Zaloguj się
Wszystkie
27 czerwca 2025
11
Technika jest tutaj zupełnie inna, a wymagania lokalowe jeszcze mniejsze niż przy pomiarze MLS. Pomiar taki można przeprowadzić, z podobnym skutkiem, w zasadzie w każdych warunkach, nawet zupełnie przypadkowych, natomiast pewnym wyzwaniem jest obrobienie wyników w celu uzyskania charakterystyki odpowiadającej takiej, jaką zobaczylibyśmy w pomiarze w polu dalekim, w idealnych warunkach bezodbiciowych (w nieskończenie wielkiej, otwartej przestrzeni) lub chociażby w bardzo dużej komorze bezechowej. Jednak w zakresie najniższych częstotliwości, poniżej 100 Hz, gdzie komory bezechowe wprowadzają rezonanse (bo jednak powstają w nich odbicia bardzo długich fal), pomiar w polu bliskim jest najdokładniejszy. Ostatecznie chcemy zobaczyć charakterystykę w całym paśmie akustycznym i aby połączyć pomiar w polu bliskim z pomiarem MLS w prawidłowy sposób, musimy nad wstępnym wynikiem pomiaru w polu bliskim trochę popracować. Z kilku powodów trudno jest uzyskać bardzo wysoką dokładność, ale przy pewnej wprawie, w większości przypadków, błąd można ograniczyć do 1 dB. Inna sprawa, że – podobnie jak w przypadku pomiaru MLS – pojawiają się kwestie dyskusyjne, a wynik zależy też od poczynionych założeń. Do bardziej problematycznych kwestii szczegółowych przejdziemy później, na początku zacznijmy od podstaw.
A te znane są od wielu lat i nie będziemy tutaj odkrywać Ameryki. Doskonałą, klasyczną, wciąż aktualną (bo też aktualizowaną) pozycją literatury na ten temat jest „Testing Loudspeakers” amerykańskiego autora Josepha D’Appolito. Jest tam dokładnie omówiona teoria, której w całości nie będziemy tu przepisywać – walorem naszego cyklu ma być podejście praktyczne, oparte na doświadczeniu pomiarów ponad tysiąca zespołów głośnikowych, przeprowadzonych dla miesięcznika AUDIO. Dzięki temu możemy omawiać sytuacje typowe i nietypowe.
Podobnie jak w pomiarze w komorze bezechowej czy metodą MLS, celem pomiaru w polu bliskim jest uzyskanie charakterystyki samego głośnika (zespołu głośnikowego), wolnej od wpływu odbić. Dyskusja, czy takie założenie jest słuszne wobec faktu, że zespołów głośnikowych Hi-Fi słuchamy w pomieszczeniach zamkniętych, gdzie powstaje wiele odbić (mimo starań niektórych użytkowników o przygotowanie jak najlepszej akustyki), była już wcześniej zaprezentowana i na razie nie będziemy do niej wracać. Są też pomiary (jak RTA), które uwzględniają odbicia i które omówimy na końcu.
Sygnał pomiarowy, stosowany w pomiarze w polu bliskim, to klasyczna dla dawnych pomiarów analogowych sinusoida, płynnie przestrajana w funkcji częstotliwości, a w nowoczesnych systemach – tzw. sine sweep, czyli przemiatanie sinusoidą (określona częstotliwość w każdej próbce).
Pomiar w polu bliskim pozwala praktycznie na całkowite wyeliminowanie odbić. Dzięki ustawieniu mikrofonu bardzo blisko membrany (aby tylko membrana przy największych amplitudach nie uderzała w mikrofon; w praktyce stosuje się 1 cm) różnica ciśnień od głośnika i od odbić (nawet jeżeli pochodzą od niedalekich powierzchni, to są one w odległości wielokrotnie większej) faworyzuje promieniowanie bezpośrednie w takim stopniu, że ciśnienie od odbić leży na skali amplitudowej znacznie niżej, więc ma pomijalny wpływ. Nawet w przypadku, gdy głośnik niskotonowy znajduje się przy podłodze i ustawimy mikrofon na wysokości 10 cm, przy centrum membrany, to 10-krotnie większa odległość od podłogi oznacza 100-krotnie mniejsze ciśnienie. Inaczej mówiąc, poza pewnymi nietypowymi przypadkami (np. bas-refleks wyprowadzony przez dolną ściankę i promieniujący przez szczelinę między obudową a podłogą lub cokołem), wpływ odbić można zignorować. Głośnika (zespołu głośnikowego) nie trzeba ustawiać w żaden szczególny sposób, oddalać od podłogi, od ścian itd.; można do niego podejść z mikrofonem w każdym miejscu.
Dlaczego więc tą wygodną metodą nie mierzymy charakterystyki w całym paśmie? W zależności od wielkości i rodzaju membrany powyżej kilkuset herców przestaje ona działać na zasadzie „sztywnego tłoka”, a sama geometria membrany powoduje też, że fale krótsze dobiegają do mikrofonu w różnym czasie i charakterystyka jest skomplikowaną sumą fal o różnych fazach, biegnących z różnych części membran, w dodatku zmieniającą się pod różnymi kątami. W zakresie poniżej kilkuset herców zjawiska takie nie występują dla większości głośników i charakterystyka z dowolnej części membrany jest „reprezentatywna” dla charakterystyki z całości. Ponadto przy pomiarze w polu bliskim mikrofon znajduje się w różnych odległościach od różnych części membrany, co też powoduje przesunięcia w fazie (tym większe, im większe odległości i krótsze fale); aby ten efekt zignorować, należy utrzymywać częstotliwość graniczną takiego pomiaru zgodnie ze wzorem:
fmax + 10/d
(d – średnica membrany, fmax – częstotliwość [kHz]).
Dla dużych, 30-centymetrowych głośników niskotonowych o membranach o średnicy ok. 24 cm, granica ta wynosi więc ok. 400 Hz, a dla 18-centymetrowych, nisko-średniotonowych o membranach ok. 18 cm – w przybliżeniu 800 Hz.
Dlatego też nie ma sensu pomiar tą metodą głośników wysokotonowych, gdyż dla 3-centymetrowej kopułki fmax będzie wynosić ok. 3 kHz, a to częstotliwość, przy której przetwornik wysokotonowy zwykle dopiero zaczyna swoją pracę w zespole. Zresztą nie taki jest cel pomiaru w polu bliskim – powyżej 1 kHz możemy mierzyć metodą MLS praktycznie bez żadnych problemów.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
