Romaliani

На скрине первичный замер 12"-ки. Если не ошибаюсь, то еще ранешние замеры на нем давали Fs в 28.
Продолжу разогрев трансом ТПП на 12 вольтах, часов 12 еще подкину.

Кривая в конце спектра из-за расположения дина, не подвешивался, а был расположен на спинках 2-х стульев.

diman86

Если измеряются басовики, то лучше шаговым синусом, и еще есть смысл убрать ненужный хвост. В setup, measurement, в frequency range ограничить верхнюю частоту измерений до 500...1000гц. Программе для расчета нужны только максимум и два минимума на графике, все как в первом посту.

diman86

Не то написал, точнее Uf1,2. Вот так.

Romaliani

Доброго времени суток!

diman86, к Вам несколько вопросов:

1) Где и чем измеряли Rref?
2) В настройках ARTA, на моем скрине выделено, есть опция, у Вас она не активирована, на что она влияет?


Непосредственно перед замерами я выставляю границы частотной полосы на фронтальной панели ARTA.


Измерил 12-шку. Дело было так.
Притащил прогретый дин, и с чувством следования технологии, приготовился к измерениям. Расположил дин на спинках (они сплошные) стульев, фронтальной стороной диффузора в потолок, тыльной - в пол. Отражения. Ну и намерял на шаговом синусе раздвоенную вершину пика резонанса. Озадачился нейтральным расположением его в пространстве, или тем, как "подружить" "7 кг баса" с подвесным потолком. Да никак. Неожиданно возникшая сложность привела к неожиданному решению. Взял скамью для тренировок, выкрутил все мягкие части, оставив стальной каркас, сложил его в местах шарнирных соединений (отдельное спасибо конструктору) и получил следующий конструкт.


На пол бросил поролоновых матов и .... какие-то "заботливые" люди отключили эл. энергию в районе .... маты были уже не из поролона ...
Я же говорил - мистика ...

Через 1,5 часа замер, результат на скане.


Житейский вывод: граждане, занимайтесь поддержанием своей физ. формы, это необходимо не только вашему организму, но и может оказаться кстати в акустических измерениях, и вообще в акустике, т.к. качественная АС - нелегкая вещь во всех смыслах ...

ps: кажется пора открывать тему по сборке АС
pps: выражаю большую благодарность ув. diman86 за внимание к моим постам

diman86

Мультиметром APPA 62. У меня Rref составлен параллельно из 12-ти штук резисторов с допуском не более 1%. Мультиметр не отображает сотые доли, я ее взял из расчета параллельного соединения.
Это относится к измерению шаговым синусом. Смотрим мануал
Mute switch-off transients: mutes the 'clicks' at the end of each sine wave packet.
Это какое-то дополнительное сглаживание, приглушает "клик" или "клацанье", в конце волнового пакета.

Это правильно. Без измерительного оборудования можно даже не начинать.

Yauhen

Можно узнать, какие конкретно меняются и почему?


_

Вячеслав Николаевич

Надо, а то тяжело искать.

__________________
На Технари.ру есть люди, знакомством с которыми я дорожу вплоть до дружбы.

WHS

Оговорюсь сразу, статья не моя, взята из сети, на данный момент у меня нет времени на создание своего материала, но в виду того что наблюдается прирост людей которые хотят заняться постройкой АС, а этот метод измерения TSP пожалуй самый удобный, простой, и доступный, решил создать пост по методу ARTA Limp.
Статья будет практически в оригинальном виде, но с некоторыми моими изменениями (в основном по оборудованию)

И так:

Сложность измерений электрических и акустических параметров динамиков часто подталкивает на отказ от данной процедуры и в последствии процесс создания АС происходит с ориентиром на простые формулы расчета, учитывающие только электрические параметры динамиков, да и то идеальных. Думаю, нет смысла лишний раз углубляться в рассказы о том, что результат в таком случае даже близко не оправдывает ожидания. Лукавить не буду, процесс измерений сложен, требует некоторого специального оборудования и, что очень важно, навыков работы с программами для проведения измерений. Мало просто измерить, нужно сделать это максимально объективно, и единственным ограничением при измерениях должна оставаться погрешность измерительного оборудования.

