Arta software инструкция на русском - Все инструкции и руководства по применению

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:

Ноутбук Dell Inspiron 1720 с операционной системой Windows XP Professional x86 и установленным программным пакетом Arta Software.
Звуковая карта E-MU 0404 USB.
Усилитель Denon PMA-500AE. Он подходит, поскольку имеет функцию обхода коррекции тембра, тонкомпенсации и баланса — Source Direct.
Вольтметр В7-38.
Магазин сопротивлений Р33.
Микрофон измерительный Nady CM 100.
Стойка для микрофона. В ее роли выступает стойка от фотоаппарата, обладающая функциями наклона, поворота и регулировки высоты.
«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.

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).

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).

Figure 1

Figure 2

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

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).

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).

Figure 4

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

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.

Figure 6

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).

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).

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).

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).

Figure 7

Figure 8

Figure 9

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).

Figure 11

Измерение импеданса и расчет параметров Тиля-Смолла

Для измерения импеданса требуется подключить оборудование по схеме Figure 12.

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).

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.

Figure 12

Figure 13

Figure 14

Следующее меню — Setup — Measurement (Figure 15).

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).

Figure 15

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

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.

Figure 17

Переходим в меню Record — Calibrate (Figure 18).

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.

Figure 19

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.

Figure 20

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.

Figure 21

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).

Figure 21

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).

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).

Figure 23

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.

Figure 25

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).

Figure 25

Figure 26

Акустические измерения

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

Figure 27

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.

Переходим на вкладку Periodic Noise меню Impulse response measurement и выполняем требуемые установки. Я установил такие (Figure 29):

Figure 27

Figure 28

Переходим на вкладку Periodic Noise меню Impulse response measurement и выполняем требуемые установки. Я установил такие (Figure 29):

Figure 29

Включаем генератор шума нажатием кнопки Generate и регулировкой чувствительности устанавливаем уровень входного сигнала в диапазоне -20…-10 dB. Напоминаю, что используется только левый канал, к которому подключен микрофон. По завершению установки выключаем генератор повторным нажатием кнопки Generate. Теперь запускаем измерения нажатием кнопки Record. После завершения процесса измерений возвращаемся в окно импульсной характеристики (автоматически, либо самостоятельно).

Теперь самое время рассказать более детально о главном недостатке одноканальных измерений — неопределенной опорной позиции курсора. С одной стороны никаких проблем — устанавливаем курсор перед импульсом, а маркер в максимум импульса и получаем задержку для расчета ФЧХ. Это так, но некорректная установка курсора резко проявляется на графике кумулятивного затухания спектра (Cumulative Spectral Decay). Вот как раз с помощью него мы и определим опорную позицию курсора. Насколько такой метод корректен, можно будет сделать вывод позже на основании результатов измерений двухканальным методом. Итак, смотрим на получившийся график импульсной характеристики (Figure 30).

Figure 30

Сейчас курсор установлен в позицию 0 ms (0 samples), так и оставляем. Маркер устанавливаем сразу после импульса. Я установил на отметке 4.646 ms. Чтобы избежать присутствия в сигнале ранних отражений, не устанавливайте маркер слишком далеко. Оптимальное временнОе окно — 4…5 ms. Нажимаем кнопку с буквами CS на панели инструментов или выбираем в меню Analysis — Cumulative spectrum. Откроется окно Cumulative Spectrum Setup (Figure 31). Этот график сокращенно называют CSD (Cumulative Spectral Decay).

Figure 30

Figure 31

Галочка Log frequency axis отмечается, если требуется логарифмическая шкала частотного диапазона. Галочка Remove antialiasing range включает фильтрацию составляющих частотного диапазона в области Fs/2. dB range (10 — 70) и Maximum frequency (Hz) устанавливают соответственно отображаемый на экране динамический диапазон и верхнюю частоту. Поле Smoothing устанавливает сглаживание, а галочка Use FR compensation задействует компенсацию АЧХ, установленную в меню Setup — FR compensation (по понятным причинам я об этом меню не рассказывал). В правой части окна верхнее поле переключает тип анализа. При работе с импульсным откликом автоматически устанавливается тип Analyse as CSD using apodizing window. В поле FFT length (in samples) устанавливается количество сэмплов в блоке FFT. В случае если длина временнОго окна в сэмплах меньше FFT lenght/2, при запуске анализа программа выведет предупреждение. В поле FFT block shift (in samples) указывается длительность временнОй шкалы в сэмплах, а в поле Max. number of FFT blocks — количество блоков FFT, входящих во временнУю шкалу. В поле Apodizing window rise time (0.02-1ms) указывается время открытия и закрытия окна анализа. Величина 0.2 ms — это некоторый оптимум при анализе характеристик как в области низких, так и в области высоких частот. Производим установки и нажимаем OK.

Если наблюдается картина, подобная изображенной на графике Figure 32, необходимо увеличить временнУю шкалу (FFT block shift).

Figure 32

При использовании корректных настроек CSD, график должен выглядеть подобным образом (Figure 33).

Figure 33

По графику видно наличие блоков FFT с одинаковым содержимым. Это следствие некорректной установки курсора в окне импульсной характеристики — позиция курсора находится слишком рано по отношению к импульсу. Если же установить курсор в такую позицию, которая «отсечет» полезные данные, в окне CSD будет происходить анализ самих резонансных процессов, без сигнала их порождающего. Отразится это и на графике АЧХ. Поскольку на графике Waterfall не слишком удобно выражена временнАя шкала, предлагаю переключиться на сонограмму — в поле Mode выбираем Sonogram (Figure 34).

Figure 34

Здесь более наглядная временная шкала. Чтобы улучшить разрешение, я отмечаю галочку Grid, а в настройках CSD устанавливаю меньшую временнУю шкалу. Изменили настройки, выводим график (Figure 35).

Figure 35

Видно, что спектр сигнала не содержит изменений до приблизительно 2.74 ms. Это и есть искомая позиция курсора. Закрываем окно.

В окне импульсной характеристики устанавливаем курсор в позицию 2.74 ms (около этого значения), а маркер — в максимум импульса, получив тем самым значение задержки (Figure 36).

Figure 36

Здесь я сделаю небольшое отступление по поводу максимума импульса. Как можно видеть выше, положение максимума импульса можно принять другим, если «развернуть» импульсную характеристику на 180 градусов. В таком случае максимум импульса окажется чуть дальше по времени. Это некорректная установка и она обязательно отразится на фазовой характеристике. Чтобы убедиться в том, что импульсная характеристика имеет «положительный» отклик, воспользуемся графиком переходной характеристики. Нажимаем на панели инструментов кнопку с надписью STEP, либо выбираем в меню Analysis — Step response. Откроется окно Step response (Figure 37).

Figure 37

Как можно видеть, переходная характеристика имеет «положительный» фронт. Если же переходная характеристика имеет «отрицательный» фронт (Figure 38), то необходимо в окне импульсной характеристики изменить фазу импульсного отклика с помощью кнопки Inv, расположенной на панели инструментов (либо через меню Edit — Invert). Можно провести повторное измерение, изменив полярность подключения динамика, либо повторное измерение с установленной галочкой Invert phase of input channel в окне Impulse response measurement.

Figure 38

Возвращаемся к окну импульсной характеристики. Установили курсор, маркер и получили значение задержки. Теперь устанавливаем с помощью маркера окно измерений (Gate) около 4…5 ms (Figure 39).

Figure 39

Открываем окно CSD, производим установки и смотрим результат (Figure 40).

Figure 36

Figure 37

Figure 38

Figure 39

Открываем окно CSD, производим установки и смотрим результат (Figure 40).

Figure 40

Убедиться в том, что график CSD отображается корректно, можно посмотрев график АЧХ (Figure 41).

Figure 41

Возвращаемся в окно импульсной характеристики. Установка курсора произведена, задержка рассчитана, теперь можно выбрать позицию маркера, определив тем самым окно измерений и нижнюю граничную частоту при анализе характеристик. Сейчас у меня произведено измерение в ближнем поле, поэтому я могу установить окно измерений длинным — около 50 ms — и получить при анализе нижнюю граничную частоту 20 Hz. Но когда производятся измерения в дальнем поле, либо помещение обладает неудовлетворительными акустическими свойствами, окно измерений желательно ограничивать еще до прихода первых отражений. Как их распознать в окне импульсной характеристики, я покажу на примере результата измерения ВЧ излучателя в дальнем поле (Figure 42).

Figure 42

На изображении Figure 42 курсор установлен в позицию, которая отображает границу чистого импульсного отклика. После курсора следуют отражения — ранние и поздние. Ранние отражения очень хорошо видны как повторяющийся три раза импульс. Поздние отражения имеют существенно бОльшую амплитуду, в редких случаях даже сравнимую с амплитудой главного импульсного отклика.

Итак, определяем окно измерений. Я установил 56.594 ms (5433 сэмпла). Теперь можно переходить к анализу результатов измерений и их экспорту в формат, поддерживаемый CAD-системами. Импульсную характеристику можно сохранить в формате Arta (*.pir), либо экспортировать в текстовый формат. Для анализа доступны следующие графики: АЧХ, ФЧХ, ГВЗ, ПХ, график зависимости энергии импульса от времени, кумулятивное затухание спектра и график распада. Для графиков АЧХ, ФЧХ и ГВЗ есть дополнительные меню, позволяющие просмотреть графики без сглаживания и меню с возможностью построения графиков с использованием двух временнЫх окон.

Кнопка с буквами FR, расположенная на панели инструментов, открывает меню Smoothed frequency response (через меню — Analysis — Single-gated smoothed Frequency response/Spectrum) — Figure 43.

Figure 43

Внизу слева расположены кнопки Mag, M+P, Ph и Gd. С помощью них открываются графики соответственно АЧХ, АЧХ+ФЧХ, ФЧХ и ГВЗ. Справа в поле Smoothing из списка выбирается характеристика сглаживания. Щелчок правой кнопкой мыши на графике открывает экранное меню, где можно установить динамический и частотный диапазоны измерений. В меню File — Export… возможен экспорт результатов измерений в текстовый формат. Меню Overlay управляет слоями с кривыми. Можно «закрепить» на графике кривую для построения комбинированного графика. Например, для сравнения АЧХ на главной оси и с отклонением от оси (Figure 44).

Figure 44

С помощью пункта меню Edit — Scale level производится нормализация кривых (на приведенном выше графике кривые сначала нормализованы на частоте 100 Hz и только потом совмещены). Меню LF box diffraction служит для компенсации так называемого «баффла». Фазовая характеристика может быть отображена как минимальная фаза (Minimum phase), избыточная фаза (Excess phase) или измеренная фаза (галочки с минимальной и избыточной фазы сняты). Активирование пункта Unwrap Phase отключает на графике ФЧХ «переворот» фазы при достижении значения -180 или 180 градусов. ГВЗ может быть рассчитано из избыточной фазы (пункт Excess group delay активирован) или из измеренной фазы (Excess group delay не отмечен).

Графики АЧХ, ФЧХ и ГВЗ возможно вывести с использованием комбинированного метода с двумя временнЫми окнами (Analysis — Dual—gated smoothed frequency response или кнопка с буквами 2FR на панели инструментов). Для этого в меню Setup — Analysis parameters (Figure 5) в полях Gate1 и Gate2 необходимо указать длительность каждого окна. В поле Gate1 возможна установка значений из диапазона 5…60 ms, а в поле Gate2 — 70…300 ms.

Меню Analysis — Unsmoothed DFT frequency response/Spectrum или нажатие кнопки с буквами DFT на панели инструментов позволяет просмотреть графики АЧХ, ФЧХ и ГВЗ без сглаживания (Figure 45).

Figure 45

График распада (в меню Analysis — Burst decay или на панели инструментов кнопка BD) выглядит очень похожим на график CSD. Отличие их заключается в методе анализа. Разработчики Arta Software рекомендуют анализировать оба графика. В общем-то, по графику кумулятивного спектра хорошо видно наличие резонансов, но именно ярко выраженные резонансы нагляднее отображаются на графике Burst Decay (Figure 46 и Figure 47).

