningsverdi, kan lyden være forvrengt eller kortslutningsbeskyttet; hvis høyere, vil lyden være mye roligere enn med anbefalt motstand.

Høyttalerboks, akustisk design

En av de viktige faktorene som påvirker lyden til et høyttalersystem er den akustiske utformingen av det utstrålende dynamiske hodet (høyttaleren). Når du designer akustiske systemer, står produsenten vanligvis overfor problemet med å velge en akustisk design. Det er mer enn et dusin typer av dem.

Akustisk design er delt inn i akustisk ubelastet og akustisk belastet. Den første innebærer en design der svingningen til diffusoren er begrenset bare av stivheten til suspensjonen. I det andre tilfellet begrenses diffusorens oscillasjon, i tillegg til stivheten til suspensjonen, av luftens elastisitet og akustisk motstand mot stråling. Akustisk design er også delt inn i enkelt- og dobbeltvirkende systemer. Enkeltaksjonssystemet kjennetegnes ved at lyden eksiteres til lytteren ved hjelp av kun den ene siden av kjeglen (strålingen fra den andre siden nøytraliseres av den akustiske utformingen). Dual action-systemet innebærer bruk av begge overflater av kjeglen i dannelsen av lyd.

Siden den akustiske utformingen av høyttaleren praktisk talt ikke har noen effekt på høyfrekvente og mellomfrekvente dynamiske hoder, vil vi snakke om de vanligste alternativene for lavfrekvent akustisk design av kabinettet.

Det akustiske opplegget, kalt "lukket boks", er svært vidt anvendbart. Refererer til den belastede akustiske designen. Det er et lukket etui med en høyttalerkjegle vist på frontpanelet. Fordeler: god frekvensrespons og impulsrespons. Ulemper: lav effektivitet, behov for en kraftig forsterker, høyt nivå av harmonisk forvrengning.

Men i stedet for å bekjempe lydbølgene forårsaket av baksiden av kjeglen, kan de brukes. Den vanligste varianten av de dobbeltvirkende systemene er faseomformeren. Det er et rør av en viss lengde og seksjon, innebygd i kroppen. Lengden og tverrsnittet til faseomformeren beregnes på en slik måte at det ved en viss frekvens dannes en svingning av lydbølger i den, i fase med svingningene forårsaket av forsiden av diffusoren.

For subwoofere er en akustisk krets med det allment aksepterte navnet "resonatorboks" mye brukt. I motsetning til det forrige eksemplet, vises ikke høyttalerkjeglen på kabinettet, men er plassert inne på skilleveggen. Høyttaleren selv deltar ikke direkte i dannelsen av lavfrekvensspekteret. I stedet eksiterer diffusoren kun lavfrekvente lydvibrasjoner, som deretter multipliseres i volum i faseinverterrøret, som fungerer som et resonanskammer. Fordelen med disse konstruktive løsningene er høy effektivitet med små dimensjoner på subwooferen. Ulemper manifesteres i forringelse av fase- og impulsegenskaper, lyden blir slitsom.

Det beste valget ville være mellomstore høyttalere med en trekasse, laget i henhold til en lukket krets eller med en bassrefleks. Når du velger en subwoofer, bør du ikke være oppmerksom på volumet (ved denne parameteren har selv rimelige modeller vanligvis en tilstrekkelig margin), men til pålitelig gjengivelse av hele lavfrekvensområdet. Når det gjelder lydkvalitet, er høyttalere med tynn kropp eller svært små størrelser mest uønsket.

Det er kjent at dynamiske prosesser kan representeres av frekvenskarakteristikker (FC) ved å utvide funksjonen til en Fourier-serie.

Anta at det er et objekt og det er nødvendig for å bestemme frekvensresponsen. Under den eksperimentelle fjerningen av frekvensresponsen mates et sinusformet signal med amplitude A in = 1 og en viss frekvens w til inngangen til objektet, dvs.

x (t) \u003d A i sin (wt) \u003d sin (wt).