Далее я постараюсь подробно рассказать о методике проведения измерений в пакете Arta Software. Эту программу я полюбил за удобство и легкость в работе, возможность всестороннего анализа результатов измерений. Последняя версия программы доступна на сайте разработчиков. На данный момент это версия 1.6.1. Там же можно загрузить оригинальные руководства по работе с компонентами пакета, правда, на английском языке. Эти руководства входят в справочную систему программы. Вызвать ее можно через меню Help - User Manual.

Для проведения измерений понадобится некоторое оборудование. Ниже перечислено то, что используется у меня:

ПК с операционной системой Windows XP Professional x86 (так же скорее всего и свежие ОС можно использовать, я не проверял т.к. у меня XP) и установленным программным пакетом Arta Software.
Звуковая карта E-MU 0404 USB. (в принципе подходит любая мал-мальски нормальная звуковушка, я даже на встроенном реалтеке делал замеры, разница лишь в погрешности получаемых результатов, но даже на встроенной можно получить приемлемые результаты.)
Усилитель собранный например на ИМС TDA2030(50) или любой другой, главное чтоб не было всяческих тон-компенсаторов, тембр-блоков, либо имеющий функцию обхода коррекции тембра, тон-компенсации и баланса - Source Direct (проще говоря чтоб можно было отключить все эти "украшательства").
Вольтметр В7-38 (мультиметр).
Магазин сопротивлений Р33.
Микрофон измерительный Nady CM 100, так-же положительно зарекомендовал себя капсюль WM-61 (для измерений АЧХ)
Стойка для микрофона. В ее роли выступает стойка от фотоаппарата, обладающая функциями наклона, поворота и регулировки высоты. (для измерений АЧХ)
"Референсный" резистор (Rref), необходимый при измерениях импеданса. Я использую ПЭВ-10 номиналом 10 Ом. Измеренное сопротивление составляет 9.85 Ом.
Два кабеля с делителями, защищающими вход звуковой карты от опасных для нее величин напряжения. Делители распаяны внутри TRS-джека.
Микрофонный кабель XLR и несколько кабелей для соединения входов/выходов звуковой карты и ее соединения с усилителем.

Первое знакомство и проверка измерительного тракта

Перед началом непосредственно измерений необходимо удостовериться, что используемый измерительный тракт обладает достаточной линейностью. Для этого производится подключение оборудования по схеме Figure 1.



Запускаем Arta. Для этого в Windows меню "Пуск" необходимо выбрать Все программы - Arta Software - Arta. Откроется окно, называемое окном импульсной характеристики (Impulse Response). Его вид показан ниже (Figure 2).



Мне не очень приятен стандартный темный интерфейс, поэтому я его изменяю на светлый с помощью функции меню Edit - B/W background color. Также я изменяю стандартную цветовую гамму через меню Edit - Colors and grid style.

Первым делом производится настройка программы. Для этого переходим в меню Setup - Audio devices (Figure 3).



В полях Input Device и Output Device указывается используемая звуковая карта. В поле WaveFormat выбирается разрядность цифровых данных, с которыми будет работать звуковая карта. Разработчики Arta Software рекомендуют использовать 24 или 32 bit, но только в том случае, если используемая звуковая карта является высококачественной. Мотивируют это справедливо - далеко не все звуковые карты, предназначенные для работы с разрядностью данных 24 bit, обладают линейностью на уровне хотя бы 16 bit. Также возможно появление сообщения об ошибке при запуске измерений, если звуковая карта не поддерживает указанную в поле WaveFormat разрядность. При выборе 24 либо 32 bit автоматически устанавливается галочка Extensible. Снимать ее не нужно, иначе при запуске измерений программа выдаст ошибку. Все остальные поля предназначены для работы с калиброванным измерительным комплексом, поэтому я их пропускаю. Выполняем установки и нажимаем ОК.

Переходим в меню Setup - Calibrate devices (Figure 4).



Это меню предназначено для калибровки измерительного комплекса. Нас интересует только раздел Soundcard full scale output (mV). Здесь нажимаем кнопку Generate sinus (400Hz) и устанавливаем на выходе усилителя необходимое для теста напряжение. Никаких критических требований к величине этого напряжения нет, просто устанавливается не большая и не маленькая величина. Я установил по вольтметру 0.7041 v. Обратите внимание, что в поле Output level установлено значение -3 dB. После установки нажимаем повторно кнопку (теперь уже с надписью Stop Generator) и закрываем окно.

Переходим в меню Setup - Analysis parameters (Figure 5).