Figure 41

Figure 42

Figure 43

Figure 44

Figure 45

Figure 46

Figure 47

Для оценки нелинейных искажений динамика, можно провести измерение зависимости уровня нелинейных искажений от частоты (меню Analysis — Frequency response and distortions). Для этого сначала переходим в меню Setup — Analysis parameters и в поле FFT length выбираем значение 131072. В окне Impulse response measurement переходим на вкладку Sweep. Если задействован двухканальный метод измерений, отключаем его и устанавливаем галочку Center peak of impulse response. В поле Sequence length выбираем значение 128k. Запускаем процесс измерений. Для примера, ниже (Figure 48) показан график нелинейных искажений широкополосного динамика 4А28 при подводимой мощности 1 Вт (3.464 v при нагрузке 12 Ом).

Figure 48

График отображает не суммарный уровень искажений, но отдельно гармоники. Если требуется знать THD, придется самостоятельно перевести децибелы в проценты и вычислить коэффициент гармоник. Ради интереса я проделал данную процедуру и получил следующие результаты. THD на частоте 100 Hz составляет 1.5347%, на частоте 1 kHz — 1.9369%, на 10 kHz — 2.1475%.

Теперь о двухканальных измерениях. Производим подключение оборудования по схеме Figure 28. В меню Setup — Calibrate devices (Figure 4) производим установку напряжения на выходе усилителя, а в меню Record — Impulse response/Signal time record (Figure 6) на вкладке Periodic Noise устанавливаем уровни входных сигналов в диапазоне -20…-10 dB. При двухканальных измерениях Arta может самостоятельно определять задержку для расчета фазы. Я пользуюсь автоматическим расчетом только в том случае, если в окне импульсной характеристики невозможно определить положение максимума импульса. Это бывает, когда измеряется НЧ динамик с подключенным ФНЧ. Определение задержки производится в другом окне Arta — Dual channel — frequency response. Чтобы переключиться к нему, в меню Mode необходимо выбрать Dual channel — frequency response или на панели инструментов нажать кнопку с буквами Fr2. Окно Impulse response сменится (Figure 49).

Figure 49

Меню настроек несколько отличаются от тех, что доступны при работе в окне импульсной характеристики. Некоторые поля служат для настройки программы при работе с анализатором спектра, поэтому при описании я буду пропускать эти поля.

Переходим в меню Setup — Measurement (Figure 50).

Figure 48

Figure 49

Переходим в меню Setup — Measurement (Figure 50).

Figure 50

В поле FFT size указываем размер блока FFT — 16384, в поле Sampling rate — частоту дискретизации. Отмечаем галочку Phase, а в поле Prefered input channel выбираем канал, к которому подключен микрофон. В поле Propagation delay обязательно устанавливаем значение 0. ОК.

На панели инструментов в поле Gen устанавливаем значение PN pink и проводим измерение (Figure 51).

Figure 51

Фазовая характеристика, из-за отсутствия величины задержки, отображается с ошибкой. Автоматическое определение задержки производится через меню Record — Crosscorrelation/delay estimation (Figure 52).

Figure 52

В поле Delay(ms) отображается значение задержки. Чтобы использовать это значение, достаточно нажать кнопку Accept. Происходит возврат в окно Fr2, где в поле Delay(ms) автоматически заносится значение задержки. Проводим измерение повторно (Figure 53).

Figure 53

Теперь фазовая характеристика измерена корректно. Запоминаем в буфере обмена значение задержки, указанное в поле Delay(ms), и переходим в окно импульсной характеристики (кнопка Imp на панели инструментов или в меню Mode — Impulse response/Signal time record). При переключении программа предложит преобразовать результат измерений Fr2 в импульсную характеристику (Figure 54).

Figure 51

Figure 52

Figure 53

Figure 54

Можно согласиться, можно отказаться. Это непринципиально, поскольку при конвертировании нарушается позиция, определенная как опорная для курсора при двухканальных измерениях. Поэтому измерение необходимо провести еще раз, но теперь уже через меню Record — Impulse response/Signal time record (Figure 6). Настраиваем поля для двухканального метода и проводим измерения. В окне импульсной характеристики опорная позиция курсора для двухканальных измерений определена точно — 300 сэмплов. Устанавливаем курсор в эту позицию, в поле Delay for phase estimation (ms) устанавливаем значение задержки, полученной при измерениях в Fr2. Осталось установить длину измерительного окна и можно приступать к анализу и экспорту (Figure 55).

Figure 55

Для сравнения, на графиках Figure 56 и Figure 57 представлены графики CSD при измерении соответственно одноканальным и двухканальным методами. На графике Figure 58 синим цветом показана ФЧХ при измерении двухканальным методом, красным — при одноканальном методе.

Figure 55

Figure 56

Figure 57

Figure 58

Надеюсь, материал, который я изложил, поможет в работе с программой. Он ни в коем случае не заменяет оригинальные справочные руководства, которые я рекомендую изучить всем, кто будет работать с программой. В этих руководствах содержатся ответы на 99% вопросов, которые возникают при использовании Arta Software.

Figure 58

mail

Источник

В стандарте замера АЧХ измерительный микрофон устанавливается на расстоянии 1м. На оси твиттера. Почему с одного метра? А почему бы и нет. Цифра ровная. Скажите спасибо, что мы используем метрическую систему. Почему на оси твиттера… Иначе привязать стандарт больше не к чему.

Стандарт подразумевает замер АЧХ под углами 30 и 60 градусов по горизонтали, на оси твиттера. Теоретически это вроде как бы, должно показывать, как будет себя вести АЧХ при перемещении слушателя в пространстве комнаты. Но в реальной ситуации, когда слушатель перемещается в пространстве все эти замеры не имеют особого смысла.

При перемещении слушателя даже на небольшое расстояние от центра, проходят несколько событий. Действительность гораздо более многогранна, чем одна АС на расстоянии 1 метра на оси твиттера.

Более типична ситуация, когда расположение ушей слушателей находится выше или ниже оси твиттеров. Но замеров АЧХ при смещении оси твиттеров вверх и низ не делают. Так как подобные замеры покажут катастрофическое искажения АЧХ почти у любой акустики. Вплоть до уровней +-20Дб.

Удобно замерять АЧХ одной АС. Но акустических систем обычно две. И АЧХ двух АС сильно отличается от АЧХ одной. Так расстояния от правой и левой АС и ушами слушателя не бывает одинаковым. А уже на частоте 3 кГц разница в расстоянии от левой и правой АС всего в 11 см. приводит к противофазности звучания каналов на высоких частотах.

Кардинально меняется угол входа звуковых волн в ушную раковину. Вы можете самостоятельно проделать простейший эксперимент. Взять легкую колонку и послушать ее звучание при различном угле относительно вашей ушной раковины. Покрутив ее вокруг уха и головы. Этот опыт вам сразу покажет, что наилучшая фокусировка звуковых волн происходит под углом около 15 градусов. А совсем не по правилам равностороннего треугольника.

Человек слышит в основном вперед, а не в сторону. Причем разница в звучании (АЧХ) от угла входа звуковых волн в ушную раковину будет радикальной. На слух, АЧХ от различного угла входа в ушную раковину меняется на значения порядка +-25Дб.

И никто не знает, каким должен быть «правильным» угол входа в ушную раковину. Этот вопрос находится вне дискурса.

Замеры отдельных динамических головок, и их АЧХ с одного метра, на оси динамика имеют огромный смысл. Таким образом понятно, какие характеристики этот динамик имеет. И как его лучше использовать.

В случаи когда производятся замеры готовых акустических систем, измеряют, то что удобно измерять. С целью публикации красивых графиков в рекламных материалах. Никаких особовых выводов и смыслов из этих графиков получить нельзя.

Предлагаем вам использовать практически работающую технологию замера АЧХ. Ее повсеместно используют в профессиональной деятельности, в концертной практике, для отстройки звучания акустики в различных помещениях.

В реальной жизни не важно, какая у одной колонки АЧХ на расстоянии 1 м. на оси твиттера. Так как в реальной жизненной практике так не бывает, — никто не слушает одну колонку с расстояния в 1м.

Важно другое. Как акустическая пара формирует общую картину АЧХ в 3D пространстве.

Для этой цели удобна программа — Анализатор аудио спектра TrueRTA. Но может быть любая другая программа анализатор спектра с большой разрядность (1/24 октавной полосы).

Сглаживание в 1/3 и 1/6 октавной полосы, как это принято делать в статьях для рекламы акустики, в большенстве случаев будет мало. Заведомое снижение разрешения в 3-6 раза, разумется делает гафик более ровным. Но на этом разрешени пропадают узкие выбросы АЧХ.

Которые лучше увидеть, и занать, что они есть. Или занатать, что их нет.

Проще всего использовать ее на ноутбуке. Но имейте ввиду, что процессора уровня Atom ей будет недостаточно, для того, что бы считать 1/24 октавной полосы в реальном времени. Нужен процессор хотя бы уровня нижнего i3.

При наличии длинного микрофонного кабеля, в домашних условиях пойдет и ПК. Менее удобно, но если зрение или очки хорошие, работать вполне можно.

Потребуется измерительный микрофон и источник фантомного питания для него. Так как все измерительные микрофоны конденсаторного типа. И требуют для своей работы питания.

Фантомное питание есть в большинстве нормальных звуковых карт. И как правило, звуковая карта с фантомным питанием стоит так же, как и без фантомного питания. Даже если вам сейчас не нужно мерить АЧХ, — покупайте карточку с фантомным питанием. Возможно через 5-10 лет оно вам пригодиться. Про звуковые карты можно почитать — Звуковые карты usb, полный обзор.

Nady-CM-100

Behringer-ECM8000

При этом эти микрофоны можно использовать как обычные качественные микрофоны для записи чего угодно. Это не есть выброшенные разово деньги на замер АЧХ. Они как микрофоны вполне себе приличные. Лично записал несколько сотен часов закадрового текста для ТВ программ. Они лучше чем топовые петличные микрофоны класса Сони-Синхайзер под $500 (у них диафрагма больше, чем у петличных микрофонов).

А если энтузиазм по азмеру АЧХ у вас совсем исякнет — измерительные микрофоны хорошо ликвидны на авито.

Производитель прикладывает график АЧХ микрофонов:

ECM8000 ачх

В большинстве случаев этот график АЧХ будет иметь очень близкое соответствие. В измерительных микрофонах очень модно использовать капсюли WM-60A Panasonic.

WM-60A Datasheet — Panasonic

Стоят эти капсюли WM-60A в большой партии порядка 1 доллара.

Капсюль 61A, микрофон

Продают их китайцы по цене порядка 15 долларов — ссылка.

Производить микрофоны с ровной АЧХ, в современном мире, приблизительно так же сложно, как делать столы с ровной столешницей.

Для контроля анормальности АЧХ можно посмотреть, что он показывает на паре известных вам мониторов. Либо сравнить его с другим микрофоном, с известной АЧХ.

Все очень просто. Программа генерирует розовый шум. Акустика его воспроизводит. Перемещая измерительный микрофон мы смотрим, в реальном времени, общую картину АЧХ в пространстве. Получается очень быстро. И очень информативно.

За пару минут можно отсканировать все. Любые углы. Любые расстояния. Пройти всю комнату.

Измерять же АЧХ смартфоном, используя микрофон самого смартфона, занятие абсолютно бестолковое. Ничего вы не замерите, — даже приблизительно понять какая АЧХ не получится. Не тратьте на это время.

Существуют приблуды для смартфонов. Например для iPhone (не всех версий!) есть SA-4100i. Но это мы не рекомендуем. Будет менее удобно и как это всегда у смартфонов, — все сильно упрошено и опошлено.

SA-4100i, для iPhone

Мы нашли дивайс для замера не только АЧХ, но и АЧХ наушников Dayton Audio iMM-6. То же под iPhone:

Если кто знает подобные устройства под андроид — напишите в коментах.

Следует понимать, что не следует ставить себя задачу свести акустику с идеальной АЧХ.

Ровная, красивая АЧХ получиться только в том случаи, когда на НЧ/СЧ динамике будет стоять «жесткий» фильтр в районе 2.5 кГц, или еще ниже.

