Jump to content

Recommended Posts

Немногие DIY-разработчики знают одну интересную особенность измерений НЧ-динамика в ближнем поле. 
Рассмотрим измерения Троелса Гравесена бекстренового мид-вуфера монитора Spendor BC1. Измерение АЧХ СЧ-НЧ динамика фиолетовым цветом. Довольно ровная отдача для 20-ти летнего динамика, укладывается в коридоре +-1.5 дБ.

CB3460EC-CDC2-463B-ADF8-11319C86BC33.jpeg

Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

Теперь измерение этого же динамика, но в ближнем поле. И здесь наблюдается интересная вещь - АЧХ становится ниспадающей, снижаясь на 10 дБ. То есть динамик, АЧХ которого в метре даёт ровную линию, в ближнем поле имеет ниспадающий характер.

Полная статья с замерами по ссылке

http://www.troelsgravesen.dk/vintageBC1.htm

C909FA39-229F-43DD-B8A7-50F222BF6F92.jpeg

Edited by Young fermer
Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

Отсюда может следовать и обратное: если АЧХ НЧ-динамика в ближнем поле ровная, то при замере с метра она будет иметь восходящий характер. Чтобы убедиться в этом нужно провести измерения в безэховом пространстве.

Это явление напрямую связано с физикой баффл-степа.

Edited by Young fermer
Link to post
Share on other sites

В этом обзоре на акустику Harbeth подробно описывается каким образом реализована компенсация бафф-степа в этой акустике. Автор обзора разбирает схемотехнику кроссовера и замеры СЧ-НЧ-динамика. Далее перевод:

image.thumb.png.c2b0e053faa98f5247eea3efc63b3236.png

"Между тем, мы замечаем, как три схемы среза центрированы на трех соответственно разнесенных частотах, чтобы точно определить диапазон понижения давления, излучаемого очень похоже на полочный фильтр. Это фильтр, который представляет локализованное затухание с понижением уровня по мере увеличения (или уменьшения) частоты, за которым следует регулярный тренд до крайних значений измерения. Центральные частоты меток составляют 505 Гц, 1263 Гц и 2310 Гц, с довольно высокими порядками, всегда выше 3. Это предполагает крайнюю уверенность разработчика как в допусках откликов, так и в допусках компонентов, используемых в фильтре. Возможных причин для этого выбора может быть две: немедленное и существенное увеличение давления, создаваемого низкочастотным динамиком, даже если с довольно постоянной тенденцией по мере увеличения частоты, или компенсация так называемого баффл-степа. Баффл-степ представляет собой изменение частотной характеристики, которое получается, когда размеры передней панели становятся небольшими по сравнению с длиной волны, излучаемой динамиком. Фактически это постепенный переход от излучения в свободном пространстве на низких частотах к излучению в полупространстве, когда передняя панель имеет размеры, аналогичные длине излучаемой волны или превышающие ее. Теория была описана Олсоном, который проверил эту тенденцию с различными формами динамиков. Очевидно, что наиболее очевидным изменением является то, что происходит со сферическим динамиком, при использовании различных форм корпуса и различных соотношений между основанием и высотой передней панели получаются менее мягкие тенденции, также характеризующиеся частотной характеристикой используемого динамика. Техника компенсации, которая теоретически обеспечивает наилучшие результаты, также описана Филиппо Пунцо в номере 2 AUDIOCOSTRuzione, где он с некоторой ясностью иллюстрирует последовательность ориентировочных расчетов, которые необходимо выполнить. Учитывая, что компенсация падения акустического давления является целью разработчиков Harbeth, мы можем увидеть, как принципиально другим способом уровень после 300 Гц снизился всего на 4,2 децибела вместо теоретических 6 децибел, демонстрируя, что в дополнение к теории вам также понадобится здравый смысл и несколько мер. Лично меня этот дизайнерский прием оставляет совершенно равнодушным, потому что если, с одной стороны, он рассматривает неоспоримое явление, то с другой - совсем не учитывает позиционирование в окружающей среде, позиционирование, что в большинстве случаев в наших домах динамики видны на небольшом расстоянии от задней стены. Следует также помнить, что на низкой частоте, где длины волн согласуются с размерами окружающей среды, всеми измерениями, довольно ограничено принимать во внимание только три стены возле динамика, предполагая, что, как только давление исходит из громкоговорители через несколько метров исчезают, как по волшебству, и больше не обнаруживаются приборами и ухом. Хороший знаток своих намерений, производитель в инструкции предупреждает, однако, что динамик рассчитан на работу вдали от стен. 

image.thumb.png.d894757c577493473392f85ef5f912aa.png

Оригинал документа здесь: https://docplayer.it/3713751-Harbeth-super-hl5-plus.html