Здесь все установки нам подходят, за исключением FFT length. Это значение необходимо изменить на 16384. Именно такое, поскольку в дальнейшем при измерениях я буду использовать количество сэмплов тестового сигнала - 16384. Когда потребуется сменить (при измерениях зависимости нелинейных искажений от частоты), я об этом упомяну. Вообще, желательно, чтобы размер FFT всегда совпадал с количеством сэмплов тестового сигнала.

Переходим в меню Record - Impulse response/Signal time record (Figure 6). Выбираем вкладку Periodic Noise, если она не выбрана.



Здесь, в поле Sequence length (количество сэмплов на период тестового сигнала), устанавливаем значение 16k (16384). При использовании частоты дискретизации 96 kHz, период составляет 16384/96000 = 170.67 ms, что в 3.4 раза больше значения, необходимого для измерения нижней границы звукового диапазона - 20 Гц. Увеличивать период, значит не только расширение полосы частот вниз, но и увеличение разрешения по частоте. При акустических измерениях платой за это выступает насыщение измеренного сигнала поздними отражениями помещения. На остальных полях сейчас не буду заострять внимание, вернемся к ним позже, при непосредственно акустических измерениях. Пока производим установку параметров согласно изображению и нажимаем кнопку Generate. Внизу, на индикаторе уровня, отобразятся уровни входных сигналов. С помощью доступных регулировок чувствительности устанавливаем значения в диапазоне -20…-10 dB, после чего отключаем генерацию повторным нажатием кнопки. Теперь нажимаем кнопку Record. После завершения измерений окно закроется автоматически.

Если все прошло успешно, в окне импульсной характеристики должен наблюдаться импульсный отклик системы (Figure 7).



Для работы с окном импульсной характеристики в Arta используются курсор и маркер. Курсор устанавливается левой кнопкой мыши и определяет начало временнОго окна. Маркер устанавливается и удаляется правой кнопкой мыши и определяет конец временнОго окна. ВременнАя разница между положениями курсора и маркера - это окно измерений (Gate). Из информации, что находится внутри этого окна, производится расчет графиков АЧХ, ФЧХ, ГВЗ, кумулятивного спектра и графика распада. Остальные графики отображают результаты измерений на основе полного периода тестового сигнала. Внизу окна Impulse Response отображена позиция курсора, ей соответствует 0 ms, 0 сэмплов. В данном случае эта позиция и требуется. Для вычисления фазовой характеристики необходимо установить значение задержки от положения курсора до максимума импульса. С помощью расположенных справа кнопок Gain, Zoom и Scroll устанавливаем вид импульса так, чтобы были видны позиции сэмплов, после чего устанавливаем маркер в центр импульса и нажимаем на панели инструментов кнопку Get. В поле Delay for phase estimation (ms) должно отобразиться значение задержки (Figure 8).



С помощью кнопки Zoom делаем видимым все окно измерений (170 ms) и устанавливаем маркер в самом его конце. У меня длина окна измерений (Gate) соответствует 170.469 ms (16365 сэмплов). Теперь можно просмотреть результаты измерений. Сейчас нас интересует только линейность АЧХ и ФЧХ, поэтому нажимаем на панели инструментов кнопку с буквами FR (либо через меню выбираем Analysis - Single-gated smoothed Frequency response/Spectrum). Откроется окно Smoothed frequency response (Figure 9).



Слева внизу расположены четыре кнопки - Mag, M+P, Ph и Gd. Каждая отвечает за отображение графиков соответственно АЧХ, АЧХ+ФЧХ, ФЧХ и ГВЗ. Справа на панели, в поле Smoothing, можно выбрать сглаживание графика. Я использую стандартно 1/24 октавы, в редких случаях - более сильное сглаживание. Левой кнопкой мыши на графике производится установка курсора, а правой - открываются свойства графика. Более подробно к этому, а также к ряду других возможностей, я вернусь позже. Сейчас же результат получен, и можно видеть полную пригодность измерительного тракта для проведения измерений импеданса и акустических измерений.

Пока есть результат измерений, можно самостоятельно ознакомиться с меню программы и просмотреть, как выглядят графики для системы, идеальной относительно динамиков. Например, переходная характеристика. Программа не умеет отправлять на принтер результаты измерений и не умеет экспортировать их в графический формат, но позволяет перенести в буфер обмена. Для этого в каждом окне доступна кнопка Copy (либо через меню Edit - Copy). После ее нажатия откроется окно Copy to Clipboard (Figure 10).



