Измерение параметров динамика. Измерение параметров Тиля-Смолла динамиков: полное руководство

Как измерить параметры Тиля-Смолла динамиков в домашних условиях. Какое оборудование потребуется для измерений. Как рассчитать основные параметры динамика на основе измерений. Какие выводы можно сделать из полученных параметров.

Что такое параметры Тиля-Смолла и зачем их измерять

Параметры Тиля-Смолла — это набор электрических и механических характеристик динамика, которые определяют его поведение в различных акустических оформлениях. Знание этих параметров позволяет:

• Рассчитать оптимальный объем и конструкцию корпуса для конкретного динамика
• Оценить, подходит ли динамик для желаемого акустического оформления
• Спрогнозировать частотную характеристику и другие параметры акустической системы
• Подобрать наилучшее сочетание динамиков для многополосных систем

К сожалению, производители не всегда указывают полный набор параметров Тиля-Смолла, особенно для бюджетных моделей. В этом случае измерение параметров самостоятельно — единственный способ получить необходимую информацию для грамотного проектирования акустической системы.

Основные параметры Тиля-Смолла и их значение

Наиболее важными параметрами Тиля-Смолла являются:

• Fs — резонансная частота динамика
• Qts — полная добротность
• Vas — эквивалентный объем
• Re — сопротивление звуковой катушки постоянному току

Рассмотрим подробнее значение каждого из этих параметров:

Fs — резонансная частота динамика

Это частота, на которой наблюдается пик импеданса динамика. Чем ниже Fs, тем лучше динамик воспроизводит низкие частоты. Для низкочастотных динамиков Fs обычно лежит в диапазоне 20-50 Гц.

Qts — полная добротность

Характеризует остроту резонанса динамика. Влияет на характер звучания и выбор оптимального акустического оформления:

• Qts < 0.3 — подходит для рупорного оформления
• 0.3 < Qts < 0.7 — оптимально для фазоинверторных систем
• 0.7 < Qts < 1.0 — лучше всего работает в закрытом ящике
• Qts > 1.0 — подходит для открытого акустического оформления

Vas — эквивалентный объем

Объем воздуха, который имеет такую же упругость, как подвес динамика. Чем больше Vas, тем больший объем корпуса требуется для оптимальной работы динамика.

Re — сопротивление звуковой катушки

Активное сопротивление звуковой катушки постоянному току. Обычно близко к номинальному сопротивлению динамика (4/8 Ом), но может отличаться. Важно для правильного согласования с усилителем.

Необходимое оборудование для измерений

Для измерения параметров Тиля-Смолла в домашних условиях потребуется:

• Вольтметр (мультиметр)
• Генератор звуковых частот (можно использовать компьютер со звуковой картой и специальным ПО)
• Резистор 1000 Ом мощностью не менее 5 Вт
• Точный резистор 10 Ом
• Соединительные провода
• Грузики известной массы (для метода добавочной массы)
• Герметичный ящик известного объема (для метода добавочного объема)

Методика измерения основных параметров Тиля-Смолла

Рассмотрим пошаговую методику измерения основных параметров Тиля-Смолла:

Шаг 1: Калибровка измерительной системы

1. Соберите измерительную схему согласно рисунку 1
2. Вместо динамика подключите калибровочный резистор 10 Ом
3. Установите на генераторе частоту около 1 кГц
4. Подберите уровень сигнала так, чтобы напряжение на калибровочном резисторе составило 0.01 В
5. Не меняйте уровень сигнала генератора до окончания всех измерений

Шаг 2: Измерение Re

1. Подключите вместо калибровочного резистора измеряемый динамик
2. Установите на генераторе частоту около 0 Гц (постоянное напряжение)
3. Измерьте напряжение на динамике
4. Re = измеренное напряжение * 1000

Шаг 3: Измерение Fs и Rmax

1. Плавно повышайте частоту генератора, наблюдая за показаниями вольтметра
2. Найдите частоту, на которой напряжение достигает максимума — это и есть Fs
3. Запишите значение Fs и максимальное напряжение Us
4. Rmax = Us * 1000

Шаг 4: Измерение F1 и F2

1. Рассчитайте напряжение U1,2 = 0.707 * Us
2. Найдите частоту F1 ниже Fs, на которой напряжение равно U1,2
3. Найдите частоту F2 выше Fs, на которой напряжение равно U1,2

Шаг 5: Расчет Qms, Qes, Qts

Используйте формулы, приведенные на рисунке 2, для расчета механической, электрической и полной добротности.