Så, etter å ha passert gjennom transienter ved utgangen, vil vi også ha et sinusformet signal med samme frekvens w, men med en annen amplitude A ut og fase j:

y(t) = A ut sin(wt + j)

For forskjellige verdier av w, vil verdiene til A ut og j, som regel, også være forskjellige. Denne avhengigheten av amplitude og fase på frekvens kalles frekvensresponsen.

Typer frekvensrespons:

·

y" "s 2 Y osv.

La oss definere de deriverte av frekvensresponsen:

y'(t) = jw A ut e j (w t + j) = jw y,

y”(t) = (jw) 2 A ut e j (w t + j) = (jw) 2 y, etc.

Dette viser korrespondansen s = jw.

Konklusjon: frekvensresponser kan bygges fra overføringsfunksjoner ved å erstatte s = jw.

For å bygge frekvensresponsen og faseresponsen brukes følgende formler:

, ,

hvor Re(w) og Im(w) er henholdsvis de reelle og imaginære delene av uttrykket for AFC.

Formler for å oppnå AFC av AFC og PFC:

Re(w) = A(w) . cos j(w), Im(w) = A(w) . sinj(w).

Frekvensresponsgrafen er alltid plassert i ett kvartal, fordi frekvens w > 0 og amplitude A > 0. PFC-grafen kan lokaliseres i to kvartaler, dvs. fase j kan være enten positiv eller negativ. AFH-planen kan løpe gjennom alle kvartaler.

Ved grafisk fremstilling av frekvensresponsen i henhold til den kjente AFC, er flere nøkkelpunkter som tilsvarer visse frekvenser uthevet på AFC-kurven. Deretter måles avstandene fra opprinnelsen til koordinatene til hvert punkt, og frekvensresponsgrafen plottes: vertikalt - målte avstander, horisontalt - frekvenser. Konstruksjonen av AFC utføres på lignende måte, men det måles ikke avstander, men vinkler i grader eller radianer.

For grafisk plotting av AFC er det nødvendig å vite typen AFC og PFC. Samtidig tildeles flere poeng tilsvarende visse frekvenser på frekvensresponsen og faseresponsen. For hver frekvens bestemmes amplituden A av frekvensresponsen, og fasen j bestemmes av faseresponsen. Hver frekvens tilsvarer et punkt på AFC, hvor avstanden fra origo er A, og vinkelen i forhold til den positive halvaksen Re er lik j. De merkede punktene er forbundet med en kurve.

Eksempel: .

For s = jw har vi

= = = =

Innledning Det er usannsynlig at jeg ville gjort en oppdagelse ved å kalle temaet testing av dataakustikk som et av de mest upopulære i datapressen. Hvis vi analyserer de fleste anmeldelsene, kan vi komme til den konklusjon at alle av dem er av rent beskrivende natur og består som regel av å rekompilere pressemeldinger med omskriving av de viktigste tekniske parametrene, beundre skrogytelsen og ekstremt subjektiv finale. vurderinger som ikke er støttet av bevis. Årsaken til denne "misliken" er mangelen på spesialiserte måleinstrumenter til disposisjon for testere, som lydanalysatorer, sensitive mikrofoner, millivoltmetre, lydsignalgeneratorer osv. Et slikt sett med utstyr koster anstendige penger, og av denne grunn, ikke alle testlaboratorier har råd (spesielt at dataakustikk koster uforholdsmessig lite sammenlignet med tilsvarende måleutstyr). I tillegg må testeren selvfølgelig ha "riktige ører" og helst ha en ide om høykvalitetslyd, ikke fra sitt hjemlige musikksenter, men fra lyden av et symfoniorkester i konservatoriesalen, for eksempel. Uansett, selv om datamaskinakustikk ikke later til å ta plassen til hi-end og glede brukerens øre med en pålitelig overføring av klangfarger, som nøyaktig formidler det emosjonelle innholdet i lydbildet, bør det i det minste ikke forvrenge lyden av en rekke instrumenter, ikke bringe ubehag i sinnet til lytteren. Objektivt sett jevner det menneskelige øre selvfølgelig ut det meste av forvrengningene, isolerer og gjenoppretter lydbildet selv fra knitringen fra høyttaleren til en radiokringkastende høyttaler, men når lytteren lytter til det samme arbeidet med bedre akustikk, begynner lytteren for å skille nye og ekstra detaljer, noen musikalske nyanser (som at "... hvis du ser med det blotte øye, kan du se tre stjerner! .."). Sannsynligvis, og også av denne grunn, bør valget av dataakustikk tilnærmes mer seriøst og bevisst.
I det siste har antallet brukere som ønsker å utstyre datamaskinen sin med akustiske systemer av virkelig høy kvalitet vokst jevnt og trutt. For å gjøre det lettere for deg å velge, bestemte vi oss for å utvikle dette emnet på sidene på nettstedet vårt, og for at anmeldelsene ikke skal være rent subjektive, ikke bare basert på de personlige preferansene til forfattertesteren, F-Center utstyrt testlaboratoriet med en spesiell enhet - PRO600S-lydanalysatoren produsert av det franske firmaet Euraudio. La oss se nærmere på denne enheten.