И ровная эта АЧХ будет только в самом их ближнем поле. После того как вы походите с микрофоном по комнате, и увидите реальную АЧХ в пространстве комнаты, желание прибывать или убавить 2Дб в каком то месте у вас сразу исчезнет. К примеру, вы сразу обнаружите, что ВЧ на расстоянии одного метра вполне достаточно. Но если мерить эти ВЧ уже с расстояния 2-3 метра, — они по дороге куда-то сильно деваются.

«Жесткий» фильтр в районе 1.5-2.5 кГц задает специфический «характер звучания» акустики. Его можно охарактеризовать, как типичный «новодел» или «мониторное» звучание. Годится слушать скрипки и аудиофильский джаз и прочею Реббеку Пупкину. А слушать музыку будет на этой акустике не особо приятно.

АЧХ конечно должна пребывать в неких рамках. На практике даже меньших чем чем это декларирует стандарт DIN (+-3Дб).

Воспринимаемое людьми качество не имеет прямой зависимости от ровности АЧХ.

Если вы сталкиваетесь с АС у которой АЧХ имеет идеальную форму близкую к линии, вероятность того что на этой акустике будет приятно слушать музыку (не демо фонограммы) будет стремится к нулю.

80 полосный цифровой эквалайзер, которым можно сделать идеально-плоскую АЧХ, не поднимает класс акустических систем.

Если вам требуется точно померить АЧХ… Увидеть, как она выглядит во всех нюансах, то рекомендуем программу:

Arta Software

От всех других аналогичных программ ее отделяет интуитивно понятный интерфейс при огромном функционале возможностей.

Последняя версия программы доступна на сайте разработчиков. Ниже, в разделе приложение, мы даем ее полное описание и методику работы с программой Arta Software. Программа вроде платная. Но это мало кого останавливает, так как, кто ищет тот всегда найдет.

Измерять АЧХ можно самым простейшим образом. Тупо послал сигнал на усилитель-динамик и замерил микрофоном результат:

АЧХ почти сразу можно увидеть в таком виде:

Помимо этого программа позволяет замерять всякие другие разные полезности. Кто желает глубоко погрузиться в тему, — изучайте приложение. Но имейте ввиду, в бытовой, слушательской практике, такие точные измерения не несут ни какого смысла. А вот для разработчиков аудиосистем программа Arta Software очень весьма полезная и даже необходимая.

Ниже мы приводим полное руководство по работе с программой Arta Software.

Рекомендуем для прочтения:

«Характер звучания» акустики

Почему в акустике не работает принцип «ксерокса»

Приложение. (TrueRTA и Arta Software)

Описание TrueRTA.

Анализатор аудио спектра TrueRTA, работает в режиме реального времени, отлично подходит для настройки амплитудно-частотных характеристик акустических систем в различных помещениях и залах. Программное обеспечение включает в себя целый набор инструментов, в частности, спектральный анализатор реального времени (Real Time Analyzer), двойной осциллограф, генератор сигналов, цифровой измеритель уровня и коэффициента амплитуды сигнала или крест-фактора. Интерфейс приложения крайне прост и удобен, все настройки могут быть развернуты в виде панелей на основном рабочем окне.

Программное обеспечение предоставляет возможность самостоятельно настраивать масштабы, параметры и диапазоны звуковых измерений, проводит обработку и усреднение входных данных, имеет функцию фиксации пиков. Сигнал на экране осциллографа может быть остановлен в любой момент времени и прокручен в разные стороны. Также предлагается пять различных цветовых схем для графической области окна.

Полученные с помощью TrueRTA измерения позволяют детально и «на лету» оценить акустику, определить нелинейные искажения, проверить правильность расчетов разделительных фильтров. Максимальное разрешение достигает 1/24 октавной полосы. Программа позволяет выявить не только спектральный состав гармоник, но и просчитать коэффициент нелинейных искажений для каждой из них. Расчет уровня гармоник в приложении необходимо проводить вручную.

Кроме того программа TrueRTA может генерировать аудио сигналы любой частоты (в пределах от 1 до 22000 Гц) и амплитуды. Приложение позволяет проводить замеры белым шумом, розовым шумом (стандартным для акустических измерений) или синусоидальным сигналом. Результаты измерений можно распечатать или сохранить в ячейках памяти, а затем сравнить между собой. Последние версии софта имеют возможность определять импульсные характеристики звуковых сигналов.

Описание Arta Software.

Проверка измерительного тракта.

Запускаем Arta. Откроется окно, называемое окном импульсной характеристики (Impulse Response).

Стандартный темный интерфейс можно поменять 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.

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

Переходим в меню Setup – Analysis parameters

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 (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.

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.

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.

Слева внизу расположены четыре кнопки, – Mag, M+P, Ph и Gd. Они отвечает за отображение графиков соответственно АЧХ, АЧХ+ФЧХ, ФЧХ и ГВЗ. Справа на панели, в поле Smoothing, можно выбрать сглаживание графика. 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). Посленажатия откроется окно Copy to Clipboard.

В текстовом поле можно написать любые 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.

Для проведения акустических измерений возможно использовать одно или двухканальную схемы:

Рекомендуется 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. Откроется уже знакомое окно импульсной характеристики. Проверяем и при необходимости корректируем установки в меню Setup – Audio devices. С помощью генератора синусоидального сигнала 400 Hz, доступного через меню Setup – Calibrate devices, производим установку требуемого напряжения на выходе усилителя. Проверяем установки в меню Setup – Analysis parameters. Переходим в меню Record – Impulse response/Signal time record, 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, начнем с одноканального метода измерений. Какие действия необходимо произвести при двухканальных измерениях, — чуть позже.

Переходим на вкладку Periodic Noise меню Impulse response measurement и выполняем требуемые установки. Пример (29):

Теперь самое время рассказать более детально о главном недостатке одноканальных измерений – неопределенной опорной позиции курсора. С одной стороны никаких проблем – устанавливаем курсор перед импульсом, а маркер в максимум импульса и получаем задержку для расчета ФЧХ. Это так, но некорректная установка курсора резко проявляется на графике кумулятивного затухания спектра (Cumulative Spectral Decay). Вот как раз с помощью него мы и определим опорную позицию курсора. Насколько такой метод корректен, можно будет сделать вывод позже на основании результатов измерений двухканальным методом. Итак, смотрим на получившийся график импульсной характеристики (30).

Сейчас курсор установлен в позицию 0 ms (0 samples), так и оставляем. Маркер устанавливаем сразу после импульса. В примере он стоит на отметке 4.646 ms. Чтобы избежать присутствия в сигнале ранних отражений, не устанавливайте маркер слишком далеко. Оптимальное временное окно – 4…5 ms. Нажимаем кнопку с буквами CS на панели инструментов или выбираем в меню Analysis – Cumulative spectrum. Откроется окно Cumulative Spectrum Setup (31). Этот график сокращенно называют CSD (Cumulative Spectral Decay).

Галочка Log frequency axis отмечается, если требуется логарифмическая шкала частотного диапазона. Галочка Remove antialiasing range включает фильтрацию составляющих частотного диапазона в области Fs/2. dB range (10 – 70) и Maximum frequency (Hz) устанавливают соответственно отображаемый на экране динамический диапазон и верхнюю частоту. Поле Smoothing устанавливает сглаживание, а галочка Use FR compensation задействует компенсацию АЧХ, установленную в меню Setup – FR compensation (по понятным причинам я об этом меню не рассказывал). В правой части окна верхнее поле переключает тип анализа. При работе с импульсным откликом автоматически устанавливается тип Analyse as CSD using apodizing window. В поле FFT length (in samples) устанавливается количество сэмплов в блоке FFT. В случае если длина временного окна в сэмплах меньше FFT lenght/2, при запуске анализа программа выведет предупреждение. В поле FFT block shift (in samples) указывается длительность временной шкалы в сэмплах, а в поле Max. number of FFT blocks – количество блоков FFT, входящих во временную шкалу. В поле Apodizing window rise time (0.02-1 ms) указывается время открытия и закрытия окна анализа. Величина 0.2ms – это некоторый оптимум при анализе характеристик как в области низких, так и в области высоких частот. Производим установки и нажимаем OK.

Если наблюдается картина, подобная как на графике 32, необходимо увеличить временную шкалу (FFT block shift).

При использовании корректных настроек CSD, график должен выглядеть подобным образом (Fig 33).

Из графика видно наличие блоков FFT с одинаковым содержимым. Это следствие некорректной установки курсора в окне импульсной характеристики – позиция курсора находится слишком рано по отношению к импульсу. Если же установить курсор в такую позицию, которая «отсечет» полезные данные, в окне CSD будет происходить анализ самих резонансных процессов, без сигнала их порождающего. Отразится это и на графике АЧХ. Поскольку на графике Waterfall не слишком удобно выражена временная шкала, предлагаю переключиться на сонограмму – в поле Mode выбираем Sonogram — 34.

Здесь более наглядная временная шкала. Чтобы улучшить разрешение, отмечаем галочку Grid, а в настройках CSD станавим меньшую временную шкалу. Изменив настройки, выводим график — 35.

Видно, что спектр сигнала не содержит изменений до приблизительно 2.75 ms. Это и есть искомая позиция курсора. Закрываем окно. В окне импульсной характеристики устанавливаем курсор в позицию 2.75 ms (около этого значения), а маркер – в максимум импульса, получив тем самым значение задержки (36).

Здесь будет небольшое отступление по поводу максимума импульса. Как можно видеть выше, положение максимума импульса можно принять другим, если «развернуть» импульсную характеристику на 180 градусов. В таком случае максимум импульса окажется чуть дальше по времени. Это некорректная установка и она обязательно отразится на фазовой характеристике. Чтобы убедиться в том, что импульсная характеристика имеет «положительный» отклик, воспользуемся графиком переходной характеристики. Нажимаем на панели инструментов кнопку с надписью STEP, либо выбираем в меню Analysis – Step response. Откроется окно Step response (37).

Можно видеть, переходная характеристика имеет «положительный» фронт. Если же переходная характеристика имеет «отрицательный» фронт (38), то необходимо в окне импульсной характеристики изменить фазу импульсного отклика с помощью кнопки Inv, расположенной на панели инструментов (либо через меню Edit – Invert). Можно провести повторное измерение, изменив полярность подключения динамика, либо повторное измерение с установленной галочкой Invert phase of input channel в окне — Impulse response measurement.

Вернемся к окну импульсной характеристики. Установили курсор, маркер и получили значение задержки. Теперь устанавливаем с помощью маркера окно измерений (Gate) около 4…5 ms (39).

Открываем окно CSD, производим установки и получаем результат (40).

Убедиться в том, что график CSD отображается корректно, можно посмотрев график АЧХ (41).

Далее возвращаемся в окно импульсной характеристики. Установка курсора произведена, задержка рассчитана, теперь можно выбрать позицию маркера, определив тем самым окно измерений и нижнюю граничную частоту при анализе характеристик. Сейчас у меня произведено измерение в ближнем поле, поэтому я могу установить окно измерений длинным – около 50ms – и получить при анализе нижнюю граничную частоту 20Hz. Но когда производятся измерения в дальнем поле, либо помещение обладает неудовлетворительными акустическими свойствами, окно измерений желательно ограничивать еще до прихода первых отражений. Как их распознать в окне импульсной характеристики, показано на примере результата измерения ВЧ излучателя в дальнем поле (42).

На изображении 42 курсор установлен в позицию, которая отображает границу чистого импульсного отклика. После курсора следуют отражения – ранние и поздние. Ранние отражения очень хорошо видны как повторяющийся три раза импульс. Поздние отражения имеют существенно большую амплитуду, в редких случаях даже сравнимую с амплитудой главного импульсного отклика.