Методы измерения Vas

Существует два основных метода измерения эквивалентного объема Vas:

Метод добавочной массы

1. Измерьте начальную резонансную частоту Fs
2. Добавьте на диффузор известную массу (примерно 10 г на дюйм диаметра)
3. Измерьте новую резонансную частоту F’s
4. Рассчитайте Vas по формуле, приведенной на рисунке 9

Метод добавочного объема

1. Измерьте Fs динамика в свободном пространстве
2. Установите динамик в герметичный ящик известного объема Vb
3. Измерьте новую резонансную частоту Fc в ящике
4. Рассчитайте Vas по формуле, приведенной на рисунке 10

Интерпретация результатов измерений

После проведения измерений и расчетов вы получите основные параметры Тиля-Смолла вашего динамика. Как их интерпретировать?

Оценка по резонансной частоте Fs

• Fs < 30 Гц — отличный низкочастотный динамик, подходит для сабвуфера
• 30 Гц < Fs < 50 Гц — хороший НЧ-динамик для басовой секции
• 50 Гц < Fs < 100 Гц — средненизкочастотный динамик (мидбас)
• Fs > 100 Гц — среднечастотный динамик, не подходит для воспроизведения баса

Выбор акустического оформления по Qts

• Qts < 0.3 — рупорное оформление
• 0.3 < Qts < 0.7 — фазоинвертор
• 0.7 < Qts < 1.0 — закрытый ящик
• Qts > 1.0 — открытое акустическое оформление

Оценка требуемого объема корпуса по Vas

Чем больше Vas, тем больший объем корпуса потребуется для оптимальной работы динамика. Для закрытого ящика рекомендуемый объем обычно составляет 2-3 Vas.

Использование параметров Тиля-Смолла для расчета акустического оформления

Полученные параметры Тиля-Смолла позволяют рассчитать оптимальное акустическое оформление для динамика. Для этого можно использовать специализированное программное обеспечение, например:

• WinISD
• BassBox Pro
• SpeakerCAD
• LEAP

Эти программы позволяют моделировать различные типы акустических оформлений и оптимизировать их параметры для получения желаемой частотной характеристики и других показателей акустической системы.

Типичные ошибки при измерении параметров Тиля-Смолла

При самостоятельном измерении параметров Тиля-Смолла важно избегать следующих ошибок:

• Неправильная калибровка измерительной системы
• Изменение уровня сигнала генератора в процессе измерений
• Измерение параметров динамика в несвободном акустическом пространстве
• Неточное определение резонансной частоты Fs
• Ошибки в расчетах и подстановке значений в формулы

Чтобы повысить точность измерений, рекомендуется:

• Проводить измерения несколько раз и усреднять результаты
• Использовать качественные измерительные приборы
• Тщательно проверять все расчеты
• При возможности сравнивать результаты с заводскими данными или измерениями на профессиональном оборудовании

Ограничения метода и альтернативные способы измерений

Описанный метод измерения параметров Тиля-Смолла имеет некоторые ограничения:

• Точность измерений ограничена качеством используемого оборудования
• Метод не подходит для динамиков с очень низкой резонансной частотой (менее 20 Гц)
• Сложно измерить параметры динамиков большой мощности из-за ограничений по току
• Не учитываются нелинейные искажения динамика

Альтернативные методы измерения параметров Тиля-Смолла включают:

• Использование специализированных измерительных комплексов (CLIO, MLSSA)
• Лазерные измерения перемещения диффузора
• Измерение импульсной характеристики динамика
• Метод измерения по переходной характеристике

Эти методы обеспечивают более высокую точность, но требуют дорогостоящего оборудования и специальных навыков.

Как измерить параметры Тиля-Смолла динамиков с помощью ПК и выбрать для них правильный корпус

Любой динамик предназначен для установки в корпус определенных размеров и конструкции (точнее сказать, акустического оформления). Если динамик установить в несоответствующий ему корпус (например, слишком малого объема или неподходящего акустического оформления), то играть такая колонка будет плохо. Будет глухой и плоский звук, отсутствие басов и/или верхов, искажения и призвуки, бубнение на одной частоте и т.п. Какое оформление требуется для конкретного динамика, определяют его параметры Тиля-Смолла (T/S параметры). Но проблема в том, что даже брендовые производители не всегда их указывают для всех моделей своих динамиков, не говоря уже о безродных китайских динамиках с Али. В обзоре будет показано, как самостоятельно их измерить с помощью простого кабеля и компьютера, а также рассчитать по полученным T/S параметрам правильные размеры и конструкцию корпуса под динамик.