  • Like 1
Link to post
Share on other sites

Graham Audio - компания, которая занимается производством мониторов BBC. Главный инженер компании - Дерек Хьюз, сын легендарного Спенсера Хьюза, основателя компании Spendor и создателя колонок BBC Studio 1. Для сайта Graham Audio Дерек написал небольшие пояснения по нюансам кроссоверов в своей акустике:

«В остальном идеальный бас-драйвер, установленный в корпусе, продемонстрирует растущую линию АЧХ, и если это не будет исправлено слушателю почувствует нехватку басов. Этот эффект, называемый «баффл-степ», связан с шириной корпуса и вызван низкочастотным искривением энергии по бокам шкафа. Чтобы исправить это, мы должны постепенно повышать низкие частоты на величину, соответствующую постепенной потере.

Но, конечно, в обычной громкоговоритель кроссовер не может сделать входящий сигнал больше. Таким образом, чтобы добиться очевидного повышения баса, мы должны снизить средний и высокие частоты.

Поскольку это приводит к потере чувствительности, подавляющее искушение заключается в том, чтобы уменьшить количество коррекции и посоветовать конечному пользователю поместить динамики к задней стенке или аналогичной в попытке смягчить потерю тепла, которая возникает в результате недостаточной коррекции баффл-степа. Но это может вызвать другие проблемы. В конечном счете, лучше принять необходимость коррекции, которая дает владельцу возможность разместить динамик в оптимальной части комнаты для максимально плавной частоты и лучшей стереоизображения.»

источник http://www.grahamaudio.co.uk/technology/crossovers/

  • Like 1
Link to post
Share on other sites
24.04.2021 в 20:23, Young fermer сказал:

Это фильтр, который представляет локализованное затухание с понижением уровня по мере увеличения (или уменьшения) частоты,

 

24.04.2021 в 20:23, Young fermer сказал:

компенсация так называемого баффл-степа

Я нарисовал схематичную идеальную АЧХ НЧ-динамика в ближнем поле, у которого включена схема компенсации баффл-степа. Исходя из приведенных выше исследований Джона Мерфи, можно примерно определить частоту, на которой отдача басовика должна стать меньше на 3 дБ.

Экзиз.JPG

  • Like 1
Link to post
Share on other sites
24.04.2021 в 20:23, Young fermer сказал:

Центральные частоты меток составляют 505 Гц, 1263 Гц и 2310 Гц, с довольно высокими порядками, всегда выше 3.

График АЧХ НЧ-динамика Харбет с включенной схемой компенсации баффл-степа в ближнем поле довольно близко повторяет приведенный выше идеальный вид АЧХ НЧ-динамика. Примечательно, что даже частота при которой отдача понижена на 3 дБ по графику совпала с расчётами (ширина передней панели Harbeth SHL5 plus - 332 см). Отмечу также, что Алан Шоу не стал занижать отдачу на 6 дБ, как того требуют расчеты, поскольку они предусматривают безэховое пространство вокруг громкоговорителя, а занизил только на 4 дБ. Это сделано, чтобы в типовом жилом помещении (15-30 кв. м) эта акустика не создала избыток баса.

Меня также заинтересовала позиция Алана относительно порядков в фильтрах - он не боится высоких порядков, надо резать резко - режет. Молодец! И ведь никто не сможет упрекнуть Харбет в безжизненности звука.

НЧ-драйвер Харбет.JPG

  • Like 1
Link to post
Share on other sites

Насколько знаю, так называемый BBC DIP, обозначил на графике желтым цветом, является старой "фишкой" инженеров BBC. Они в свое время установили, что небольшой провальчик в районе от 1 до 2 кГц благоприятно сказывается при долгих прослушках. Подобная акустика кажется менее утомительной.

На графике видно, что Алан его вводит целенаправленно Но это уже оффтоп.

Link to post
Share on other sites
12 минут назад, Jason Creek сказал:

Отмечу также, что Алан Шоу не стал занижать отдачу на 6 дБ, как того требуют расчеты, поскольку они предусматривают безэховое пространство вокруг громкоговорителя, а занизил только на 4 дБ. Это сделано, чтобы в типовом жилом помещении (15-30 кв. м) эта акустика не создала избыток баса.

Алан Шоу и Дерек Хьюз - инженеры старой школы BBC. Они владеют большим объёмом инструментов по созданию правильного звука.

В библиотеке Harbeth есть уникальные труды тех лет в области психоакустики и не только. Рекомендую на форуме HUG почитать, что Алан Шоу пишет. И Алан и Дерек открыто заявляют о важности компенсации баффл-степа. 

Link to post
Share on other sites
  • 1 month later...

Статья Алана Шоу с форума HUG о необходимости измерений в безэховой камере при проектировании и оценке АЧХ громкоговорителей (перевод с англ.)