Итак, определяем окно измерений. Для примера установили на 56.594 ms (5433 сэмпла). Теперь можно переходить к анализу результатов измерений и их экспорту в формат, поддерживаемый CAD-системами. Импульсную характеристику можно сохранить в формате Arta (*.pir), либо экспортировать в текстовый формат. Для анализа доступны следующие графики: АЧХ, ФЧХ, ГВЗ, ПХ, график зависимости энергии импульса от времени, кумулятивное затухание спектра и график распада. Для графиков АЧХ, ФЧХ и ГВЗ есть дополнительные меню, позволяющие просмотреть графики без сглаживания и меню с возможностью построения графиков с использованием двух временнЫх окон.

Кнопка с буквами FR, расположенная на панели инструментов, открывает меню Smoothed frequency response (через меню – Analysis – Single-gated smoothed Frequency response/Spectrum) – (43).

Внизу слева расположены кнопки Mag, M+P, Ph и Gd. С помощью них открываются графики соответственно АЧХ, АЧХ+ФЧХ, ФЧХ и ГВЗ. Справа в поле Smoothing из списка выбирается характеристика сглаживания. Щелчок правой кнопкой мыши на графике открывает экранное меню, где можно установить динамический и частотный диапазоны измерений. В меню File – Export… возможен экспорт результатов измерений в текстовый формат. Меню Overlay управляет слоями с кривыми. Можно «закрепить» на графике кривую для построения комбинированного графика. Например, для сравнения АЧХ на главной оси и с отклонением от оси (44).

С помощью пункта меню Edit – Scale level производится нормализация кривых (на приведенном выше графике кривые сначала нормализованы на частоте 100Hz и только потом совмещены). Меню LF box diffraction служит для компенсации так называемого «баффла». Фазовая характеристика может быть отображена как минимальная фаза (Minimum phase), избыточная фаза (Excess phase) или измеренная фаза (галочки с минимальной и избыточной фазы сняты). Активирование пункта Unwrap Phase отключает на графике ФЧХ «переворот» фазы при достижении значения -180 или 180 градусов. ГВЗ может быть рассчитано из избыточной фазы (пункт Excess group delay активирован) или из измеренной фазы (Excess group delay не отмечен).

Графики АЧХ, ФЧХ и ГВЗ возможно вывести с использованием комбинированного метода с двумя временнЫми окнами (Analysis – Dual-gated smoothed frequency response или кнопка с буквами 2FR на панели инструментов). Для этого в меню Setup – Analysis parameters (5) в полях Gate1 и Gate2 необходимо указать длительность каждого окна. В поле Gate1 возможна установка значений из диапазона 5…60 ms, а в поле Gate2 – 70…300ms.

Меню Analysis – Unsmoothed DFT frequency response/Spectrum или нажатие кнопки DFT на панели инструментов позволяет просмотреть графики АЧХ, ФЧХ и ГВЗ без сглаживания (45).

График распада (в меню Analysis – Burst decay или на панели инструментов кнопка BD) выглядит похожим на график CSD. Отличие их заключается в методе анализа. Разработчики Arta Software рекомендуют анализировать оба графика. В общем, по графику кумулятивного спектра хорошо видно наличие резонансов, но именно ярко выраженные резонансы нагляднее отображаются на графике Burst Decay (46 и 47).

Для оценки нелинейных искажений динамика, можно провести измерение зависимости уровня нелинейных искажений от частоты (меню Analysis – Frequency response and distortions). Для этого сначала переходим в меню Setup – Analysis parameters и в поле FFT length выбираем значение 131072. В окне Impulse response measurement переходим на вкладку Sweep. Если задействован двухканальный метод измерений, отключаем его и устанавливаем галочку Center peak of impulse response. В поле Sequence length выбираем значение 128k. Запускаем процесс измерений. Для примера, ниже (48) показан график нелинейных искажений широкополосного динамика 4А28 при подводимой мощности 1 Вт (3.46 v и нагрузке 12 Ом).

График отображает не суммарный уровень искажений, но отдельно гармоники. Если требуется знать THD, придется самостоятельно перевести децибелы в проценты и вычислить коэффициент гармоник. Проделав эту процедуру мы получим следующие результаты. THD на частоте 100 Hz составляет 1.535 %, на частоте 1 kHz – 1.937 %, на 10 kHz – 2.147 %.

Теперь о двухканальных измерениях. Производим подключение оборудования по схеме (28). В меню Setup – Calibrate devices (Figure 4) производим установку напряжения на выходе усилителя, а в меню Record – Impulse response/Signal time record (Figure 6) на вкладке Periodic Noise устанавливаем уровни входных сигналов в диапазоне -20….-10dB. При двухканальных измерениях Arta может самостоятельно определять задержку для расчета фазы. Я пользуюсь автоматическим расчетом только в том случае, если в окне импульсной характеристики невозможно определить положение максимума импульса. Это бывает, когда измеряется НЧ динамик с подключенным ФНЧ. Определение задержки производится в другом окне Arta – Dual channel – frequency response. Чтобы переключиться к нему, в меню Mode необходимо выбрать Dual channel – frequency response или на панели инструментов нажать кнопку Fr2. Окно Impulse response сменится (49).

Далее переходим в меню Setup – Measurement (50).

В поле FFT size указываем размер блока FFT – 16384, в поле Sampling rate – частоту дискретизации. Отмечаем галочку Phase, а в поле Prefered input channel выбираем канал, к которому подключен микрофон. В поле Propagation delay обязательно устанавливаем значение 0. На панели инструментов в поле Gen устанавливаем значение PN pink и проводим измерение (51).

Фазовая характеристика, из-за отсутствия величины задержки, отображается с ошибкой. Автоматическое определение задержки производится через меню Record – Crosscorrelation/delay estimation (52).

В поле Delay (ms) отображается значение задержки. Чтобы использовать это значение, достаточно нажать кнопку Accept. Происходит возврат в окно Fr2, где в поле Delay(ms) автоматически заносится значение задержки. Проводим измерение повторно (53).

Теперь фазовая характеристика измерена корректно. Запоминаем в буфере обмена значение задержки, указанное в поле Delay(ms), и переходим в окно импульсной характеристики (кнопка Imp на панели инструментов или в меню Mode – Impulse response/Signal time record). При переключении программа предложит преобразовать результат измерений Fr2 в импульсную характеристику (54).

Можно согласиться, можно отказаться. Непринципиально, поскольку при конвертировании нарушается позиция, определенная как опорная для курсора при двухканальных измерениях. Поэтому измерение необходимо провести еще раз, но теперь уже через меню Record — Impulse response/Signal time record (Figure 6). Настраиваем поля для двухканального метода и проводим измерения. В окне импульсной характеристики опорная позиция курсора для двухканальных измерений определена точно — 300 сэмплов. Устанавливаем курсор в эту позицию, в поле Delay for phase estimation (ms) устанавливаем значение задержки, полученной при измерениях в Fr2. Осталось установить длину измерительного окна и можно приступать к анализу и экспорту (55).

Для сравнения, на графиках 56 и 57 представлены графики CSD при измерении соответственно одноканальным и двухканальным методами. На графике 58 синим цветом показана ФЧХ при измерении двухканальным методом, красным – при одноканальном методе. Разница явно небольшая.

Замечательная программа. Несущая в себе безграничные возможности для занятия всего вашего досуга.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

В интернете много статей на тему измерения параметров динамических головок в домашних условиях, но много и криков души: «ничего не получается». Попробую порассуждать на эту тему.
Уточнения и дополнения приветствуются.

LIMP Arta Software: измерение параметров Тиля-Смолла для начинающих

Содержание статьи / Table Of Contents

Это всего три параметра:
Fs — собственная резонансная частота динамика в открытом пространстве;
Qts — полная добротность динамика (определяет тип и объем акустического оформления);
Vas — эквивалентный объем (объем закрытого ящика, в котором резонансная частота динамика увеличится в 1,4 раза).

Странное дело – мастерам-акустикам это не надо, они способны из всего сделать конфету. Не надо это и мастерам-краснодеревщикам. Они сделают такой корпус, который своей красотой убедит всех в своем совершенстве. И производственникам это не надо — никто не будет на конвейере делать разные ящики или настраивать их.

Это надо простым самодельщикам. Динамики, особенно которые «Сделаны в СССР», обладают большим разбросом параметров, особенно с учетом года их производства и завода-производителя. Поэтому, даже точно повторив заводскую или любительскую конструкцию, можно получить совсем другой результат…
Итак, эти параметры нужны для того, чтобы рассчитать ящик, в котором АЧХ динамиков на низких частотах будет близка к расчетной. Они позволят правильно выбрать тип ящика: открытый, закрытый, фазоинвертор или какой-то еще. Это позволит избежать полной переделки ящика и поможет сэкономить массу сил и времени.

Эти параметры требуют компьютерные программы. Программы выдадут вам результат с точностью до десятого знака, вот только верными они будут для какого-то чужого динамика, если данные вы возьмете в справочнике или интернете. Надо еще отметить, что производители любят сильно приукрашивать параметры. Итак, если мы хотим получить ожидаемый результат, надо мерить!

Классическая методика 60-х годов, времен моей молодости, говорит: возьмите генератор, милливольтметр, резистор, карандаш и миллиметровку в зубы — и вперед. Измерение нескольких десятков точек отнимет уйму времени, построение кривой по ним — тоже. Повторять измерения 5-10 раз для уточнения результатов вы НЕ БУДЕТЕ, терпения не хватит. Так мерить можно, но НЕ НУЖНО! Почему? Это раньше были ламповые звуковые генераторы с выходным напряжением в сотню

Вольт

, милливольтметры валялись под ногами, …а компьютеров не было. Кроме того, динамики тех лет были высокочувствительными, линейными даже при очень малых мощностях сигнала.

Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.

После снятия и сохранения в шаблон (файл) результатов измерений динамика в свободном воздухе, его надо нагрузить. Для этого есть два способа.

Простой способ
Прикрепить груз. Груз должен быть таков, чтобы резонансная частота динамика с грузом была на 30…50% ниже, чем без груза. Рекомендации у всех разные, например, 10 Г на каждый дюйм диаметра. Масса груза зависит от массы диффузора, упругости подвеса и т. п. Лучше ориентироваться на понижение частоты резонанса.
Проблема в другом — что и как прикрепить. Материал должен прилипать к диффузору, и в то же время, легко сниматься, не оставляя следов. Обычный пластилин оставляет следы, поэтому рекомендуют «архитектурный пластилин» (я смотрел в ближайшем книжном магазине. Есть, 85 руб. за полкило). Еще советуют герлен. Груз должен быть поближе к звуковой катушке, плотно прилегать к динамику. Проблема в том, что его надо прижимать, давить на диффузор. Можно попробовать малярный или другой скотч, опробовав его на тыльной стороне.

Я воспользовался другим способом
Два магнита, к наружному прикрепил пластилин, взвесил оба магнита и добился нужного веса. Это позволило без проблем многократно ставить и удалять груз… на бумажные динамики. А вот с полипропиленовыми вышел конфуз. Полипропилен стал трескаться и в диффузоре образовались сплошные дыры (не отверстия), короче убил динамик и, соответственно, пару английских колонок. Правда, от старости, полипропилен стал очень хрупок и трескался даже от несильного нажатия, тем не менее, будьте осторожны, я предупредил!

Лучший способ

Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.

Напоминаю, что бесплатную программу и множество подробных инструкций на разных языках (кроме русского) с картинками, лучше всего скачать с сайта фирмы-производителя. Ограничения бесплатной версии касаются сохранения результатов (но через буфер обмена это можно сделать).

Страница загрузок с оф.сайта ARTA: программа и все мануалы (англ.)
Пара статей на русском для начального ознакомления с темой:

🎁arta-2.7z
105.73 Kb ⇣ 301

🎁arta-1.7z
2.48 Mb ⇣ 266

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

Источник

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

1. Ноутбук DellInspiron 1720 с операционной системой WindowsXPProfessionalx86 и установленным программным пакетом ArtaSoftware.

2. Звуковая карта E-MU 0404 USB.

3. Усилитель Denon PMA-500AE. Он подходит, поскольку имеет функцию обхода коррекции тембра, тонкомпенсации и баланса – Source Direct.

4. Вольтметр В7-38.

5. Магазин сопротивлений Р33.

6. Микрофон измерительный Nady CM 100.