Для измерения параметров Тиля-Смолла я подготовил следующие динамики (для всех из них T/S параметры производителем не указаны):

— JBL CS760Cru.jbl.com/CS760C.html
6-1/2″, 50W RMS/150W max., 55 Гц– 20 кГц, 4 ом, 92 дБ (2,83 В на 1 м)
Эти динамики стоят сейчас у меня в дверях машины. Один из них когда-то сломался (внутренний обрыв катушки) и я купил еще один комплект для замены. Если из такого неисправного динамика снять магнитную систему, из него можно сделать пассивный излучатель (ПИ) для повышения отдачи АС в области низких частот. Снятый магнит тоже пойдет в дело, о чем будет рассказано ниже.

— JVC CS-J420X ru.jvc.com/mobile-entertainment/speakers/CS-J420X/
4′, 21W RMS/210W max., 45 Гц– 22 кГц, 4 ом, 90 дБ/мВт
Это бюджетные брендовые автодинамики, купленные для экспериментов.

— 2 динамика 5W 8Ohm, один из которых уже установлен в свое акустическое оформление.

Измерения параметров Тиля-Смолла будем проводить с помощью программы AudioTester.

Также можно использовать программу Limp из пакета Arta Software, кабель в обоих случаях используется один и тот же, и результаты измерений обеих программ должны практически полностью совпадать — за подсказку благодарю Vairon и yopopt.

Программа AudioTester дает повторяемый результат. Я измерял один и тот же динамик на основном ПК, дополнительном ПК и ноутбуке. Все эти измерения показывают очень схожие результаты. Также результаты измерений AudioTester признаются Роспатентом, например, вот патент RU 2707905 (акустическая система с щелевым настраиваемым резонатором Гельмгольца).

Для измерений с помощью AudioTester требуется сделать несложный кабель с одним резистором. Готовим 2 куска экранированного кабеля (т.е. кабеля, состоящего из 2-х отдельных многожильных проводов с общей медной оплеткой, типа кабеля для наушников), 2 разъёма «джек» 3.5мм для подключения к ПК, резистор 10 ом, провода с крокодилами и/или с автоклеммами для подключения к динамикам. Для изготовления таких проводов лучше использовать акустический кабель достаточного сечения (я сделал их из кабеля 2х1. 5мм2).

Схема кабеля:
Паяем такой кабель, фиксируем провода стяжками, затем закрываем этот узел термоусадкой. Чтобы не перепутать, на штекер для подключения к аудиовыходу ПК надеваем зеленую термоусадку:

Скачиваем программу с официального сайта www.audiotester.de/ и устанавливаем. На компьютере ставим громкость динамиков и микрофона 100% и отключаем все улучшайзеры, если включены (типа объемный звук, тонкомпенсация и т.д.). Полностью убираем усиление микрофона. Подключаем кабель к компьютеру. В программе нажимаем кнопку TSP.

Но прежде чем измерять динамики, нужно сделать калибровку для учета сопротивления изготовленного кабеля. Вместо динамика к другому концу кабеля подключаем резистор с сопротивлением, близким к динамику. Я использовал для калибровки резистор 6.6 ом. Нажимаем Start и смотрим по зеленой кривой, насколько правильно AudioTester измеряет сопротивление резистора. При необходимости изменяем значение в поле Impedance, пока не получим максимально точного соответствия:

Теперь можно приступать к измерению динамика. Насчет того, как это правильно делать, встречаются 2 противоположные точки зрения. Одни утверждают, что динамик нужно подвешивать за люстру в центре большой комнаты со стенами завешенными коврами). Другие доказывают, что динамик нужно наоборот зажимать в тиски. На мой взгляд, правильно делать так, как рекомендует сам автор AudioTester — динамик при измерении нужно положить на мягкую подушку диффузором вверх.

