Zaloguj się
Wszystkie
10 kwietnia 2025
29
Komora bezechowa to droga inwestycja, pozostająca w zasięgu tylko największych firm i instytucji. Dla mniejszych producentów i dla hobbystów niedostępna, a jeżeli w ogóle, to od święta. Tymczasem wielu konstruktorów, a także magazynów testujących sprzęt, potrzebuje codziennego sposobu na wykonywanie pomiarów zespołów głośnikowych.
Nie będziemy w akademicki sposób wykładać teoretycznych, matematycznych podstaw, lecz w możliwe najbardziej przystępny i zgodnie z tytułem miesięcznika – praktyczny sposób opiszemy, jak się posługiwać różnymi metodami. W tym odcinku prezentujemy najważniejsze zasady metody MLS.
Redakcja miesięcznika „AUDIO” od prawie trzydziestu lat stosuje metodę MLS (maximum length sequence) i przebadała nią prawie dwa tysiące zespołów głośnikowych. Nasz system pomiarowy CLIO (w którym zawarte są też inne funkcje pomiarowe) to produkt firmy Audiomatica, który doczekał się kilku generacji i aktualnych wersji, ale MLS jest ogólną, a nie firmową nazwą metody, dostępnej również w systemach innych firm.
Schemat systemu pomiarowego z pewnością można znaleźć w wielu źródłach, nie będziemy tutaj przytaczać dokładnej instrukcji obsługi (gdzie i jaką wtyczkę włożyć), lecz poruszymy kwestie najważniejsze, akustyczne i podzielimy się naszymi spostrzeżeniami. Jednocześnie będziemy je łączyć z uwagami na temat konstrukcji i parametrów różnego typu zespołów głośnikowych (ale o tym w następnych odcinkach).
Metoda MLS pozwala w praktyce na prowadzenie pomiarów zakresu średnio-wysokotonowego, nawet w pomieszczeniu o powierzchni kilkunastu metrów kwadratowych.
Przypomnijmy krótko, że podstawową zasadą prawidłowego (w klasycznym ujęciu) pomiaru charakterystyki jest odebranie przez mikrofon pomiarowy tylko promieniowania biegnącego bezpośrednio z głośnika. W komorach bezechowych typowym sygnałem pomiarowym jest sinusoida, płynnie przestrajana przez całe pasmo akustyczne. Gdybyśmy do pomiarów w normalnym pomieszczeniu (o powierzchniach odbijających) zastosowali taką metodę, do mikrofonu dotarłoby mnóstwo odbić, zakłócających prawidłowy pomiar.
Metoda MLS polega na czymś zupełnie innym. Do głośnika dostarczany jest specyficzny szum (trwający kilka sekund), z którego program najpierw automatycznie wylicza odpowiedź impulsową i pokazuje ją na ekranie. Po nabyciu pewnej wprawy łatwo będzie nam ustalić, gdzie w tej odpowiedzi widać „ząbek” wywołany już nie falą bezpośrednią, ale pierwszym silnym odbiciem, najprawdopodobniej pochodzącym od podłogi, która będzie najbliższą dużą powierzchnią odbijającą.
Pojawia się on po ściśle określonym czasie od dotarcia do mikrofonu fali bezpośredniej, odznaczającej się w pomiarze wysokim pierwszym impulsem. Czas ten jest określony przez różnicę długości dróg, jakie muszą przebyć fale: bezpośrednia i odbita.
Na użytek tej sesji pomiarowej użyliśmy zespołu głośnikowego MoFi SourcePoint8. To dwudrożny układ koncentryczny, kreujący tzw. punktowe źródło dźwięku (eliminujący problem fizycznego rozsunięcia przetworników), o dobrej liniowości charakterystyki.
Załóżmy, że głośnik/zespół głośnikowy (na razie potraktujmy go umownie jako punktowe źródło dźwięku) znajduje się na wysokości 0,9 metra i na tym samym poziomie znajduje się mikrofon, w odległości 1 m od głośnika; długość drogi fali odbitej od podłogi wynosi wtedy 2,12 m, różnica dróg – 1,12 m; taką drogę fala (o dowolnej częstotliwości, prędkość dźwięku jest taka sama dla wszystkich częstotliwości, w powietrzu o temperaturze pokojowej i typowej wilgotności wynosi 344 m/s) przebywa w ok. 3 ms. W takiej „odległości” od pierwszego impulsu fali bezpośredniej można spodziewać się na pomiarze śladu fali odbitej. Do dyspozycji mamy kursor, którym możemy odznaczyć na wykresie początek i koniec fragmentu odpowiedzi impulsowej, który chcemy brać pod uwagę dla dalszych operacji. Początek wyznaczamy przed nadejściem czoła fali bezpośredniej, koniec przed śladem pierwszego silnego odbicia i w ten sposób mamy użyteczną część odpowiedzi impulsowej, z której wyeliminowaliśmy odbicia. Są w niej „zaszyfrowane” częstotliwościowe charakterystyki ciśnienia i fazy. Dalej, zgodnie z potoczną nomenklaturą, charakterystykę ciśnienia będziemy nazywali charakterystyką przetwarzania.
Operacja matematyczna FFT (szybka transformacja Fouriera – spokojnie, nie musimy być matematykami!) przelicza odpowiedź impulsową i pokazuje charakterystykę przetwarzania. Proste, wygodne, ale nie bez wad. Częstotliwość skorelowana z oknem czasu, w którym trzeba pomiar „zamknąć”, aby nie wpadły do niego odbicia, staje się dolną częstotliwością graniczną pomiaru; 3 ms to czas cyklu ok. 330 Hz, więc charakterystyka przetwarzania pokazana przez system poniżej 330 Hz jest nieprawidłowa i bezużyteczna; zazwyczaj łagodnie opada, co może przestraszyć tych, którzy nie wiedząc o tej zależności, na podstawie tak zmierzonych charakterystyk, publikowanych przez niektórych producentów, wyciągają wnioski co do słabego przetwarzania niskich częstotliwości. Tak wyznaczoną (przez okno czasu) częstotliwość graniczną wyświetli nam automatycznie system; nie pilnuje on jednak, abyśmy ustawili koniec czasu pomiaru przed impulsem fali odbitej; jeżeli ustawimy go znacznie dalej, np. po 6 ms (od impulsu fali bezpośredniej), wyświetli nam 165 Hz, do tej częstotliwości konwersja odpowiedzi impulsowej na charakterystykę przetwarzania będzie prawidłowa, ale ta ostatnia już zakłócona odbiciami, których sam system przecież nie musi interpretować jako szkodliwych; co więcej, w pomiarach służących ustaleniu charakterystyki w konkretnych warunkach pomieszczenia, w konkretnym ustawieniu, uwzględnienie odbić może być pożądane.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