7. Стойка для микрофона. В ее роли выступает стойка от фотоаппарата, обладающая функциями наклона, поворота и регулировки высоты.

8. «Референсный» резистор (Rref), необходимый при измерениях импеданса. Я использую ПЭВ-10 номиналом 10 Ом. Измеренное сопротивление составляет 9.85 Ом.

9. Два кабеля с делителями, защищающими вход звуковой карты от опасных для нее величин напряжения. Делители распаяны внутри TRS-джека.

10. Микрофонный кабель XLR и несколько кабелей для соединения входов/выходов звуковой карты и ее соединения с усилителем.

Для начала необходимо прочитать статью «Знакомство и проверка измерительного тракта с Arta Software»

Figure 27

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.

Переходим на вкладку Periodic Noise меню Impulse response measurement и выполняем требуемые установки. Я установил такие (Figure 29):

Figure 29

Figure30

Сейчас курсор установлен в позицию 0 ms (0 samples), так и оставляем. Маркер устанавливаем сразу после импульса. Я установил на отметке 4.646 ms. Чтобы избежать присутствия в сигнале ранних отражений, не устанавливайте маркер слишком далеко. Оптимальное временное окно – 4…5 ms. Нажимаем кнопку с буквами CS на панели инструментов или выбираем в меню Analysis – Cumulative spectrum. Откроется окно Cumulative Spectrum Setup (Figure 31). Этот график сокращенно называют CSD (Cumulative Spectral Decay).

Figure 31

Галочка Log frequency axis отмечается, если требуется логарифмическая шкала частотного диапазона. Галочка Remove antialiasing range включает фильтрацию составляющих частотного диапазона в области Fs/2. dB range (10 – 70) и Maximum frequency (Hz) устанавливают соответственно отображаемый на экране динамический диапазон и верхнюю частоту. Поле Smoothing устанавливает сглаживание, а галочка Use FR compensation задействует компенсацию АЧХ, установленную в меню Setup – FR compensation (по понятным причинам я об этом меню не рассказывал). В правой части окна верхнее поле переключает тип анализа. При работе с импульсным откликом автоматически устанавливается тип Analyse as CSD using apodizing window. В поле FFT length (in samples) устанавливается количество сэмплов в блоке FFT. В случае если длина временного окна в сэмплах меньше FFT lenght/2, при запуске анализа программа выведет предупреждение. В поле FFT block shift (in samples) указывается длительность временной шкалы в сэмплах, а в поле Max. number of FFT blocks – количество блоков FFT, входящих во временную шкалу. В поле Apodizing window rise time (0.02-1ms) указывается время открытия и закрытия окна анализа. Величина 0.2 ms – это некоторый оптимум при анализе характеристик как в области низких, так и в области высоких частот. Производим установки и нажимаем OK.

Если наблюдается картина, подобная изображенной на графике Figure 32, необходимо увеличить временную шкалу (FFT block shift).

Figure 31

Галочка Log frequency axis отмечается, если требуется логарифмическая шкала частотного диапазона. Галочка Remove antialiasing range включает фильтрацию составляющих частотного диапазона в области Fs/2. dB range (10 – 70) и Maximum frequency (Hz) устанавливают соответственно отображаемый на экране динамический диапазон и верхнюю частоту. Поле Smoothing устанавливает сглаживание, а галочка Use FR compensation задействует компенсацию АЧХ, установленную в меню Setup – FR compensation (по понятным причинам я об этом меню не рассказывал). В правой части окна верхнее поле переключает тип анализа. При работе с импульсным откликом автоматически устанавливается тип Analyse as CSD using apodizing window. В поле FFT length (in samples) устанавливается количество сэмплов в блоке FFT. В случае если длина временного окна в сэмплах меньше FFT lenght/2, при запуске анализа программа выведет предупреждение. В поле FFT block shift (in samples) указывается длительность временной шкалы в сэмплах, а в поле Max. number of FFT blocks – количество блоков FFT, входящих во временную шкалу. В поле Apodizing window rise time (0.02-1ms) указывается время открытия и закрытия окна анализа. Величина 0.2 ms – это некоторый оптимум при анализе характеристик как в области низких, так и в области высоких частот. Производим установки и нажимаем OK.

Figure 32

При использовании корректных настроек CSD, график должен выглядеть подобным образом (Figure 33).

Figure 33

По графику видно наличие блоков FFT с одинаковым содержимым. Это следствие некорректной установки курсора в окне импульсной характеристики – позиция курсора находится слишком рано по отношению к импульсу. Если же установить курсор в такую позицию, которая «отсечет» полезные данные, в окне CSD будет происходить анализ самих резонансных процессов, без сигнала их порождающего. Отразится это и на графике АЧХ. Поскольку на графике Waterfall не слишком удобно выражена временная шкала, предлагаю переключиться на сонограмму – в поле Mode выбираем Sonogram (Figure 34).

Figure 33

Figure 34

Здесь более наглядная временная шкала. Чтобы улучшить разрешение, я отмечаю галочку Grid, а в настройках CSD устанавливаю меньшую временную шкалу. Изменили настройки, выводим график (Figure 35).

Figure 35

В окне импульсной характеристики устанавливаем курсор в позицию 2.74 ms (около этого значения), а маркер – в максимум импульса, получив тем самым значение задержки (Figure 36).

Figure 35

Figure 36

Здесь я сделаю небольшое отступление по поводу максимума импульса. Как можно видеть выше, положение максимума импульса можно принять другим, если «развернуть» импульсную характеристику на 180 градусов. В таком случае максимум импульса окажется чуть дальше по времени. Это некорректная установка и она обязательно отразится на фазовой характеристике. Чтобы убедиться в том, что импульсная характеристика имеет «положительный» отклик, воспользуемся графиком переходной характеристики. Нажимаем на панели инструментов кнопку с надписью STEP, либо выбираем в меню Analysis – Step response. Откроется окно Step response (Figure 37).

Figure 37

Как можно видеть, переходная характеристика имеет «положительный» фронт. Если же переходная характеристика имеет «отрицательный» фронт (Figure 38), то необходимо в окне импульсной характеристики изменить фазу импульсного отклика с помощью кнопки Inv, расположенной на панели инструментов (либо через меню Edit – Invert). Можно провести повторное измерение, изменив полярность подключения динамика, либо повторное измерение с установленной галочкой Invert phase of input channel в окне Impulse response measurement.

Figure 37

Как можно видеть, переходная характеристика имеет «положительный» фронт. Если же переходная характеристика имеет «отрицательный» фронт (Figure 38), то необходимо в окне импульсной характеристики изменить фазу импульсного отклика с помощью кнопки Inv, расположенной на панели инструментов (либо через меню Edit – Invert). Можно провести повторное измерение, изменив полярность подключения динамика, либо повторное измерение с установленной галочкой Invert phase of input channel в окне Impulse response measurement.

Figure 38

Figure 39

Открываем окно CSD, производим установки и смотрим результат (Figure 40).

Figure 39

Открываем окно CSD, производим установки и смотрим результат (Figure 40).

Figure40

Убедиться в том, что график CSD отображается корректно, можно посмотрев график АЧХ (Figure 41).

Figure41

Возвращаемся в окно импульсной характеристики. Установка курсора произведена, задержка рассчитана, теперь можно выбрать позицию маркера, определив тем самым окно измерений и нижнюю граничную частоту при анализе характеристик. Сейчас у меня произведено измерение в ближнем поле, поэтому я могу установить окно измерений длинным – около 50 ms – и получить при анализе нижнюю граничную частоту 20 Hz. Но когда производятся измерения в дальнем поле, либо помещение обладает неудовлетворительными акустическими свойствами, окно измерений желательно ограничивать еще до прихода первых отражений. Как их распознать в окне импульсной характеристики, я покажу на примере результата измерения ВЧ излучателя в дальнем поле (Figure 42).

Figure41

Возвращаемся в окно импульсной характеристики. Установка курсора произведена, задержка рассчитана, теперь можно выбрать позицию маркера, определив тем самым окно измерений и нижнюю граничную частоту при анализе характеристик. Сейчас у меня произведено измерение в ближнем поле, поэтому я могу установить окно измерений длинным – около 50 ms – и получить при анализе нижнюю граничную частоту 20 Hz. Но когда производятся измерения в дальнем поле, либо помещение обладает неудовлетворительными акустическими свойствами, окно измерений желательно ограничивать еще до прихода первых отражений. Как их распознать в окне импульсной характеристики, я покажу на примере результата измерения ВЧ излучателя в дальнем поле (Figure 42).

Figure 42

На изображении Figure 42 курсор установлен в позицию, которая отображает границу чистого импульсного отклика. После курсора следуют отражения – ранние и поздние. Ранние отражения очень хорошо видны как повторяющийся три раза импульс. Поздние отражения имеют существенно большую амплитуду, в редких случаях даже сравнимую с амплитудой главного импульсного отклика.

Кнопка с буквами FR, расположенная на панели инструментов, открывает меню Smoothed frequency response (черезменю – Analysis – Single-gated smoothed Frequency response/Spectrum) – Figure 43.

Figure 43

Внизу слева расположены кнопки Mag, M+P, Ph и Gd. С помощью них открываются графики соответственно АЧХ, АЧХ+ФЧХ, ФЧХ и ГВЗ. Справа в поле Smoothing из списка выбирается характеристика сглаживания. Щелчок правой кнопкой мыши на графике открывает экранное меню, где можно установить динамический и частотный диапазоны измерений. В меню File – Export… возможен экспорт результатов измерений в текстовый формат. Меню Overlay управляет слоями с кривыми. Можно «закрепить» на графике кривую для построения комбинированного графика. Например, для сравнения АЧХ на главной оси и с отклонением от оси (Figure 44).

Figure 43

Внизу слева расположены кнопки Mag, M+P, Ph и Gd. С помощью них открываются графики соответственно АЧХ, АЧХ+ФЧХ, ФЧХ и ГВЗ. Справа в поле Smoothing из списка выбирается характеристика сглаживания. Щелчок правой кнопкой мыши на графике открывает экранное меню, где можно установить динамический и частотный диапазоны измерений. В меню File – Export… возможен экспорт результатов измерений в текстовый формат. Меню Overlay управляет слоями с кривыми. Можно «закрепить» на графике кривую для построения комбинированного графика. Например, для сравнения АЧХ на главной оси и с отклонением от оси (Figure 44).

Figure 44

С помощью пункта меню Edit – Scale level производится нормализация кривых (на приведенном выше графике кривые сначала нормализованы на частоте 100 Hz и только потом совмещены). Меню LF box diffraction служит для компенсации так называемого «баффла». Фазовая характеристика может быть отображена как минимальная фаза (Minimum phase), избыточная фаза (Excess phase) или измеренная фаза (галочки с минимальной и избыточной фазы сняты). Активирование пункта Unwrap Phase отключает на графике ФЧХ «переворот» фазы при достижении значения -180 или 180 градусов. ГВЗ может быть рассчитано из избыточной фазы (пункт Excess group delay активирован) или из измеренной фазы (Excess group delay не отмечен).

Графики АЧХ, ФЧХ и ГВЗ возможно вывести с использованием комбинированного метода с двумя временнЫми окнами (Analysis – Dual-gated smoothed frequency response или кнопка с буквами 2FR на панели инструментов). Для этого в меню Setup – Analysis parameters (Figure 5) в полях Gate1 и Gate2 необходимо указать длительность каждого окна. В поле Gate1 возможна установка значений из диапазона 5…60 ms, а в поле Gate2 – 70…300 ms.

Меню Analysis – Unsmoothed DFT frequency response/Spectrum или нажатие кнопки с буквами DFT на панели инструментов позволяет просмотреть графики АЧХ, ФЧХ и ГВЗ без сглаживания (Figure 45).

Figure 45

График распада (в меню Analysis – Burst decay или на панели инструментов кнопка BD) выглядит очень похожим на график CSD. Отличие их заключается в методе анализа. Разработчики Arta Software рекомендуют анализировать оба графика. В общем-то, по графику кумулятивного спектра хорошо видно наличие резонансов, но именно ярко выраженные резонансы нагляднее отображаются на графике Burst Decay (Figure 46 и Figure 47).