В видео ниже показано, как сделать настройки с учетом измеряемого динамика и выполнить процедуру измерений:

Итак, мы измерили параметры Тиля-Смолла нашего динамика. Что с ними делать дальше?

Сохраняем результаты в текстовый файл кнопкой List / Print и затем вбиваем эти значения в одну из программ расчета корпусов, например JBL SpeakerShop, Bassbox Pro, UniBox и т.п. Там выбираем желаемый тип корпуса под этот динамик и программа сама рассчитывает размеры выбранного корпуса.

Программу расчета корпусов мы запустим позже, а сейчас попробуем бегло проанализировать полученные T/S параметры нашего динамика JBL CS760C.

Самых главных параметров Тиля-Смолла всего три: Fs, Qts и Vas.

Fs — это собственная резонансная частота динамика (без корпуса). Частоты ниже Fs динамик воспроизводит плохо.

Qts — это полная добротность динамика. Значение Qts может определить тип акустического оформления, наиболее подходящего для динамика, а также склонность динамика к бубнению на своей резонансной частоте (чем выше добротность, тем больше будет бубнить, при некоторых условиях).

Есть разные классификации предназначения динамиков в зависимости от Qts, до сих пор к единому знаменателю по этому вопросу так и не пришли. Например, вот одна из таких классификаций:

Qts > 1,2 —динамики для открытых ящиков, оптимально 2,4;
0,6 < Qts < 1,2 — динамики для закрытых ящиков, оптимально 0,7–0,8;
0,4 < Qts< 0. 6 — динамики для фазоинверторов, оптимум — 0,4;
0,2 < Qts< 0.8 — динамики для систем с пассивным излучателем;
Qts < 0.4 — динамики для рупоров.

Vas — это эквивалентный объём, по нему можно примерно прикинуть минимальный объем корпуса для установки динамика. Например, если Vas равен объему корпуса, то Fс и Qtс увеличится в 1.4 раза. А если объем корпуса будет больше Vas в 3-5 раз, это практически не ухудшит звучания акустики.

Итак, динамик JBL CS760C имеет T/S параметры: Fs=75.5 Гц, Qts=1.02, Vas=10.37 л.
Этот динамик автомобильный, предназначен для установки в двери. Высокая добротность этого динамика вполне уместна, т.к. внутренний объем двери не является полностью закрытым из-за щелей и технологических отверстий. Vas=10.37 л говорит о том, что, если ставить такой динамик в закрытый ящик, его объем должен быть от 30 литров минимум (например, куб с размерами 31х31х31см), что немало.

А есть ли способы еще сильнее уменьшить размеры корпуса без заметного изменения качества звучания АС?

Да, есть. Их как минимум три:

— Панель акустического сопротивления (ПАС), позволяет снизить добротность динамика в корпусе, конструкция ПАС подбирается опытным путем;

— Набивка корпуса демпфирующим материалом типа ваты или синтепона с плотностью до 24 г на литр объема, позволяет получить виртуальную прибавку объема корпуса до 40%;

— Обратный магнит, позволяет снизить электрическую добротность динамика. Попробуем на практике проверить его эффективность. Приклеим снятый с неисправного динамика магнит к рабочему динамику. Магниты должны отталкиваться, а не притягиваться!

Измерим динамик с прикрепленным обратным магнитом:

Видим, что добротность динамика JBL CS760C уменьшилась с 1.02 до 0.84. Насколько существенно это позволит уменьшить объем корпуса, будет показано чуть ниже.

А пока продолжим наши измерения.

Динамик JVC CS-J420X

T/S параметры: Fs=135,9 Гц, Qts=2. 39, Vas=1.57 л.

Да уж…. Кроме автомобиля, такой динамик можно поставить только в открытый ящик. Добротность 2.39 ни обратный магнит, ни ПАС до приемлемого уровня не понизит.

Noname динамик SJ H9053201, 8Ohm 5W

T/S параметры: Fs=420,5 Гц, Qts=4.96, Vas=0.13 л.

Этот динамик стоял в телевизоре, качеством звучания не блистал)

Noname динамик 55085-010, 8Ohm 5W (в корпусе)

Этот динамик я измерил просто из интереса). Он тоже из телевизора, имеет собственный корпус, который я снимать не стал. Корпус интересен тем, что имеет вибродемпфирующий элемент в форме конуса, перераспределяющий звуковые волны в закругленные углы корпуса:

Такое решение уменьшает вибрации и резонансы корпуса. Звучал этот динамик, в отличие от такого же по мощности и импедансу собрата выше, гораздо приятнее. Даже какие-то низы можно было услышать.