Lydanalysator Euraudio PRO600S

Euraudio PRO600S lydanalysator er en kompakt mobil enhet designet for å utføre elektroakustiske målinger i sanntid. Kroppen er laget av slitesterk plast, og ergonomiske fremspring på sidene gir en viss komfort når du jobber «i felt». For stasjonær installasjon på et stativ, er det gitt et spesielt feste i bunnen av enheten. Generelt er det ganske mange lignende enheter i verden, men den viktigste og fordelaktige forskjellen mellom Euraudio PRO600S er dens fullstendige autonomi. Lydanalysatoren har sitt eget batteri inne, slik at du kan bruke enheten vekk fra strømnettet (batteriladingen er nok til omtrent fire timers batterilevetid). Et interessant faktum: det var denne mobile lydanalysatoren som ble tatt i bruk av installatørene av bilakustikk, og det er grunnen til at muligheten til å drive enheten fra sigarettenneren er gitt. For stasjonær bruk kobles en ekstern 12V strømforsyning til PRO600S.
For å måle akustiske parametere i innstillingene til lydanalysatoren velges enten den innebygde eller en tilkoblede ekstern mikrofon, og for elektriske målinger velges en linjeinngang. Den innebygde mikrofonen brukes i tilfeller der høy målenøyaktighet ikke er nødvendig (for eksempel når systemet settes opp for første gang). Hvis oppgaven er å ta mer nøyaktige parametere, eller det er behov for en spesiell plassering av mikrofonen til høyttaleren, kan eksterne høysensitive mikrofoner kobles til enheten. Vi har to slike mikrofoner til rådighet. Den første er en Neutrik-mikrofon (en vellykket erstatning for den innebygde mikrofonen), den andre er en spesiell Linearx M52-mikrofon designet for å måle høye lydtrykknivåer (High-SPL Microphone). Kontaktene til disse eksterne mikrofonene samsvarer med AES / EBU-standarden (hvis jeg ikke tar feil, er dette forkortelser fra American Electromechanical Society / European Broadcasting Union) og kobles til XLR-kontakten på lydanalysatoren via en spesiell skjermet adapter kabel.

Neutrik mikrofon



Linearx M52 high-SPL mikrofon



Kontakt for ekstern mikrofon

Audioanalysatorens linjeinngang tillater målinger av elektriske (og akustiske) kretser. Denne inngangen kan kobles til linjeutgangene til forforsterkere, miksekonsoller, CD-spillere, equalizere osv. De eneste unntakene er utgangene til effektforsterkere, hvis høye elektriske potensial kan skade elektronikken til enheten. Når du måler med linjeinngangen, viser LCD-en nivåene i dBv.

Målemåte for elektriske kretser ved lineær inngang

Enheten styres ved hjelp av et elementært menysystem på skjermen og noen få knapper på frontpanelet. Den 5-tommers monokrome LCD-skjermen har en oppløsning på 240x128 punkter for enkel lesing. I andre tilfeller, når lydanalysatoren ikke brukes "i felten", kan en skriver eller datamaskin kobles til den. For å gjøre dette har den grensesnittportene IEEE1284 (LPT) og RS-232 (COM).