В текстовом поле можно написАть комментарий к графику, а в поле Choose bitmap size выбрать из списка размер изображения. Галочка Add filename and date добавляет к графику имя файла импульсной характеристики и текущую дату. Для примера, результат показан ниже (Figure 11).



Мой вариант "коробочки" в архиве ПП, на плате "всё в одном" и для тестирования и для замеров:
ARTA.rar

__________________
«Sound. Vision. Soul» ©

WHS

Измерение импеданса и расчет параметров Тиля-Смолла

Для измерения импеданса требуется подключить оборудование по схеме Figure 12.



Измерение импеданса производится за счет падения напряжения на резисторе Rref. Разработчики Arta Software рекомендуют использовать величину Rref 27 Ом. Я использую меньший номинал - 10 Ом (измеренное сопротивление составляет 9.85 Ом), что позволяет при измерении устанавливать на выходе усилителя меньшую амплитуду напряжения. Реальное сопротивление резистора Rref должно быть измерено с минимальной погрешностью. От этого зависит погрешность измерения импеданса и, как следствие, погрешность расчета параметров Тиля-Смолла.

В Arta Software возможно измерять импеданс как низко- и среднечастотных динамиков, так и высокочастотных. Для последних используется отдельная методика - измерение на шаговом синусоидальном сигнале в заданном диапазоне частот. Измерять на периодическом шуме импеданс высокочастотных динамиков нельзя, возможно их повреждение.

Итак, запускаем Limp. Для этого в Windows меню "Пуск" необходимо выбрать Все программы - Arta Software - Limp. Окно программы показано ниже (Figure 13).



Здесь я также, как и в Arta, изменяю цветовую гамму на более приятную для глаз. Смена цвета рабочей области производится с помощью команды меню Edit - B/W background color, остальные цвета изменяются через меню Edit - Colors and grid style. Дополнительно отключаю выделение линий через меню Edit - Use thick pen.

Настройка программы начинается с меню Setup - Audio devices (Figure 14). Здесь, в полях Wave Input Device и Wave Output Device, необходимо указать используемую звуковую карту.



Следующее меню - Setup - Measurement (Figure 15).



В поле Reference Channel указываем канал, служащий опорным. Если соединение схемы измерений произведено в соответствии с изображением Figure 12, то опорный канал - правый (Right). В поле Reference Resistor указываем измеренное значение резистора Rref. В полях High cut-off и Low cut-off указывается отображаемый на экране частотный диапазон импеданса. Не сам частотный диапазон, отображение которого изменяется через меню Setup - Graph, но именно частотный диапазон кривой импеданса. Сказанное справедливо для измерений на периодическом шуме. Для измерений на шаговом синусоидальном сигнале эти поля отвечают за диапазон измерений. В поле Frequency increment устанавливается шаг для измерений на шаговом синусоидальном сигнале. Рекомендую установить 1/48 октавы, получив тем самым меньший шаг и более точное измерение импеданса. Поля Min. integration time (ms), Transient time (ms) и Intra burst pause (ms) определяют соответственно время интегрирования, длительность шага синусоидального сигнала и паузу между шагами. Если компьютер, с помощью которого проводятся измерения, не обеспечивает должного быстродействия, увеличьте значения в этих полях вдвое. В поле FFT size устанавливается размер блока FFT. Установка бОльшего значения улучшает разрешение по частоте, но увеличивает время измерений. Остальные поля настраивают усреднение результатов измерений. Эти поля могут быть полезны при измерениях импеданса с добавочной массой, если последняя не может быть закреплена на диффузоре динамика. Небольшие колебания добавочной массы делают отображаемую на экране ИЧХ шероховатой. Усреднение немного помогает от этого избавиться. Работает усреднение только при измерениях на периодическом шуме.

Дальше я описываю методику измерения импеданса, подходящую для низко- и среднечастотных динамиков. Использовать эту методику для измерения высокочастотных динамиков нельзя. Для них методика измерений будет описана чуть ниже.

Теперь необходимо установить амплитуду тока через звуковую катушку измеряемого динамика. Учитывая нелинейность параметров динамиков при различном токе через звуковую катушку, желательно использовать для измерений ток не менее 40-50 mA. Для установки амплитуды тока, к клеммам для измерения подключается резистор номиналом, близким к номинальному сопротивлению динамика. У меня в качестве подопытного выступает широкополосный динамик 4А28. Его номинальное сопротивление - 12 Ом, столько я и выставляю на магазине сопротивлений. Параллельно резистору для теста подключается вольтметр. Ток через резистор рассчитывается по закону Ома.