Расчет корпуса под динамик на основе параметров Тиля-Смолла

Имея на руках T/S параметры интересующего динамика, можно приступать к расчету корпуса для него. Программ расчета корпусов достаточно много: JBL SpeakerShop, Bassbox Pro, UniBox и т.п. Эти программы, а также дополнительные материалы по теме можно скачать например здесь doctorbass.ru/zagruzki/

Попробуем просчитать корпус для динамика JBL CS760C в программе JBL SpeakerShop.

Создаем новый проект, копируем T/S параметры из текстового файла AudioTester в SpeakerShop. Программа просчитывает по ним оптимальный корпус в вариантах фазоинвертора (Vented Box) и закрытого ящика (Closed Box) и строит расчетную АЧХ (амплитудно-частотную характеристику) для каждого варианта. Нажимаем Ctrl-D и появляется окно с объемом и размерами корпуса. Всего в SpeakerShop 21 вариант корпусов на выбор: прямоугольный, куб, призмы разной формы, эллипсоид, сфера, конус, цилиндр и т.д. Как видим ниже, для динамика JBL CS760C размеры получаются немалыми:

Попробуем их уменьшить с помощью заполнения корпуса демпфирующим материалом. Выбираем заполнение “normal” и объем закрытого ящика уменьшается почти в полтора раза, АЧХ при этом практически не меняется:

Теперь проверяем эффективность обратного магнита для дальнейшего уменьшения объема корпуса. Создаем новый проект, копируем в него T/S параметры динамика с обратным магнитом и смотрим:

Объем закрытого ящика уменьшается еще в два раза, АЧХ при этом также существенно не меняется.

Таким образом, в нашем примере с динамиком JBL CS760C, использование заполнения и обратного магнита позволяет снизить объем корпуса почти в 3 раза, с 43.2 литров до 14.9 литров, без существенного изменения АЧХ. При этом добротность в корпусе будет 0.96.

Магниту из неисправного динамика мы нашли применение, теперь попробуем найти применение и оставшейся части этого динамика, т.е. корзине с диффузором.

Из нее можно сделать пассивный излучатель (Passive Radiator). Такой ПИ устанавливается в одном корпусе с основным динамиком и оба диффузора работают синфазно, но диффузор ПИ настраивается на более низкую резонансную частоту, что повышает отдачу АС в области низких частот:

Для расчета такого пассивного излучателя в SpeakerShop нужно ввести 3 параметра: объем ящика Vb, эквивалентный объем Vap (его значение такое же как Vas) и резонансную частоту Fp. Ранее при измерении T/S параметров с помощью AudioTester мы уже настраивали этот динамик на более низкую резонансную частоту 45 Гц добавлением груза 20 г. Поэтому вводим Fp=45 Гц и смотрим, какая АЧХ пассивного излучателя у нас получается:

Поднятая в области НЧ АЧХ фазоинвертора и пассивного излучателя дает мощный жесткий бас (то самое «мясо»). А равномерно падающая АЧХ закрытого ящика делает басы чистыми и прозрачными, но относительно слабыми. Такое звучание больше понравится музыкальным веганам).

Подводя итог, программа JBL SpeakerShop позволяет на основе T/S параметров рассчитать размеры корпуса под динамик в нескольких акустических оформлениях и показать в виде АЧХ звучание каждого из вариантов.

Резюме обзора

Какое оформление и размеры корпуса требуются для конкретного динамика, определяют его параметры Тиля-Смолла (T/S параметры). Если эти параметры неизвестны, их можно определить самостоятельно с помощью самодельного кабеля и компьютера. В обзоре подробно описана процедура измерений T/S параметров при помощи программы AudioTester, измерено 4 разных динамика, показано как влияют значения T/S параметров на конструкцию и размеры корпуса динамика. Рассмотрен расчет корпуса для динамика на основе T/S параметров в программе JBL SpeakerShop, приведены способы уменьшения размеров корпуса (заполнение демпфирующим материалом, обратный магнит) и показана их эффективность. Также описан расчет пассивного излучателя, который можно сделать из динамика без магнита.