Figure 45

Figure 46

Figure 47

Для оценки нелинейных искажений динамика, можно провести измерение зависимости уровня нелинейных искажений от частоты (меню Analysis – Frequency response and distortions). Для этого сначала переходим в меню Setup – Analysis parameters и в поле FFT length выбираем значение 131072. В окне Impulse response measurement переходим на вкладку Sweep. Если задействован двухканальный метод измерений, отключаем его и устанавливаем галочку Center peak of impulse response. В поле Sequence length выбираем значение 128k. Запускаем процесс измерений. Для примера, ниже (Figure 48) показан график нелинейных искажений широкополосного динамика 4А28 при подводимой мощности 1 Вт (3.464 v при нагрузке 12 Ом).

Figure 47

Для оценки нелинейных искажений динамика, можно провести измерение зависимости уровня нелинейных искажений от частоты (меню Analysis – Frequency response and distortions). Для этого сначала переходим в меню Setup – Analysis parameters и в поле FFT length выбираем значение 131072. В окне Impulse response measurement переходим на вкладку Sweep. Если задействован двухканальный метод измерений, отключаем его и устанавливаем галочку Center peak of impulse response. В поле Sequence length выбираем значение 128k. Запускаем процесс измерений. Для примера, ниже (Figure 48) показан график нелинейных искажений широкополосного динамика 4А28 при подводимой мощности 1 Вт (3.464 v при нагрузке 12 Ом).

Figure48

Теперь о двухканальных измерениях. Производим подключение оборудования по схеме Figure 28. В меню Setup – Calibrate devices (Figure 4) производим установку напряжения на выходе усилителя, а в меню Record – Impulse response/Signal time record (Figure 6) на вкладке Periodic Noise устанавливаем уровни входных сигналов в диапазоне -20…-10 dB. При двухканальных измерениях Arta может самостоятельно определять задержку для расчета фазы. Я пользуюсь автоматическим расчетом только в том случае, если в окне импульсной характеристики невозможно определить положение максимума импульса. Это бывает, когда измеряется НЧ динамик с подключенным ФНЧ. Определение задержки производится в другом окне Arta – Dual channel – frequency response. Чтобы переключиться к нему, в меню Mode необходимо выбрать Dual channel – frequency response или на панели инструментов нажать кнопку с буквами Fr2. Окно Impulse response сменится (Figure 49).

Figure 49

Переходим в меню Setup – Measurement (Figure 50).

Figure 49

Переходим в меню Setup – Measurement (Figure 50).

Figure50

На панели инструментов в поле Gen устанавливаем значение PN pink и проводим измерение (Figure 51).

Figure51

Figure52

В поле Delay(ms) отображается значение задержки. Чтобы использовать это значение, достаточно нажать кнопку Accept. Происходит возврат в окно Fr2, где в поле Delay (ms) автоматически заносится значение задержки. Проводим измерение повторно (Figure 53).

Figure53

Теперь фазовая характеристика измерена корректно. Запоминаем в буфере обмена значение задержки, указанное в поле Delay(ms), и переходим в окно импульсной характеристики (кнопка Imp на панели инструментов или в меню Mode – Impulse response/Signal time record). При переключении программа предложит преобразовать результат измерений Fr2 в импульсную характеристику (Figure 54).

Figure53

Теперь фазовая характеристика измерена корректно. Запоминаем в буфере обмена значение задержки, указанное в поле Delay(ms), и переходим в окно импульсной характеристики (кнопка Imp на панели инструментов или в меню Mode – Impulse response/Signal time record). При переключении программа предложит преобразовать результат измерений Fr2 в импульсную характеристику (Figure 54).

Figure54

Можно согласиться, можно отказаться. Это непринципиально, поскольку при конвертировании нарушается позиция, определенная как опорная для курсора при двухканальных измерениях. Поэтому измерение необходимо провести еще раз, но теперь уже через меню Record – Impulse response/Signal time record (Figure 6). Настраиваем поля для двухканального метода и проводим измерения. В окне импульсной характеристики опорная позиция курсора для двухканальных измерений определена точно – 300 сэмплов. Устанавливаем курсор в эту позицию, в поле Delay for phase estimation (ms) устанавливаем значение задержки, полученной при измерениях в Fr2. Осталось установить длину измерительного окна и можно приступать к анализу и экспорту (Figure 55).

Figure55

Figure56

Figure 57

Figure58

Источник

LDS

Официальный сайт: artalabs.hr
Подробно программа описана здесь:

Знакомство и проверка измерительного тракта с Arta Software | ldsound.info

ldsound.ru

Конкретно по измерениям АЧХ:

Акустические измерения с помощью Arta Software | ldsound.info

ldsound.ru

Так как программа позволяет делать измерения параметров ТС, здесь будем обсуждать только вопросы в плане измерений АЧХ.

ARTA-user-manual.pdf

3.9 MB

· Просмотры: 968

LDS

У меня следующая схема: микрофон — микрофонный усилитель — линейный вход ПК.
Между микрофоном и микрофонным усилителем кабель длинной 4 м. Грешили когда-то на помехи в измерениях именно на него. Сам кабель хороший. После микрофонного усилителя до линейного входа ПК — 1 м кабеля.
Насколько критично использование такого длинного кабеля?

22E2A40C-B40E2779
1725DEC8-2A1B1F76
37452857-64700507
1D5B841A-CF1E6E74
633DD604-72AC0566
70ADD382-20316773
24193599-8DD60628
730DE252-B2995309
1485B081-E1C0984A
5506EFAD-51CCAC98

Последнее редактирование: 1 Май 2021

Andreez

На мой взгляд — не должно быть критично.
Ну будет повыше уровень шумов.
Для нас не должно быть критично.
Если провод нормальный(экранированный)
У меня был около 4 метров микрофонный, потом укоротил до 2. Разницы не заметил.
Если сомневаетесь — ну перенесите усь поближе к микрофону.

LDS

На мой взгляд — не должно быть критично.
Ну будет повыше уровень шумов.
Для нас не должно быть критично.
Если провод нормальный(экранированный)
У меня был около 4 метров микрофонный, потом укоротил до 2. Разницы не заметил.
Если сомневаетесь — ну перенесите усь поближе к микрофону.

У товарища усилитель сразу возле микрофона и крона на питание.

Но у меня схема от 12 В питается. Ладно пусть будет как было, не буду переделывать.

Между микрофоном и микрофонным усилителем кабель длинной 4 м. Грешили когда-то на помехи в измерениях именно на него. После микрофонного усилителя до линейного входа ПК — 1 м кабеля.
Насколько критично использование такого длинного кабеля?

Не нравится мне это. Дело в том, что сигнал от микрофона обычно единицы милливольт. Может быть значительно меньше или больше.
Выходное сопротивление электретного капсюля относительно большое, точно не 200 Ом. Сам кабель аж 4 метра — это антенна, которая ловит все подряд, в том числе 50 Гц. Много зависит от входного сопротивления микрофонного усилителя, боюсь, что оно не слишком мало. Вероятно, может даже быть завал на ВЧ из-за ёмкости длинного кабеля и входного сопротивления усилителя. Всё это гадательно т. к. точных данных нет, но проблемы вероятны.
Поэтому надёжнее и правильнее — короткое расстояние (от единиц до (с потолка) сантиметров 20-ти при этом кабель экранированный или хотя бы витая пара) до входа микрофонного усилителя.
Питание микрофонного усилителя ОЧЕНЬ рекомендую от «Кроны» — это обеспечит полную развязку по питанию, всякие земляные петли и т. д. «Крона» будет работать годами, вернее до времени саморазряда т. к. потребление тока около 10 мА (грубо).
Выход микрофонного усилителя на ОУ обычно низкоомный — сотни Ом да и то из-за добавочного резистора (хотя он особо и не нужен). Сигнал усилен в десятки раз, поэтому до входа зв. карты годится плохонький и тоненький провод в экране и тут уже можно 4 метра.
Можно провести эксперимент — сделать измерение с кабелем 4 метра и запомнить его (overlay), затем взять кабель 0,5 м измерить и сравнить. Разницы можно и не увидеть, зато сомнения исчезнут.

Andreez

У меня сейчас микрофонный усь в одном корпусе с усилителем мощности, с общим питанием.
Вот пожалуй сделаю как Гуру советуют — моноблок с микрофоном от кроны, и сравню.

По поводу микрофонного усилителя.
Не сомневаюсь, что все варианты схем А.Б. работоспособны и проверены.
Но.
Все схемы на одном транзисторе будут работать кривовато, на двух — возможно. Схема на обычном сдвоенном ОУ в корпусе minidip 8 выводов будет работать линейнее, а питание микрофона будет стабильным.
На большинстве схем при включении на вход зв. карты будет подан импульс 12 В. Не думаю, что это повредит вход, но в институте нас учили избегать таких ситуаций.
Скорее всего линейности хватит и у одного транзистора, но в чем смысл экономии? Микросхемы TL072, TL082 стоят несколько рублей, не дефицитны и лучше работают при низком напряжении питания (разряженная «Крона») чем одиночный К544УД2.
Питать мик. ус-ль лучше от отдельной «Кроны» — её легко разместить около микрофонного усилителя, не надо тянуть лишние провода питания. на корню исключаются всякие проблемы с «земляными петлями».

Юрий

Микрофонный ус на tl082 подключен к Arta через ус на к174ун14.
Провел измерения 2-х украинских писчалок Philips с 1м на полу (зеленые линии) и на подушке (коричневые). Смотрю на эти графики и не пойму какой из них лучше на полу или на подушке, чтобы использовать на других измерениях.
Потом для сравнения замерил 3ГД31 и я в шоке — графики на верхних почти совпадают, а в жизни Philips намного прозрачней звучат. На графике 3Гд31 черным Philips коричневым.

я в шоке — графики на верхних почти совпадают, а в жизни Philips намного прозрачней звучат

Значит Ворчун Бокарёв оказался прав. Эти динамики Филипс — хорошие. Ещё одно подтверждение.

Микрофонный ус на tl082 подключен к Arta через ус на к174ун14.

Я рад, что этот вариант «дёшево и сердито» заработал. Это неприхотливая рабочая лошадка. По мере освоения может прийти желание купить скакуна порезвее, но торопиться не надо.
Несколько моих ворчалок по поводу измерений.
1) Я писал, что левая граница измерительного окна может быть перед импульсом, но не настолько же. Лучше ставить её поближе к импульсу.
2) Для лучшей оценки и «смотрибельности» просьба делать усреднение в соответствии со слухом — 1/3 октавы. А диапазон по вертикали 70…80 дБ.
Помехи отсеятся, а общий вид АЧХ будет значительно нагляднее.
Если приводить 1/9…1/24 октавы, то только дополнительно к 1/3.
3) Осторожнее приводить кучу линий на одном графике (я этим тоже грешу) — трудно оценить. Кстати, в программе есть возможность сдвига по вертикали.
4) С интересом посмотрю на одном экране измерения 3ГД-31 и Филипса с учетом моих просьб выше.

не пойму какой из них лучше на полу или на подушке, чтобы использовать на других измерениях.

Не годятся оба варианта. Для этого надо измерять на картонке примерно 30 см (грубо соответствует ширине колонок) и не впритык к полу и подушке.
Сохранять надо в формате PIR — потом пригодится.

LDS

Микрофонный ус на tl082 подключен к Arta через ус на к174ун14.
Провел измерения 2-х украинских писчалок Philips с 1м на полу (зеленые линии) и на подушке (коричневые). Смотрю на эти графики и не пойму какой из них лучше на полу или на подушке, чтобы использовать на других измерениях.
Потом для сравнения замерил 3ГД31 и я в шоке — графики на верхних почти совпадают, а в жизни Philips намного прозрачней звучат. На графике 3Гд31 черным Philips коричневым.Посмотреть вложение 7547Посмотреть вложение 7548

Я бы 1 маркер подвел ближе на 6 мс, на втором импульсе на 3 мс. И окно вторым маркером сделал бы не менее 5 мс. Питание желательно от батарее, не от сети.