Подключили, переходим в меню - Setup - Generator (Figure 16).



В поле Type устанавливается тип сигнала для измерений - периодический розовый шум (Pink PN) или синус (Sine). В поле Output level можно изменить уровень тестового сигнала, что удобно, например, при оценке линейности динамиков. В поле Sine freq. (Hz) устанавливается частота генерируемого синусоидального сигнала. В поле Pink cut-off (Hz) - частота среза розового шума. Не рекомендую использовать слишком малое значение (например, 20 Hz), поскольку при измерениях с добавочной массой, из-за роста амплитуды на низких частотах, грузики на диффузоре могут вызывать искажения ИЧХ.

Сначала выбираем в поле Type значение Sine. В поле Sine freq. (Hz) устанавливаем частоту 315 Hz. Если в наличии нет вольтметра, работающего в широком диапазоне частот, используйте меньшее значение, например, 100 или 50 Hz. В поле Output level устанавливаем значение 0 dB. Нажимаем кнопку Test. Устанавливаем через резистор требуемый ток. Я установил на выходе усилителя напряжение 0.6063 v, что соответствует току около 50 mA через нагрузку сопротивлением 12 Ом. Останавливаем генерацию повторным нажатием кнопки Test. Отключаем резистор от клемм для теста и вновь нажимаем кнопку Test. В окне Generator Setup отображаются уровни входных сигналов левого и правого каналов. С помощью регулировки чувствительности устанавливаем уровень в диапазоне -20…-10 dB. Следует установить его идентичным для обоих каналов. После установки останавливаем генерацию нажатием кнопки Test. В поле Type выбираем Pink PN, тем самым установив для теста периодический розовый шум. Нажимаем ОК.

В меню Setup - Graph (Figure 17) можно изменить отображаемый на экране частотный диапазон и диапазон значений сопротивления. Галочка View Phase отвечает за отображение фазы импеданса. Это меню также можно вызвать нажатием правой кнопки мыши на графике.



Переходим в меню Record - Calibrate (Figure 18).



Здесь проводится процедура калибровки. Нажимаем кнопку Generate. На индикаторе отобразится уровень входных сигналов. Уровень должен быть таким, каким его устанавливали в меню Setup - Generator (Figure 16). Останавливаем генерацию повторным нажатием кнопки Generate. В поле Number of averages (усреднение) устанавливаем значение 3…5. Нажимаем кнопку Calibrate. По завершении калибровки, справа, в окне Status, отобразится информация о количестве сэмплов тестового сигнала, частоте дискретизации и разнице амплитуды напряжений между каналами (Figure 19). Если эта разница превысит значение 2 dB, программа выдаст предупреждение. Хорошим результатом следует признать значение разницы менее 0.2 dB. Нажимаем ОК.



Все готово для проведения измерений. Я сделаю небольшое отступление и приведу таблицу со значениями относительной погрешности при измерении сопротивления (Figure 20). Относительная погрешность вычислена по формуле ((Rm-Rs)/Rs)*100, где Rs - значение сопротивления, установленного на магазине сопротивлений, Rm - значение сопротивления, измеренное Limp.



Измеряем сопротивление постоянному току (Re) звуковой катушки динамика с помощью омметра и подключаем динамик к клеммам для теста. Располагать динамик на полу нежелательно. Лучше всего подходит небольшая стойка с площадкой меньше диаметра магнита динамика. Если есть возможность закрепить динамик на весу, это будет очень хорошим решением. Внимательно отнеситесь к динамикам, имеющим отверстие в керне. Такие динамики можно измерять только на весу.

В Limp запуск и остановка процесса измерений производится либо через меню Record - Start и Record - Stop, либо с помощью кнопок на панели задач. Кнопка Start обозначена красным треугольником, кнопка Stop - красным кружком. Запускаем процесс измерений. После отображения на экране импеданса и фазы (Figure 21), останавливаем измерения.



Результат измерений можно сохранить с расширением *.lim (File - Save As…), либо экспортировать в формат *.txt, *.zma, *.csv (File - Export as …). Если производится экспорт в *.csv, разделитель дробной части (точка, либо запятая) может быть выбран через меню Setup - CSV format.