Спасибо за просмотр этого обзора! Буду рад, если какая-то информация окажется вам полезной.

Измерение параметров Тиля-Смолла в домашних условиях

Вот решил сам написать статью, весьма важную для акустиков. В этой статье хочу описать способы измерения самых важных параметров динамических головок — параметры Тиля-Смолла.

Помните! Приведенная ниже методика измерения параметров Тиля-Смолла в домашних условиях действенна только для измерения параметров Тиля-Смолла динамиков с резонансными частотами ниже 100Гц (т.е. низкочастотных динамиков), на более высоких частотах погрешность возрастает.

Самыми основными параметрами Тиля-Смолла, по которым можно рассчитать и изготовить акустическое оформление (проще говоря — ящик) являются:

• Резонансная частота динамика F_s (Герц)
• Эквивалентный объем V_as (литров или кубических футов)
• Полная добротность Q_ts
• Сопротивление постоянному току R_e (Ом)

Для более серьезного подхода понадобится еще знать:

• Механическую добротность Q_ms
• Электрическую добротность Q_es
• Площадь диффузора S_d (м²) или его диаметр Dia (см)
• Чувствительность SPL (dB)
• Индуктивность L_e (Генри)
• Импеданс Z (Ом)
• Пиковую мощность P_e (Ватт)
• Массу подвижной системы M_ms (г)
• Относительную жесткость (механическая гибкость) C_ms (метров/ньютон)
• Механическое сопротивление R_ms (кг/сек)
• Двигательную мощность (произведение индукции в магнитном зазоре на длину провода звуковой катушки) BL (Тесла*м)

Большинство параметров Тиля-Смолла может быть измерено или рассчитано в домашних условиях с помощью не особо сложных измерительных приборов и компьютера или калькулятора, умеющего извлекать корни и возводить в степень. Для еще более серьезного подхода к проектированию акустического оформления и учета характеристик динамиков рекомендую читать более серьезную литературу.

Автор этого «труда» не претендует на особые знания в области теории, а все тут изложенное является компиляцией из различных источников — как иностранных, так и российских.

Измерение параметров Тиля-Смолла R

_e, F_s, F_c, Q_es, Q_ms, Q_ts, Q_tc, V_as, C_ms, S_d, M_ms.

Для проведения измерений параметров Тиля-Смолла вам понадобится следующее оборудование:

1. Вольтметр.
2. Генератор сигналов звуковой частоты. Подойдут программы-генераторы, которые генерируют необходимые частоты. Типа Marchand Function Generator или NCH tone generator. Так как дома не всегда можно найти частотомер, можно вполне доверится этим программам и Вашей звуковой карте, установленной на компьютере.
3. Мощный (не менее 5 ватт) резистор сопротивлением 1000 ом.
4. Точный (+- 1%) резистор сопротивлением 10 ом.
5. Провода, зажимы и прочая дребедень для соединения всего этого в единую схему.

Рис. 1. Схема для измерений параметров Тиля-Смолла

Калибровка:

Для начала необходимо откалибровать вольтметр. Для этого вместо динамика подсоединяется сопротивление 10 Ом и подбором напряжения, выдаваемого генератором, надо добиться напряжения 0.01 вольта. Если резистор другого номинала, то напряжение должно соответствовать 1/1000 номинала сопротивления в Омах. Например, для калибровочного сопротивления 4 Ома напряжение должно быть 0.004 вольта.

Запомните! После калибровки регулировать выходное напряжение генератора НЕЛЬЗЯ до окончания всех измерений.

Нахождение сопротивления постоянному току R

_e

Теперь, подсоединив вместо калибровочного сопротивления динамик и выставив на генераторе частоту, близкую к 0 герц, мы можем определить его сопротивление постоянному току R_e. Им будет являться показание вольтметра, умноженное на 1000.

Впрочем, R_e можно замерить и непосредственно омметром.

Нахождение резонансной частоты динамика F

_s и R_max

Динамик при этом и всех последующих измерениях должен находиться в свободном пространстве. Резонансная частота динамика находится по пику его импеданса (Z-характеристике). Для ее нахождения плавно изменяйте частоту генератора и смотрите на показания вольтметра.