Юрий

Повторил измерения согласно предложений гуру.
Дины в картонном щите, курсор в начало импульса, Gate ->500

Добавил замер ранее доработанных на слух Pioner SC434, результат ввел в ступор, ожидал какой-нибудь гадости, но не настолько, прав был АБ: на слух это Ж, и что теперь с этим делать?

Выбрасывать не буду, а хотел только найти и исправить гнусавость на некоторых треках, за что не терпел 15ГД11.
Вот еще не понятно, что за дуга от 20 до 200Гц, на свистках как-то считал само собой разумеется, а на АС не понятно, может я опять где-то начудил.
Вопрос к KSV: на усе слышен фон, БП трансформаторный мост+7812+1000Мк+470Мк, Вы постом выше писали включить к емкости малый резистор — подробнее, пожалуйста, не понял как.

Потом отвечу — голова болит.

курсор в начало импульса, Gate ->500

Ширина окна подбирается по потребности. Ниже частота — шире окно. По мусору после остального импульса — мусор по возможности вырезать.

что за дуга от 20 до 200Гц, на свистках как-то считал само собой разумеется, а на АС не понятно, может я опять где-то начудил.

Что в описании программы написано про жёлтую полоску внизу?
Эту область можно удалить чтобы глаза не мозолила с помощью ПКМ.
Вообще-то я считаю, что частоту выбрасывания результата по желтой полоске надо увеличивать в 2…3 раза.
Ну и здравый смысл в помощь — не может быть у пищалки таких прекрасных басов.
А в целом на графики уже приятно смотреть (лично мне).
По поводу 3ГД-31.
Сейчас не найду очень старых измерений, может их уже нет. Но вероятно, что это типичный брак динамиков или нарушение центровки что бывает сплошь и рядом.
Поскольку 3ГД-31 всё равно на выброс, можно попробовать расклеить и отцентровать. Убрать из зазора мусор и окислы.
Ну чисто из спортивного интереса.
Грыжа на 1 кГц останется, но ВЧ должны подровняться.
Вот один из старых снимков для себя. Грыжа на 11…12 кГц — ошибка файла калибровки. Игнорировать.

3ГД-31_2 две переделки.jpg

Сглаживание 1/12 октавы! И диапазон всего 50 дБ. Здесь видно, что переделка по журналу «Радио» — лажа. Я сделал это из спортивного интереса, советовать не буду — это трудоёмко.
Вот результат усилий (файл калибровки подправлен).

3гд31-3.png

Да, резонанс понизил примерно до 500 Гц, сделал ПАС, пропитку.
АЧХ разительно отличается от исходной. Надеюсь, выжал из динамика что можно, но всё равно звучит посредственно, хотя куда лучше, чем было изначально. Проще купить другой новый динамик.

ожидал какой-нибудь гадости, но не настолько, прав был АБ: на слух это Ж, и что теперь с этим делать?

Это микрофон виноват. Нечего им пользоваться. Многия знания — многия печали.
Чем хорош микрофон. Слушаешь — слышишь что-то не то, а что именно понять не можешь. Включаешь микрофон и видишь что именно не то. Лучше убедить себя, что так и надо, всё хорошо.
Что делать? Рискну предположить, что надо менять на какой-нибудь Визатон TW-70. Это вопрос к Бокарёву.

LDS

У меня были такие проблемы, горб на ВЧ динамике в диапазоне 20-200 Гц. Сменил питание усилителя на крону вместо сетевого и все ок. Так же попробуйте с регулировкой уровня сигнала.

Юрий

У меня были такие проблемы, горб на ВЧ динамике в диапазоне 20-200 Гц. Сменил питание усилителя на крону вместо сетевого и все ок. Так же попробуйте с регулировкой уровня сигнала.

У меня тоже питание от ноут.аккум померял напряжение = 7.5V, подзаряжу.
Пробовали ли МКЭ-3, он впишется в существующую схему или надо что-то дополнит лепить. На одном форуме выкладывали запись с этого микр. — глуховато.
Есть вариант взять попробовать на время микрофон за $20, применяется в магазине для озвучки обьявлений.
Поделитесь мнением.

Вопрос : на усе слышен фон, БП трансформаторный мост+7812+1000Мк+470Мк, Вы постом выше писали включить к емкости малый резистор — подробнее, пожалуйста, не понял как.

Голова и сегодня болит, поэтому сумбурно.
Помнится про резистор малого сопротивления я писал только для БП усилителя JLHood1969. При постоянном токе в амперы использовать стабилизатор расточительно — слишком много тепла, а C-R-C фильтр, хоть и примитивный, работает и понижает пульсации до приемлемого уровня.
Здесь совсем иная ситуация — ток единицы мА. Для этого лучше всего именно батарея типа «Крона». Она на 9 В и пульсаций 50/100 Гц от неё вообще нет. Хватит её на год. Надо запитать ОУ с рабочим напряжением от +-3 В = 6 В и выше. «Крона» — самый раз. Малогабаритна, легка, короткие провода.
Дёшево и сердито. Есть схемы усилителей на нескольких ОУ с питанием +-15 В. Поскольку усиленный сигнал менее 1 В, смысла в таких усилителях нет, а чтобы запитать их нужен или сетевой трансформатор или «Кроны» но уже 4 шт. Неудобно это.
Поэтому оптимальна схема Феникса + «Крона». Это ведь просто и провода тянуть не надо. Я собирал всё в коробочке от электронного балласта для питания галогенок.

У меня тоже питание от ноут.аккум померял напряжение = 7.5V, подзаряжу.
Пробовали ли МКЭ-3, он впишется в существующую схему или надо что-то дополнит лепить. На одном форуме выкладывали запись с этого микр. — глуховато.
Есть вариант взять попробовать на время микрофон за $20, применяется в магазине для озвучки обьявлений.

Зачем тянуть длинные провода? Не знаю — есть ли помехи по питанию на батарее ноута, они возможны, в питании десктопа по +12 свист и мусор. Лучше всего «Крона» — только что написал выше.
Думаю, МКЭ-3 впишется, но зачем? Китайских капсюлей полно, стоят они копейки. Да, они разные, но обычно с типовой кривизной про которую я уже не раз писал — плавный горб на 5 кГц в 5…6 дБ, крутой спад выше 10 кГц. Поначалу можно учитывать это «в уме».
Диаметр капсюля советую 9 или 10 мм. Очень удобно купить дешевый компьютерный микрофон на подставке с жесткой ножкой на шарнире. Там внутри нужный капсюль. В этом случае не нужно изобретать держатель капсюля, есть экранированный длинный кабель. Разрезать его, короткую часть завести в усилитель с батарейкой, а оставшуюся длинную с хорошим разъемом 3,5 мм пустить в гнездо звуковой карты. «Ногу» держателя с микрофоном приспособить к корпусу микрофонного усилителя.
На данном этапе не вижу смысла в микрофонах за $20.
Потренироваться в измерениях добиваться правдивых результатах.
Это не страшно, но надо исправить «детские болезни» — типичные ошибки. Настройки программы, почти все, по умолчанию.
Данный микрофон + усилитель будут работать в любой программе, не только в ARTA. Я пробовал разные, но вернулся к ней из-за простоты, удобства и достаточности функционала.
Тот же Троэлс не стесняется пользоваться ей, приводить измерения, хотя он бы легко мог пользоваться более профессиональными программами. Парадокс, но это было бы хуже т. к. результаты для простых пользователей, как мы, были бы непривычны и менее понятны.

рабочая схема, паяется на куске макетки, Крона туда же примотана. Электрет парой жестких проводков припаян к плате, плата через гнездо RCA связана с гибким кабелем к измерилке.

Схема Феникса на сдвоенном ОУ типа TL082 лучше,точнее и, что немаловажно, для неё есть проверенный рисунок для ЛУТ. В этом случае даже ошибки исключены и монтаж не на соплях надежнее.
Противникам ЛУТ предпочитающим делать пауков на огрызках монтажных плат, данный вариант будет лучше — он несколько проще.
Думаю, неизрасходованные запасы 544УД2 имеются у старых радиолюбителей, которые не знают куда их девать, а сегодня проще и дешевле найти или купить что-то типа TL072 — у тех же китайцев заказать десяток про запас как расходный материал.
Кроме того, я постоянно подчеркиваю — нужен ОУ гарантированно (по datasheet) работающий от +-3 В т. е. от +6 В.
Работа практически всех советских ОУ при таком питании не гарантируется. Например, резко, на порядки, растут искажения при работе на относительно низкоомную (вх. зв. карты) нагрузку.
Неизвестно какую подлянку они могут выкинуть, так стоит ли их здесь применять?

Если речь зашла о усилителях с низковольтным однополярным питанием… В одном, экстренном случае нужно было организовать чувствительную прослушку большого помещения, проводную. В командировке, в деревне, на сахарном заводе, где мы свою автоматику монтировали. Под руку попался китайский говноприемник, рассыпающийся в руках, моток тонкого коаксиального ТВ кабеля и разбитая мобила, из которой позаимствовал акумулятор и микрофон. Главное — из приемника вынул lm386, собрал схему на коленке, и она отлично справилась с задачей — отловить желающих поживиться медными кабелями. Это я всё к тому, что lm386 отлично работала от 3,6В, на низкоомную нагрузку (наушники), слабое место — повышенный уровень собственных шумов. Усиление у неё 26-46дБ, продается дешевле спичек.

вынул lm386 и она отлично справилась с задачей

Можно-то можно, но вот нужно ли в данном случае?
Попытка сэкономить на спичках, чтобы работать над недешёвыми проектами должна выйти боком.
Схема Феникса взята не с потолка и детали не с помойки.
Она расчитана и спроектирована под данную конкретную задачу.
Про это много написано на вегалабе. Хоть кто-нибудь здесь взял труд найти и прочитать??!
Можно взять и один транзистор, и работать это будет.
Но Бокарёв, предлагающий этот вариант (понимаю почему и для кого и принципиально против ничего не имею), сам работает даже не с электретным, а конденсаторным микрофоном и с усилителем не «один транзистор, два резистор».
Вижу не в коня корм, поэтому не буду никого уговаривать.
Набивайте шишки сами, делайте трансформаторные блоки питания для нагрузки 3 мА, ставьте неэкранированные провода.
Вот отсюда и растут ноги у кривых замеров, дезинформирующих читателей. Только не спрашивайте «почему у меня так получается».
Желаю успехов!

Вот и зря Вы так. Очень внимательно читаю Ваши примеры. Не хотелось спорить по поводу стремления к идеалу, но понятия «необходимо» и «достаточно» не отменял никто пока Микруха с КНИ 0.2% и полосой в 300 КГц что может плохого сильно привнести в домашние приблизительные замеры? Давно ничего не мерял, до этого сначала использовал инструментальный микрофон Rode с внешней картой (у друга — бывшего коллеги с радио брал), потом арендовал у музыкантов USBшный UMIC. И каждый раз убеждался, что корявые непонятные результаты, выбивающиеся из общей картины — это следствие «домашней работы», в абсолютно неприспособленном месте, когда АС стоит в кресле или на табурете, а кругом полно фоновых шумов и переотражений звука. Думаю, с микрофонами и усилителями попроще косяков не убавится и не прибавится — больше комната/руки мешают. Себе сейчас коробочку собираю, в качестве капсуля взял кучу разных электретников китайских, буду пробовать. У китайцев-же заказал микрофонный усилитель на двух транзисторах — тонкая длинная плата, тоньше капсуля (в качестве первых каскадов), если будет шуметь очень — попробую менять триоды/режимы. Отдал другу модель для печати насадки на капсуль на 3D принтере — будет отпуск, буду экспериментировать. А Вам спасибо за подробное изложение и пояснение тонкостей работы с этим софтом. Сам пока пользуюсь «рыгаловкой»

Юрий

Поэтому оптимальна схема Феникса + «Крона». Это ведь просто и провода тянуть не надо. Я собирал всё в коробочке от электронного балласта для питания галогенок.

У меня на микр. Ус. питание от 2 х аккумуляторов от ноута, схеме собрана на макеетке

а дальше ус с трансформаторным БП, вот он ифонит немношо, не знаю как это отражается на замерах. Может от него пляска АЧХ?