På bakpanelet av lydanalysatoren er det: linjeinngang (1), innebygd mikrofon (2), strømbryter (3), kontakt for ekstern strømforsyning (4), COM-port (5), LPT-port (6) )

Inngangskildevalget i Input Selection-menyen er mellom intern mikrofon, 1/3 okt ekstern mikrofon, høy-SPL ekstern mikrofon eller linjeinngang.

Velge en inngangskilde

Det er flere målemoduser: en modus for å detektere amplitude-frekvenskarakteristikken til et akustisk system, et maksimalt lydtrykknivå, en konkurransemodus med scoring og en modus for måling av elektriske baner. Metoden for "veiing" eller "lasting" (vekting) velges fra Weighting SPL-menyen, som består av punktene A-vekting, C-vekting og Lineær.

Velge veiemetode



Lydkonkurransemodus

Generelt sett, for ikke å plage leseren med teoretisk materiale, skjer det slik. Det akustiske signalet som mottas av lydanalysatoren fra mikrofonen sendes til båndpassfiltrene, som er engasjert i å forsterke noen frekvenser og jevne ut (dempe) andre. Disse filtrene er en slags belastninger. Det er to typer lasting, som er merket med bokstavene "A" og "C" (A- og C-vekting). Kurve "A" bestemmes av den omtrentlige inverse verdien på 40 phon ("phon" er en enhet med ekvivalent lydstyrke lik 1 desibel) av ekvivalent lydstyrkekontur, og kurve "C" bestemmes av 100 phon. Her blir lave frekvenser dempet, og frekvensene til taleområdet (1000 - 1400 Hz), tvert imot, forsterkes. Modus "L" (lineær) betyr ingen lasting.

Kurvene "A" og "C"

Deretter vil jeg prøve å mest populært angi essensen av å måle frekvensresponsen.

Frekvensresponsmåling med Euraudio PRO600S

Så enheten lar deg måle amplitude-frekvenskarakteristikkene til akustiske systemer ved lydtrykk i sanntid. Hvis vi tar det rent hypotetisk, kan prosessen med å måle selve frekvensresponsen organiseres som følger: ved suksessivt å endre frekvensen til signalet ved inngangen, mål gjeldende verdi av lydtrykket ved utgangen. For å få en "ikke uskarp" idé om formen på frekvensresponsen, må du gjøre slike målinger minst tretti segmenter av frekvensskalaen til lydspekteret, med avstand fra hverandre ikke lenger enn en tredjedel av en oktav. En slik "manuell" målemodus vil ta betydelig tid, noe som bare kan tillates når du tester en enkelt høyttaler, og selv da, hvis du ikke tyr til noen ekstra justeringer i prosessen (for ikke å rulle over alle frekvenser igjen). Det er derfor akustiske laboratorier bruker metoden for å måle frekvensrespons ved lydtrykk i sanntid (RTA – Real Time Analyzing). Her, i stedet for separate signaler, mates et enkelt signal til inngangen til systemet, jevnt mettet over hele frekvensspekteret til lydområdet (fra 20 til 20 000 Hz), som kalles "rosa støy". For øret ligner et slikt signal lyden av en uinnstilt radiomottaker eller lyden av en foss. Det akustiske systemet gjengir "rosa støy", som igjen fanges opp av mikrofonen til lydanalysatoren, hvoretter den sendes til båndpassfiltrene, som kutter ut et smalt frekvensbånd (hver med sitt eget) fra spekteret, hvis bredde er en tredjedel av en oktav. For eksempel er det første filteret satt til 20 til 25 Hz, det andre er satt til 25 til 31,5 Hz, og så videre. Det forsterkede signalet for hvert bånd i området vises på LCD-skjermen til lydanalysatoren i form av en nivålinje. Tretti båndpassfiltre vil være nødvendig for å dekke frekvensområdet fra 20 til 20 000 Hz. Det er klart at indikatoren til enheten skal vise alle tretti nivåer. Det meste av LCD-skjermen på Euraudio PRO600S er okkupert av disse en tredjedels oktavsøyler som dekker lydområdet fra 25 til 20 000 Hz. På enhetens skjerm vises frekvensskalaen i en logaritmisk form, som tilsvarer uttrykket av tonehøyden i oktaver i forhold til logaritmen til frekvensforholdet (skjermoppløsningen er slik at en piksel på enhetens skjerm er lik en desibel).
Til høyre på skjermen er en indikator for det totale lydtrykknivået, som er utformet som en nivåkolonne med en digital verdi duplisert på toppen. Lastemetoden som brukes vises under denne kolonnen.