Та частота, на которой напряжение U_s на вольтметре будет максимальным (дальнейшее изменение частоты будет приводить к падению напряжения) и будет являться частотой основного резонанса F_s для этого динамика. Для динамиков диаметром больше 16 см эта частота должна лежать ниже 100 Гц.

Не забудьте записать не только частоту F_s, но и показания вольтметра U_s.

Умноженные на 1000, они дадут сопротивление динамика на резонансной частоте R_max, необходимое для расчета других параметров.

Нахождение Q

_ms, Q_es и Q_ts

Эти параметры находятся по следующим формулам:

Рис. 2. Формулы для измерений параметров Тиля-Смолла

Как видно, это последовательное нахождение дополнительных параметров R_o, R_x и измерение неизвестных нам ранее частот F₁ и F₂.

Рис. 3. График зависимости сопротивления постоянному току от резонансной частоты

Это частоты, при которых сопротивление динамика равно R_x. Поскольку R_x всегда меньше R_max, то и частот будет две — одна несколько меньше F_s, а другая несколько больше.

Определяют частоты F₁ и F₂ ниже и выше резонансной частоты F_s, при которых напряжение на зажимах головки принимает некоторое значение U_1,2, меньшее U_s. Например, U_1,2 = 0,7 U_s . Вы можете проверить правильность своих измерений следующей формулой:

Рис. 4. Формула расчета резонансной частоты динамика

Если расчетный результат отличается от найденного ранее больше, чем на 1 герц, то нужно повторить все сначала и более аккуратно. Итак, мы нашли и рассчитали несколько основных параметров и можем на их основании делать некоторые выводы:

1. Если резонансная частота динамика выше 50 Гц, то он имеет право претендовать на работу в лучшем случае как мидбас. О сабвуфере на таком динамике можно сразу забыть.
2. Если резонансная частота динамика выше 100 Гц, то это вообще не низкочастотник. Можете использовать его для воспроизведения средних частот в трехполосных системах.
3. Если соотношение F_s/Q_ts у динамика составляет менее 50-ти, то этот динамик предназначен для работы исключительно в закрытых ящиках. Если больше 100 — исключительно для работы с фазоинвертором или в бандпассах. Если же значение находится в промежутке между 50 и 100, то тут нужно внимательно смотреть и на другие параметры — к какому типу акустического оформления динамик тяготеет. Лучше всего для этого использовать специальные компьютерные программы, способные смоделировать в графическом виде акустическую отдачу такого динамика в разном акустическом оформлении. Правда при этом не обойтись без других, не менее важных параметров — V_as, S_d, C_ms и L.

Нахождение площади поверхности диффузора S

_d

Это так называемая эффективная излучающая поверхность диффузора. Для самых низких частот (в зоне поршневого действия) она совпадает с конструктивной и равна:

Рис. 5. Формула расчета площади поверхности диффузора

Радиусом R в данном случае будет являться половина расстояния от середины ширины резинового подвеса одной стороны до середины резинового подвеса противоположной. Это связано с тем, что половина ширины резинового подвеса также является излучающей поверхностью. Обратите внимание, что единица измерения этой площади — квадратные метры. Соответственно и радиус нужно в нее подставлять в метрах.

Нахождение индуктивности катушки динамика L

Для этого нужны результаты одного из отсчетов из самого первого теста. Понадобится импеданс (полное сопротивление) звуковой катушки на частоте около 1000Гц. Поскольку реактивная составляющая (X_L) отстоит от активной R_e на угол 900, то можно воспользоваться теоремой Пифагора:

Рис. 6. Формула импеданс катушки на определеной частоте

Поскольку Z (импеданс катушки на определенной частоте) и R_e (сопротивление катушки по постоянному току) известны, то формула преобразуется к:

Рис. 7. Формула импеданс катушки на определеной частоте

Найдя реактивное сопротивление X_L на частоте F можно рассчитаь и саму индуктивность по формуле:

Рис. 8. Формула индуктивности катушки

Измерение эквивалентного объема V

_as

Есть несколько способов измерения эквивалентного объема, но в домашних условиях проще использовать два: метод «добавочной массы» и метод «добавочного объема».

Первый из них требует из материалов несколько грузиков известного веса. Можно использовать набор грузиков от аптечных весов или воспользоваться старыми медными монетками 1,2,3 и 5 копеек, поскольку вес такой монетки в граммах соответствует номиналу.