У меня на микр. Ус. питание от 2 х аккумуляторов от ноута, схеме собрана на макеетке
а дальше ус с трансформаторным БП, вот он ифонит немношо, не знаю как это отражается на замерах. Может от него пляска АЧХ?

Ну не обижайтесь, Юрий, буду критиковать. И не столько из вредности, сколько с благими целями.
1) Микрофон со стойкой взят правильный и тут же его достоинства уничтожены непонятно ради чего. Держатель был тонкий и длинный — то что надо. Зачем из него надо было делать обрубок?
2) Хуже всего — сзади рядом большой отражатель в виде коробки. Стараешься АС поднять на табуреточку и микрофон на штатив, чтобы подальше от пола и стен. А тут рукодельная стена, да еще очень близко, да под прямым углом , здрасьте отражения, которые не отечешь шириной измерительного окна.
Лучше было оставить микрофон на штатной подставке, за подставкой хвост см. этак 30 и сзади МАЛЕНЬКАЯ коробочка или коробочка под опорой держателя микрофона. Это как вариант.
А у вас получился сознательный поиск проблем. Тут у любой идеальный микрофон будет врать, так зачем его искать?
3) Не нужны, как я уже писал, для микрофонного усилителя 18650 с током разрядки в амперы. Относительно большие и тяжелые.Зачем??!
4) Если УНЧ питается от сети 220 В, тожелателен стабилизатор, или вот тут и пригодятся 3 штуки 18650, можно использовать отбраковку, и не будет лишних длинных проводов и привязки к 220 В.
5) Коробку под микрофонный усилитель лучше сделать шириной с плату усилителя (на глаз 3…4 см) и в ней кроме «Кроны» и усилителя ничего не должно быть.
6) Усилитель Феникса не абы какой. Он стабилизирует ток через микрофон, его можно подстраивать, обеспечивает повышенную линейность и т. п. Два ОУ (в одном восьминогом корпусе) тоже неспроста. Зачем что-то кое-как выдумывать, если много лет есть простой и очень хороший вариант?
***
В общем, пишешь-пишешь, объясняешь-объясняешь, но нет, неистребимое желание сделать хуже, но по своему.
Какие-то левые усилители, уникальные распечатки на три дэ принтере и прочая дребедень.
Внятного ответа ЗАЧЕМ всё это, не добьёшься…
«Пользовался и буду всем назло пользоваться» кривой и неприспособленной для акустических измерений тошнотной программой…
***
Лишний раз убедился в правильности решения не описывать работу в ARTA — это был бы мартышкин труд.

Юрий

2) Хуже всего — сзади рядом большой отражатель в виде коробки. Стараешься АС поднять на табуреточку и микрофон на штатив, чтобы подальше от пола и стен. А тут рукодельная стена, да еще очень близко, да под прямым углом , здрасьте отражения, которые не отечешь шириной измерительного окна.Лучше было оставить микрофон на штатной подставке, за подставкой хвост см. этак 30 и сзади МАЛЕНЬКАЯ коробочка или коробочка под опорой держателя микрофона. Это как вариант.А у вас получился сознательный поиск проблем. Тут у любой идеальный микрофон будет врать, так зачем его искать?

Исправлюсь !

«Лишний раз убедился в правильности решения не описывать работу в ARTA — это был бы мартышкин труд.»

Не правильно!

Электрету не нужна дурацкая трубка-нахлобучка…Капсюль , по мудрой подсказке Василича, паяется парой свитых лакированных обмоточных проводов к платке преда, получается роскощная измерилка. Без всяких бредовых трубочек от юсб микрофонов, уродующих ачх просто нещадно.

Слишком эмоционально и неразумно.
Голый капсюль на витых проводочках длинной сантиметров 20? Пайка которого отвалится вместе с дорожками капсюля после первого неудачного движения?
КТО так делает на проводочках? Самый дешёвый Беринджер делает или Карен Арзуманов так делает??!
Почему Карен постоянно жаловался, что найти токаря, который выточил бы трубочку — ПРОБЛЕМА, особенно после переезда из Таганрога?
Ну делал бы Карен на

~~соплях~~

проводах и утверждал бы, что «не нужна дурацкая трубка-нахлобучка».
Нет. не было и не будет у Карена такой халтуры на продажу, он недостаточно мудр, чтобы слушать Василича. Василич делает по-хайендовски, мы до этого не доросли, как до чёрного квадрата.
Трубочки от USB микрофонов — самые бюджетные и доступные, не надо ни искать их, ни вытачивать. Мало того, их изгиб позволяет естественным образом увести в сторону «отражатель». Трубочки из пластмассы, а не крашеного металла. Выглядят дешевле. И что? Внутри штатный экранированный провод.
Такое решение позволяет сделать усилитель в подставке, чуть увеличив её так, что акустически он будет в стороне и влияние будет минимизировано. Просто и прочно, надёжно. Удобно и то, что у «юэсбишного микрофона» есть шарнир. У Genius — во всех плоскостях. Это удобно.
Так что для начального и бюджетного варианта это лучшее решение.
Я не любитель делать на соплях. Одно неосторожное движение и в таком монтаже ЧТО-ТО отлетает. Найти что именно при сопливом монтаже бывает не так просто, да и случается такое обычно в самый неподходящий момент. Поэтому я за печатную плату ЛУТ.
В случае необходимости можно и неисправность быстро найти и заменить любую деталь. А когда всё на проводочках…
Относительно «уродования АЧХ» — это просто слова. Характеристика файла коррекции видна в виде графика в программе ARTA. Никакой особой кривизны там нет (если не смотреть под микроскопом).

Вот мой файл коррекции (он зеркален графику). Обычный холм до 4…6 дБ на 5 кГц , а после 10 кГц резкий, но линейный спад.
Не хотел я вообще больше писать в данной теме, заглянул случайно.
Делайте кто как хочет, не буду лезть со своими советами.
Мало того, что всё объяснишь, разжуёшь, подскажешь, покажешь.
Так нет, потом еще и отмываться надо, и снова доказывать очевидные вещи. Нет на это нижелания, ни времени.

Юрий

Уважаемый KSV, помогите с файлом *.mic, как понимаю это файл коррекции. В Инете пишут, что это файл растровых изображений. Если можно вышлите файл коррекции для любого микрофона, посмотрю, что можно сделать полезного для себя.

Andreez

Уважаемый KSV, помогите с файлом *.mic, как понимаю это файл коррекции. В Инете пишут, что это файл растровых изображений. Если можно вышлите файл коррекции для любого микрофона, посмотрю, что можно сделать полезного для себя.

оно текстовое.

микрофоны.zip

27.4 KB

· Просмотры: 154

Юрий

Купил 4 разных, новых,
неизвестных, микрофонных капсулей. Сунул в Arta писчалку и снял графики каждого микрика. На график того, что был у меня в работе смотреть нет смысла, график недотягивает -30дб. до 10кГц На новых капсулях кроме букв SG ничего нет, хотя на витрине все заявлены как разные, поэтому пометил каждый рисками.
По заявленным маркировкам нашел datashet, один из них отличался ровной хар-кой.
По резутатам оставил для измерений 6 мм капсуль.

EM_9767.pdf

49.8 KB

· Просмотры: 144
KPCM_29BP.jpg

121.3 KB

· Просмотры: 213

Последнее редактирование: 18 Ноя 2020

Купил 4 разных, новых,
неизвестных, микрофонных капсулей. Сунул в Arta писчалку и снял графики каждого микрика. Посмотреть вложение 8433

Как я уже писал, было у меня намерение сделать универсальный усредненный файл коррекции, но измерив несколько десятков разных капсюлей, бросил эту затею.
Здесь очередное подтвержение тому, что бесполезно использовать чужие файлы. Вернее, использовать можно, но надо понимать, что сильно доверять им нельзя.
***
Прошу не обижаться, но то что я вижу, удручает.
Думаю, системная ошибка и не одна, а несколько (или много). Начиная с «измерено при 0,6 В».
Мочало — начинай сначала? Мне снова повторять и повторять то что я уже писал? А смысл?
Кроме того, на написано что за динамик и как именно делались измерения. Но даже тут видна ошибка — зачем делать окно измерений от 20 Гц? Это сабвуфер?
Результат — собраны все лишние и деже не ненужные, а искажающие всю картину отражения…
Была бы картинка импульса, это было бы заметно. Поэтому я много раз писал — не пренебрегайте импульсом, он весьма информативен. Вот пример 2ГД-36 на картонке с полуметра вроде (очень старые измерения).

2ГД-36 имп.png

Импульс вверх ногами, но здесь это не важно. Типичная форма для хорошего экземпляра, правая граница окна взята перед первыми заметными отражениями, окно весьма широкое. По этому импульсу можно отчасти судить и о динамике и о корректности измерений.

2ГД-36 без и с корр.png

А вот что получилось. Зел. без файла, кр. с файлом. Видно, что разница есть, но она не фатальна. И выше 10 кГц достоверность не гарантирую. Вдобавок, переустановил программу и даже не проверял её.
Для 2ГД-36 характерен холм около 2 кГц, а затем спад. Это не так плохо, просто нужен подходящий фильтр.
И что важно — здесь не голый файл с непонятно каким креплением, а микрофон в сборе.
Не знаю что у вас за динамик, но по картинке я бы выбрал капсюль SG синий — у него наиболее ровный и гладкий спад, откорректировать его легче.
Но нужен хороший динамик с известной АЧХ (у хорошего импорта обычно соответствует) и измерить нормально.
Тогда можно даже вручную подкорректировать выше 2 кГц, а потом проверить на куче разных динамиков — не должно быть системной ошибки. Это когда у ВСЕХ динамиков холм или овраг в одном месте. Это опять-таки при условии нормальных измерений когда динамик на щите и капсюль в штатном держателе со штатным усилителем и линейным входом компьютера.

Александр Бокарёв

Купил 4 разных, новых,
неизвестных, микрофонных капсулей. Сунул в Arta писчалку и снял графики каждого микрика. На график того, что был у меня в работе смотреть нет смысла, график недотягивает -30дб. до 10кГц На новых капсулях кроме букв SG ничего нет, хотя на витрине все заявлены как разные, поэтому пометил каждый рисками.
По заявленным маркировкам нашел datashet, один из них отличался ровной хар-кой.
По резутатам оставил для измерений 6 мм капсуль.Посмотреть вложение 8433Посмотреть вложение 8432

6-мм капсюль дотягивает до 10-12килогерц, все верно у вас. Остальные -шлак, годный увидеть поведение басовика на нижнем срезе и на стыке с СЧ. Дальше тишина.

Чуток разбавить пафос микрофонных стоек для копеечного капсюля и умных речей про обязательную трубку для него, из легированной стали.
Свожу колонку на нч вообще положив микрофон рядом на диван. Нет нужды прицеливаться в круговую волну. Глянуть что там на верхнем срезе- направлю микрофон по оси динамика, угу, ясно. И снова на диване отдыхает.
Я все понимаю, что нас много, а конденсаторных Брюлей мало. Только не нужно из фуфла за пятак раздувать важные выводы , придираясь к мелочам. Задача увидеть слышимое и попытаться понять, как одно увязывается с другим на экране компа. Умение придет позже. Лет через пять . Прижмет- раньше.

Последнее редактирование: 20 Ноя 2020

LDS

Идея калибровки микрофона очень интересна. Я сам об этом думал. Мне кажется, что интересным решением был бы динамик, который можно измерять на разных капсулях/микрофонах. Но сами понимаете что идея так себе. Хотя если у кого-то есть микрофон, с известной АЧХ, то можно взять динамик и сделать замер, затем этот динамик передать тому, у кого микрофон не калиброван и прогнать тем же шумом/импульсом.

Дмитрий Кузнецов

Проверял недавно микрофон от ресивера Denon. Достаточно ровный капсюль там стоит:

Umik1vs Audyssey.jpg

На днях, ради интереса купил еще один . Проверю и отпишусь

а диаметр микрофона на что-то влияет?

Источник