После измерения импеданса можно рассчитать неполный перечень параметров Тиля-Смолла. Для этого в меню Analyze необходимо выбрать либо Loudspeaker parameters - Added mass method, либо Loudspeaker parameters - Closed box method. Первый пункт меню предназначен для расчета параметров Тиля-Смолла методом добавочной массы, второй - с использованием измерительного ящика. В данном случае разницы нет, но я по привычке использую меню добавочной массы (Figure 22).



В открывшемся окне в поле Voice coil Resistance (ohms) указываем сопротивление звуковой катушки динамика постоянному току и нажимаем кнопку Calculate TSP. Для расчета всех параметров Тиля-Смолла необходимо провести еще одно измерение импеданса - с добавочной массой. Закрываем текущее окно. В меню Overlay выбираем Set as overlay. Кривая импеданса будет зафиксирована программой и на графике изменит свой цвет.

В качестве добавочной массы я использую монеты времен СССР. Их номинал (1, 2, 3 и 5 копеек) соответствует весу в граммах. Оптимальное количество добавочной массы такое, при котором частота основного резонанса подвижной системы уменьшается на 20-50%. Назвать точное количество этой массы невозможно, поэтому для начала следует выбрать небольшую величину - 10-15 грамм. В дальнейшем можно будет добавить (или убавить) и провести измерение повторно.

Располагаем массу на диффузоре динамика, проводим измерение (Figure 23).



Переходим в меню Analyze - Loudspeaker parameters - Added mass method. В поле Voice coil Resistance (ohms) указываем сопротивление постоянному току, в поле Membrane diameter (cm) - диаметр излучающей поверхности в сантиметрах (измеряется между центрами подвеса), в поле Added mass (g) - добавочную массу в граммах, после чего нажимаем кнопку Calculate TSP (Figure 24).



Данные можно скопировать в буфер обмена (Copy to Clipboard), либо экспортировать в файл *.csv (Export in .CSV file).

Для измерения импеданса высокочастотных динамиков необходимо внести некоторые изменения в настройки программы. Также, как и перед началом измерений низко- и среднечастотных динамиков, к клеммам для теста подключается резистор номинальным сопротивлением, равным номинальному сопротивлению динамика. Параллельно резистору подключается вольтметр. С помощью меню - Setup - Generator (Figure 16) производим установку тока через резистор, аналогично описанной выше методики с единственным отличием - ток через резистор необходимо установить в пределах 10 mA. Это безопасное значение тока для нежных твитеров. По завершении установки тока производим настройку чувствительности так, как это было описано ранее. По окончании процедуры настройки устанавливаем в меню Generator Setup в поле Type значение Sine и нажимаем ОК.

Переходим в меню - Setup - Measurement (Figure 15). В поле Low cut-off устанавливаем нижнюю границу частотного диапазона измерений. Для купольных твитеров с низкой (600-700 Hz) частотой резонанса можно использовать значение 200 Hz. Устанавливаем и нажимаем ОК.

В меню Record - Calibrate (Figure 18) проводим процедуру калибровки, описанную выше.

Осторожность не помешает, поэтому сначала вместо динамика подключаем к клеммам для измерения резистор и запускаем процесс измерений. Убедившись, что процесс начинает протекать в соответствии с заданными установками, останавливаем измерение. Теперь подключаем к клеммам для теста измеряемый динамик и вновь запускаем процесс измерений. По окончании измерений остановка генератора произойдет автоматически. Сам процесс измерений на шаговом синусоидальном сигнале - достаточно длительная процедура, наберитесь терпения.



Если интересуют параметры Тиля-Смолла, рассчитать их можно через меню Analyze - Loudspeaker parameters - Added mass method. Достаточно указать сопротивление звуковой катушки постоянному току и нажать кнопку Calculate TSP (Figure 26).

__________________
«Sound. Vision. Soul» ©

WHS

Акустические измерения (часть 1.)

Для проведения акустических измерений возможно использовать две схемы: одноканальную (Figure 27) и двухканальную (Figure 28).