Sanntidsmåling av lydtrykkfrekvensrespons

Ved måling av frekvensresponsen er det mulig å endre integrasjonstiden (Integration Time), med andre ord responstiden til lydanalysatoren til en endring i lydmiljøet. Det er tre moduser for dette: Rask (125 ms), Sakte (1 s) og Lang (3 s). Når som helst kan målinger avbrytes, og de nåværende avlesningene til lydanalysatoren vil bli "frosset". Nå, hvis du trykker på en av de fem nummererte knappene, vil displayavlesningene bli skrevet til minnecellen som tilsvarer knappnummeret. Denne muligheten er reservert for dataoverføring fra lydanalysatoren til skriveren.
Enheten leveres med en CD med verktøyprogrammet Euraudio, som er ganske enkelt. Den er blottet for analytisk del og er hovedsakelig nødvendig for å presentere testresultater på en datamaskin. I tillegg konverterer programmet avlesningene av en tredjedels oktavfiltre til digital form, og skriver data med skilletegn i en tekstfil (for konvertering til et hvilket som helst kjent regneark).

Ved måling av frekvensresponsen, for ikke å introdusere forvrengning fra forforsterkerne til et lydkort, kobles høyttalersystemet som testes direkte til linjeutgangen på CD-spilleren, og testsignalet "rosa støy" leses fra en spesiell IASCA CD.
Bestemmelsen av den relative ujevnheten til frekvensresponsen utføres som følger: basert på dataene oppnådd ved hjelp av lydanalysatoren, blir den maksimale forskjellen mellom tilstøtende båndpassfiltre funnet, hvoretter forskjellen mellom dem beregnes. Ta i betraktning det faktum at multimedia akustiske systemer deltar i testene våre, hvis klasse skiller seg med en størrelsesorden fra klassen av høykvalitets forbrukerlydutstyr (mange systemer fungerer rett og slett ikke i området 20 - 20 000 Hz ), bestemte vi oss for å begrense beregningen av ujevnheten i frekvensresponsen til et segment fra 50 til 15 000 Hz. Basert på ujevnheten i frekvensresponsen kan vi snakke om kvaliteten på et bestemt høyttalersystem. Frekvensen av seksjonen ble bestemt visuelt, i henhold til den fjernede frekvensresponsen. Forresten, fra bildet kan du også finne ut om innstillingene til subwooferens faseinverterport og om innstillingsfrekvensene til systemets båndpassfiltre.
Målingen av det maksimale lydtrykknivået ble utført som følger: en SPL-mikrofon ble koblet til enheten, den tilsvarende målemodusen ble valgt fra menyen, og alternativet for å lagre toppverdier ble aktivert. Deretter lanseres SPL Competition-testsporet fra IASCA-CDen, som "tvinger" systemet til å jobbe med maksimalt mulig tillatte verdier. I løpet av dette stadiet viser lydanalysatoren (og forblir som en topp) bare det maksimale lydtrykknivået som er oppnådd. Det er ved denne parameteren at man kan bedømme evnen til et bestemt høyttalersystem til å "snu på indre" når man lytter med maksimale volumverdier.

Målemodus for maksimalt lydtrykknivå

På slutten av testingen ble noen måleresultater registrert i en tabell, og ser på hvilke det er ganske enkelt å forstå hvilket system som fortjener oppmerksomhet. Så, målinger ved hjelp av en lydanalysator lar oss bedømme det maksimale lydtrykknivået, den relative ujevnheten i frekvensresponsen, crossover-frekvensene og det faktiske området av reproduserbare frekvenser av det akustiske systemet. I henhold til den siste parameteren kan du sjekke avvikene mellom egenskapene som er deklarert av produsenten og de vi har.