Вот еще одна тема, о которой вы не прочитаете на аудио форумах, но она имеет первостепенное значение.

Когда-то, когда руководили инженеры, а не маркетологи, и факты считались фактами, инженерные бюджеты направлялись на строительство безэховых камер или мертвых комнат. Эти "свободные поля" среды практически не имели отражений (эха), и когда громкоговоритель измерялся в такой камере, можно было с высокой степенью уверенности сказать, что измерение частотной характеристики было измерением только громкоговорителя, не смесь динамика и среды, в которой он тестировался.

К сожалению, инженеры проиграли спор, и теперь такие журналы, как Stereophile и другие, создали свои собственные методы измерения громкоговорителей «на кухонном столе» или на заднем дворе обозревателя. Акустические условия там явно далеки от эха, и, следовательно, измерения тестируемых динамиков обязательно искажаются эхом из окружающей среды. Человеческий глаз не способен «удалить» эхо-сигналы из графика частотной характеристики: не существует практического способа точно удалить искажающий эффект отражений из широкополосных измерений, выполненных в реверберирующем пространстве.

Но дизайнеры колонок сталкиваются с той же проблемой, что и технический обозреватель. Я написал Джону Аткинсону из Stereophile несколько лет назад и привлек внимание к моему наблюдению, что большинство кривых частотной характеристики его обзора показали значительное усиление низких частот, которое, казалось, было согласованным и, следовательно, связано с его методологией, и не присутствовало на самом деле в проведенных измерениях. в условиях действительно свободного поля. Я предположил, почему это могло происходить. Ответа не последовало, но проблема чрезмерного баса при измерениях стереофонических громкоговорителей, кажется, хорошо известна в индустрии громкоговорителей. Я не стал этим заниматься, так как очень сочувствую тем, кто пытается сделать точные - или даже повторяющиеся неточные - технические измерения громкоговорителей без удобной безэховой камеры. Это проблема, которая преследует всех объективных дизайнеров акустических систем, которые должны знать относительный энергетический баланс между басами. mid и top в их новом дизайне. Это потому, что басовый выход динамика является стержневой точкой в звуковом спектре, по которой ухо оценивает общий правильный баланс.

За последние двадцать лет я потерял счет, сколько часов я потратил на то, чтобы обойтись без настоящей безэховой камеры. Я считаю, что сейчас их всего несколько, и не имеет значения, что у Microsoft Corp. или других крупных корпораций есть огромные корпорации с впечатляющей производительностью, поскольку они недоступны для аудиоиндустрии. То же самое с теми, которые используются оборонными подрядчиками и (я полагаю) теми, которые, вероятно, будут управляться университетами для обучения и исследований, и даже аудиоцентричные предприятия, такие как Dolby или Apple, не собираются делиться своими ресурсами с мастерами по громкоговорителям. Так что мы можем сделать?

Что ж, около тридцати лет назад было высказано предположение, что измерение всей низкочастотной, средней и верхней частотной характеристики акустической системы может быть разбито на измерение выходного баса с микрофоном очень близко к низкочастотному динамику, а затем дополнительное второе измерение средних / высоких частот с микрофоном на расстоянии 1 м или около того. Это позволило бы «сглаживать» средние / высокие частоты, чтобы поймать их до того, как их эхо достигнет микрофона, и, поместив микрофон близко к низкочастотному динамику, можно было бы измерять длинноволновые, долгопериодные низкие частоты с достаточной энергией, чтобы неизбежное эхо заглушится. Это открыло возможность измерения динамиков в относительно обычных безэховых помещениях, как это делает Stereophile на заднем дворе.

 Но - большое но: разные методы измерения уровня низких частот динамика дают существенно разные результаты, когда может быть только одна «безэховая» истина.

Я снова работаю над этой темой в течение последних нескольких недель, и вот группа измерений, сделанных на выходе низких частот одной и той же колонки в течение нескольких минут, при 20 градусах Цельсия, с использованием нескольких различных методов, много работы. Я наложил множество различных измерений на один график ниже.

image.png.d605e758880f8d724e2c1f883f5f752f.png

Кому вы верите? Кстати: одна из кривых была выходом лазера, направленного на блестящее пятно на конусе. Можем ли мы предположить или нет, что бесконтактный лазерный метод должен (конечно) давать «самые истинные» результаты с учетом очень высоких финансовых вложений?

Извините, но учитывая, что выполнение этих измерений, их постобработка и построение графиков заняли около 15 часов, я скрыл точные детали для публичного просмотра.

Проведя измерения низких частот с микрофоном, расположенным близко к динамику, мы должны найти способ совместить это с измерениями средних частот в дальней зоне и измерений ВЧ. Вот где начинаются настоящие проблемы.

Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



×
×
  • Create New...