Я настоятельно рекомендую работать с двухканальной схемой измерений, но в случае использования встроенного в звуковую карту предварительного усилителя для микрофона, подключенного к входу Line In, использовать двухканальную схему не получится. Одноканальный же метод обладает недостатком - в Arta не определена опорная позиция курсора. Некоторое время я вынужден был использовать одноканальную схему измерений, поэтому пришлось искать метод определения этой позиции. Такой метод был найден. Возможно, он не самый лучший и не самый правильный, но другого метода найти не удалось. Детально об этом расскажу чуть позже. Сейчас же подключаем оборудование в соответствии с выбранной схемой измерений и располагаем перед измеряемым динамиком стойку с микрофоном. Для комплексных измерений динамиков для будущей акустической системы расстояние до микрофона следует выставлять одинаковым и в процессе измерений не производить изменение выходного напряжения усилителя. Для измерений АС в дальнем поле, чтобы упростить процедуру установки микрофона строго на оси ВЧ излучателя, рекомендую использовать лазерную указку. По ходу написания материала я буду проводить измерение в ближнем поле (расстояние между микрофоном и динамиком составляет приблизительно 20 см) широкополосного динамика 4А28 без акустического оформления. Почему я не указываю точного значения напряжения на выходе усилителя и не придерживаюсь строгого расстояния между динамиком и микрофоном. Все просто. Для измерения абсолютных величин звукового давления требуется либо калиброванный измерительный микрофон, либо самостоятельное выполнение процедуры калибровки по динамику, на который есть результаты измерений, полученные с помощью калиброванного измерительного комплекса. Использовать как эталон значение чувствительности динамика, рассчитанное вместе с остальными параметрами Тиля-Смолла, нельзя. Это значение имеет слишком мало общего с реальной чувствительностью динамика, и тем более с его АЧХ. Придерживаться конкретной величины напряжения, подводимого к динамику, следует в том случае, когда проводится измерение зависимости нелинейных искажений от частоты.

Запускаем Arta (Пуск - Все программы - Arta Software - Arta). Откроется уже знакомое окно импульсной характеристики (Figure 2). Проверяем и при необходимости корректируем установки в меню Setup - Audio devices (Figure 3). С помощью генератора синусоидального сигнала 400 Hz, доступного через меню Setup - Calibrate devices (Figure 4), производим установку требуемого напряжения на выходе усилителя. Проверяем установки в меню Setup - Analysis parameters (Figure 5). Переходим в меню Record - Impulse response/Signal time record (Figure 6), открываем вкладку Periodic Noise. Это меню частично уже знакомо. В поле Sequence length производится установка количества сэмплов на период тестового сигнала, в поле Sampling rate (Hz) - частота дискретизации (Fs). В поле Noise spectrum выбирается тип периодического шумового сигнала: White (белый), Pink (розовый) и Speech (речевой). В поле Output volume устанавливается уровень тестового сигнала. Поле Pink cutoff (Hz) изменяет частоту среза при использовании розового шума. Справа, в поле Prefered input выбирается измерительный канал. В данном случае это канал, к которому подключен микрофон. В обеих схемах измерения (Figure 27 и Figure 28) в качестве измерительного используется левый (Left) канал. Установка галочки Dual channel measurement mode задействует двухканальный метод измерений. Галочка Invert phase of input channel служит для изменения фазы входного сигнала на 180 градусов. Это требуется, если подключение измеряемого динамика произведено с обратной полярностью. В поле Number of averages указывается количество измерений, из которых методом усреднения будет рассчитана импульсная характеристика. При акустических измерениях рекомендую устанавливать число измерений не менее 10. Это хорошо помогает снизить погрешность измерений за счет меньшей чувствительности к посторонним случайным шумам. Галочка Frequency domain 2Ch averaging отвечает за дополнительное усреднение при двухканальном методе измерений, а галочка Filter dual channel impulse response - за фильтрацию в области частот Fs/2. На вкладке Sweep (свип-тон) окна Impulse response measurement галочка Log-frequency sweep позволяет выбрать изменение тона тестового сигнала по линейному или логарифмическому закону, а галочка Generate voice activation включает генерирование короткой тональной посылки перед тестовым сигналом. Галочка Center peak of impulse response недоступна при двухканальных измерениях. Она отвечает за положение импульса точно посередине периода тестового сигнала. Это требуется при измерениях зависимости нелинейных искажений от частоты. Установка галочки Close after recording, доступной при открытии любой вкладки, обеспечит закрытие окна Impulse response measurement по завершении процесса измерений.

Поскольку при двухканальных измерениях есть возможность автоматического расчета величины задержки, я начну описание с одноканального метода измерений. Какие действия необходимо произвести при двухканальных измерениях, расскажу чуть позже.

__________________
«Sound. Vision. Soul» ©