KirasRus

Кстати любая акустика сильно зависит от помещения и рупоры в том числе, HAMMOND я думаю тоже приподнесут интересные сюрпризы. Вот и вопросы всё теже как мерить, где и чем (и главное зачем?)

Andrey 69

Методика тестирования акустических систем
26.07.2007 00:05 Василий Запотылок
0
Методика тестирования

АЧХ. Методика измерения и трактовка

В начале данного раздела немного отклонимся от основной темы и объясним, зачем все это делается. Во-первых, мы хотим описать наш собственный метод измерения АЧХ, чтобы у читателя не возникало дополнительных вопросов. Во-вторых, мы подробно расскажем, как воспринимать полученные графики и что можно сказать по приведенным зависимостям, а также чего говорить не стоит. Для начала методика.

Измерительный микрофон Nady CM-100

Наша методика измерения АЧХ вполне традиционна и мало чем отличается от общепринятых принципов проведения подробных экспериментов. Собственно сам комплекс состоит из двух частей: железной и софтовой. Начнем с описания реальных приборов, которые используются в рамках нашей работы. В качестве измерительного микрофона мы применяем высокоточный конденсаторный микрофон Behringer ECM-8000 с круговой диаграммой направленности (всенаправленный), при относительно низкой цене он обладает довольно хорошими параметрами. Так сказать, это "сердце" нашей системы. Данный инструмент разработан специально для использования с современной техникой в составе бюджетных измерительных лабораторий. Также в нашем распоряжении имеется похожий микрофон Nady CM-100. Характеристики обоих микрофонов практически повторят друг друга, однако мы всегда указываем каким микрофоном была измерена та или иная АЧХ. Для примера приведем заявленные технические характеристики микрофона Nady CM-100:

импеданс: 600 Ом;
чувствительность: -40 дБ (0 дБ = 1 В/Па);
частотный диапазон: 20-20000 Гц;
максимальное звуковое давление: 120 дБ SPL;
питание: фантомное 15…48 В.

АЧХ измерительного микрофона

При измерениях микрофон крепится с помощью специальной стойки Proel. Стойка позволяет четко фиксировать микрофон в пространстве, выбирать любую высоту и углы наклона. Так же это способствует повышению точности измерения, т.к. уменьшается количество паразитных интерференций и переотражений.

Микрофонный предусилитель M-Audio AudioBuddy

В качестве микрофонного предусилителя мы используем внешнее компактное решение M-Audio AudioBuddy. Предусилитель AudioBuddy разработан специально для применения в области цифровой звукозаписи и оптимизирован для работы с микрофонами, которым необходимо фантомное питание. Плюс к этому в распоряжении пользователя оказываются независимые выходы: балансные или небалансные TRS. Основные параметры предусилителя таковы:

частотный диапазон: 5-50 000 Гц;
микрофонное усиление: 60 дБ;
входное сопротивление микрофонного входа: 1 кОм;
усиление инструментов: 40 дБ;
входное сопротивление инструментального входа: 100 кОм;
питание: 9 В АС, 300 мА.

Звуковая плата ESI Juli@

Для дальнейшего анализа сигнал с выхода усилителя поступает на вход компьютерного аудио интерфейса, в качестве которого используется PCI-плата ESI Juli@. Данное решение смело можно отнести к классу полупрофессиональных устройств или даже профессиональных начального уровня. Основные параметры:

количество I/O: 4 входа (2 аналоговых, 2 цифровых), 6 выходов (2 аналоговых, 4 цифровых);
АЦП/ЦАП: 24-бит/192 кГц;
частотный диапазон: 20 Гц - 21 кГц, +/- 0.5 дБ;
динамический диапазон: АЦП 114 дБ, ЦАП 112 дБ;
входы: 2 аналоговых, 2 цифровых (S/PDIF Coaxial);
выходы: 2 аналоговых, 2 цифровых (S/PDIF Coaxial или Optical);
MIDI: 1 MIDI вход и 1 MIDI выход;
интерфейс: PCI;
синхронизация: MTC, S/PDIF;
драйверы: поддержка EWDM драйвера для Windows 98SE/ME/2000 и XP, MAC OS 10.2 или старше.

В целом, неравномерность тракта всей системы в диапазоне частот 20-20000 Гц лежит в пределах +/- 1…2 дБ, поэтому наши измерения можно считать довольно точными. Основным негативным фактором является то, что все замеры проводятся в среднестатистическом жилом помещении со стандартной реверберацией. Площадь комнаты составляет 34 м2, объем – 102 м3. Использование безэховой камеры, естественно, повышает точность получаемого результата, однако стоимость такой камеры составляет минимум несколько десятков тысяч долларов, поэтому позволить себе такую "роскошь" могут лишь крупные производители акустических систем или же иные весьма обеспеченные организации. Однако есть в этом и ощутимые плюсы: так, АЧХ в реальном помещении всегда будет далека от АЧХ, которая получена производителем в тестовой камере. Поэтому по нашим результатам мы можем сделать некоторые выводы по взаимодействию конкретной акустики со среднестатистической комнатой. Данная информация тоже очень ценна, ведь любая система будет эксплуатироваться в реальных условиях.