Impedansmåling

Lydanalysatoren er som sagt utstyrt med en line-in, utformet som en RCA-kontakt. Takket være dette lar enheten deg gå utover akustiske tester ved å måle lydtrykknivået når du mottar data fra en mikrofon. Ved å bruke denne linjeinngangen kan du koble på tvers av den elektriske kretsen til høyttalersystemet og måle (omtrent, selvfølgelig), for eksempel impedans og harmonisk forvrengning.
Impedans er en svært nyttig funksjon som kan brukes til å teste høyttalerens evne til å fungere korrekt på et gitt forsterkningsnivå og notere resonansfrekvensene til en subwoofer. For å utføre målingen påføres et "rosa støy"-testsignal på inngangen til den akustiske systemforsterkeren. Ta en titt på figuren nedenfor: Forsterkeren må ikke være brokoblet (dvs. dens negative pol må være felles jord). 4 og 8 ohm motstander brukes til kalibrering. Først velges en 4 ohm motstand, volumet økes til lesbare signalnivåer vises på lydanalysatorens display (vanligvis er et slikt nivå en rett linje). Etter det velges 8 ohm-modus, og nivåene er satt for den. Bryteren settes så til å teste høyttaleren, og ved å sammenligne de to linjene estimeres impedansen over hele det akustiske området og resonansfrekvensen (eller frekvensene) blir funnet.

Impedansmålekrets

Merk: Dessverre har vi for øyeblikket ikke hatt tid til å forberede et stativ for å bestemme impedansen, så resultatene for dette stadiet vil være tilgjengelige litt senere.

IASCA Competition CD Audio Test CD

Til å begynne med, på slutten av 70-tallet, prøvde akustiske produsenter bevisst å trekke analogier mellom lydutstyr og ... strykejern, og introduserte veldig aktivt sett med tekniske krav i forbrukernes sinn, hvis oppfyllelse garanterer (angivelig) den høyeste lydkvaliteten på utstyret. Selv da ble produsenter som prøvde å stole kun på objektive parametere kalt "objektivister". På begynnelsen av 80-tallet ble de imidlertid alle skuffet i form av et fall i etterspørselen og en generell nedgang i salget av lydutstyr, til tross for at de "objektive parameterne" ble stadig bedre, og lydkvaliteten, av en eller annen grunn tvert imot, ble verre. Denne generelle trenden ga impulser til fødselen av den subjektivistiske bevegelsen, hvis slagord sjokkerte mange ortodokse mennesker: "Hvis det er motsetninger mellom objektive parametere og subjektive vurderinger, bør resultatet av objektive målinger ikke tas i betraktning." Men etter dagens standard viste det daværende slagordet til subjektivistene seg å være ganske balansert. Selv om auditiv persepsjon kan svikte oss, er det likevel det mest sensitive verktøyet for å evaluere lydkvalitet. Selve vurderingen kan ikke gis uten å lytte til ulike testmusikalske komposisjoner (symfonisk og instrumentalmusikk, guttekor og de berømte tenor-, jazz- og rockekomposisjonene), så mange plateselskaper har utviklet spesielle samlinger, som den som videre forteller.
Testmusikkplaten vår kan kalles universell. Den brukes både til å bestemme objektive parametere (noen spor brukes som en testsignalkilde) og for å bygge subjektive lytteresultater. Dette er en IASCA Competition CD fra en ganske kjent internasjonal forening International Audio Sound Challenge Association.

Det er 37 lydspor på denne platen, og noen spor er kommentert, og bringer til lytteren hva man bør være oppmerksom på når man lytter. Forresten, informasjon om denne platen er i CDDB-databasen, så etter installasjon i en datamaskin CD-spiller, lastes titlene på alle sporene ned fra Internett. Rekkefølgen som poster plasseres på en disk overholder en viss lov, dvs. fonogrammer er delt inn i grupper i henhold til de estimerte lydkarakteristikkene (tonal renhet, spektralbalanse, lydscene, etc.). Mange av opptakene er fra anerkjente musikkarkiver som Telarc, Clarity, Reference, Sheffield og Mapleshade. Nedenfor er sporlisten til IASCA Competition CD.

IASCA Competition CD-spilleliste