Популярная утилита RightMark Audio Analyzer

Вторым немаловажным моментом является программная часть. В нашем распоряжении есть несколько профессиональных программных комплексов, таких как RightMark Audio Analyzer ver. 5.5 (RMAA), TrueRTA ver. 3.3.2, LSPCad ver. 5.25, и т.д. Как правило, мы используем удобную утилиту RMAA, при условии бесплатного распространения и постоянных обновлений она весьма практична и обеспечивает высокую точность измерений. Фактически, она уже стала стандартом среди тестовых пакетов во всем рунете.

Программа TrueRTA

Измерительный модуль JustMLS программы LSPCad

Казалось бы, любое измерение должно проводиться по строго установленным правилам, однако в области акустики данных правил слишком много, и зачастую они несколько расходятся между собой. Например, основные нормы и методы измерения приводятся сразу в нескольких весьма весомых документах: устаревшие ГОСТЫ СССР (ГОСТ 16122-87 и ГОСТ 23262-88), рекомендации МЭК (публикации 268-5, 581-5 и 581-7), немецкий стандарт DIN 45500, а также американские положения AES и EIA.

Свои измерения мы производим следующим образом. Акустическая система (АС) устанавливается в центре комнаты при максимальном удалении от стен и объемных предметов, для инсталляции используется качественная стойка высотой 1 м. Микрофон устанавливается на расстоянии порядка метра на прямой оси. Высота выбирается таким образом, что бы микрофон "смотрел" примерно в центральную точку между динамиками СЧ и ВЧ. Полученная АЧХ называется характеристикой, снятой на прямой оси, и в классической электроакустике считается одним из важнейших параметров. Считается, что верность воспроизведения напрямую зависит от неравномерности АЧХ. Однако об этом читайте чуть ниже. Также мы всегда измеряем угловые характеристики системы. В идеальном случае необходимо получать целый набор зависимостей в вертикальной и горизонтальной плоскостях с шагом 10…15 градусов. Тогда вполне обосновано можно сделать выводы о диаграмме направленности колонок, дать советы по верной расстановке в пространстве. По сути, угловые АЧХ имеют не меньшее значение, нежели АЧХ по прямой оси, поскольку они определяют характер звука, доходящего до слушателя после отражения от стен помещения. По некоторым данным, доля отражений в точке прослушивания достигает 80% и более. Также мы снимаем все возможные характеристики тракта при всех имеющихся частотных регулировках, режимах типа 3D, и т.д.

Упрощенная блок-схема процесса измерений

Далее происходит анализ полученных результатов. Здесь следует немного заострить внимание читателя на строении и способе работы слухового аппарата человека. Все люди слышат по-разному и имеют различную разрешающую способность слуха, как по частоте, так и по времени. Обмануть уши человека очень просто, а порой подобный обман воспринимается только с положительной стороны. Не зря записи многих именитых исполнителей производятся с существенными коррекциями АЧХ. Однако все же есть некоторые усредненные значения. Например, наша слуховая система представляет многоканальный спектрометр, содержащий около 4000 избирательных фильтров, что позволяет ей хорошо анализировать короткие импульсы, поскольку полоса прозрачности избирательных фильтров достаточно велика. Причем разрешающая способность слуха выше при малой интенсивности звука, именно поэтому для субъективного прослушивания рекомендуется музыка, где повышенная интенсивность довольно редка, например, классика, джаз, вокал, и т.д. В свою очередь, громкая, можно сказать, агрессивная музыка, помогает выявить наличие паразитных резонансов, изучить атаку системы, а также сделать однозначные выводы по развиваемому звуковому давлению. Поэтому при прослушивании желательно задействовать максимальное количество стилей и направлений. В итоге после нескольких часов уже можно делать весьма информативные и точные выводы. В общих же чертах АЧХ слуховой системы (слухового нерва) близка к АЧХ низкочастотного фильтра второго порядка с частотой среза 2 кГц. Поэтому субъективное разрешение по частоте падает на частотах выше 2 кГц с наклоном 12 дБ на октаву. Именно поэтому средние частоты так важны при формировании музыкального образа, а высокие являются не столь важными, хотя роль их тоже весьма велика. Все это прекрасно коррелирует с тезисами по оценке АЧХ, которые будут изложены далее.

По этим графикам можно сказать многое…

KirasRus

Спасибо за развёрнутый ответ, есть над чем подумать, если есть еще техническая информация по этому вопросу поделитесь. Будет интересно!

Юрий-dos

личку включите

WHS

Один нюанс, не все люди могут комфортно слушать правильную АС, лично я знаком с одним человеком, которому правильно настроенная АС бьет и режет слух. При постройке АС для себя, совсем не обязательно мерять/настраивать правильно, тут нужно руководствоваться только личным слуховым аппаратом, главное чтобы вам было комфортно, и совсем не обязательно при этом АС будет иметь правильную настройку.

__________________
«Sound. Vision. Soul» ©

Andrey 69

WOLF,вопрос в том,через сколько время твои ухи устанут

Юрий-dos

позволю не согласиться.

WHS

не, парни, я не о том что устанут не устанут уши, и уж тем более не об АС у которых мягко говоря несуразица полнейшая в звучании, я лишь о том что для себя можно делать и без точных измерений.

__________________
«Sound. Vision. Soul» ©

Andrey 69

Ты задумал АС?

WHS

Андрюх, у меня проектов куча лежит/простаивает, сейчас нет ни желания не времени на всё это дело, старики совсем плохие стали, верчусь как белка...

__________________
«Sound. Vision. Soul» ©