Второй метод требует наличия герметичного ящика заранее известного объема с соответствующим отверстием под динамик.

Нахождение V

_as методом добавочной массы

Для начала нужно равномерно нагрузить диффузор грузиками и вновь измерить его резонансную частоту, записав ее как F’_s. Она должна быть ниже, чем F_s. Лучше если новая резонансная частота будет меньше на 30%-50%. Масса грузиков берется приблизительно 10 граммов на каждый дюйм диаметра диффузора. Т.е. для 12″ головки нужен груз массой около 120 граммов.

Затем необходимо рассчитать C_ms на основе полученных результатов по формуле:

Рис. 9. Формула расчета относительной жесткости

где М — масса добавленных грузиков в килограммах.

Исходя из полученных результатов V_as(м³) рассчитывается по формуле:

Рис. 9. Формула расчета эквивалентного объема

Нахождение V

_as методом добавочного объема

Нужно герметично закрепить динамик в измерительном ящике. Лучше всего это сделать магнитом наружу, поскольку динамику все равно, с какой стороны у него объем, а вам будет проще подключать провода. Да и лишних отверстий при этом меньше. Объем ящика обозначен как V_b.

Затем нужно произвести измерения Fс (резонансной частоты динамика в закрытом ящике) и, соответственно, вычислить Q_mc, Q_ec и Q_tc. Методика измерения полностью аналогична описанной выше. Затем находится эквивалентный объем по формуле:

Рис. 10. Формула расчета эквивалентного объема методом добавочного объема

Полученных в результате всех этих измерений данных достаточно для дальнейшего расчета акустического оформления низкочастотного звена достаточно высокого класса. А вот как оно рассчитывается — это уже совсем другая история.

Определение механической гибкости C

_msРис. 11. Формула расчета механической гибкости динамика

Где S_d — эффективная площадь диффузора с номинальным диаметром D. Как вычислять написано ранее.

Определение массы подвижной системы M

_ms

Она легко рассчитывается по формуле:

Рис. 12 Формула расчета массы подвижной системы

Двигательную мощность (произведение индукции в магнитном зазоре на длину провода звуковой катушки) BL

Рис. 112 Формула расчета двигательной мощности динамика

Самое главное не забывайте, что для более точных значений измерения параметров Тиля-Смолла необходимо проводить эксперимент несколько раз, а затем путем усреднения получать более точные значения.

Калькулятор расчета параметров Тиля-Смолла

В калькуляторе параметры набирать через точку, ноль перед точкой вводить не обязательно.

Температура воздуха, °C

Радиус R динамика, м

Сопротивление постоянному току звуковой катушки R_e, Ом

Точное сопротивление калибровочного резистора R_k, Ом

Напряжение U_k на сопротивлении R_k, Ом

Частота основного резонанса головки в свободном пространстве F_s, Гц

Напряжение U_s при F_s, В

Напряжение U_1,2 будет, В

Частота резонанса головки F₁ на U_1,2, Гц

Частота резонанса головки F₂ на U_1,2, Гц

Проверка частоты основного резонанса головки в свободном пространстве F_s, Гц

Объем измерительного ящика V, м³

Резонансная частота динамика в ящике F_c, Гц

Эквивалентный объем V_as, m³

Механическая добротность Q_ms

Электрическая добротность Q_es

Полная добротность Q_ts

Механическая гибкость C_ms

Рекомендуемое акустическое оформление:

О громкоговорителях со сдвоенными головками →

← Современный электростатический громкоговоритель

 

Измерение громкоговорителя

Пожалуйста, сделайте пожертвование, чтобы поддерживать этот сайт. ..

Компьютерные измерения акустических громкоговорителей

Рекомендации по измерению Что вам нужно? Настраивать Подключить оборудование

Схемы подключения аудиокабелей Работа с шумом Калькуляторы

Выход громкоговорителя трудно измерить, потому что это должно быть сделано с микрофон. Измерительные микрофоны обычно являются всенаправленными, что означает, что они улавливать не только выходной сигнал громкоговорителя, но и любые фоновые шумы и звук, отраженный от объектов вокруг громкоговорителя. Это означает, что эхо от стен комнаты, где проводятся измерения испортить прямой вывод из динамика. Одним из решений этой проблемы является создание безэховая камера — очень дорогой вариант. Другая техника состоит в том, чтобы сделать измерения на открытом воздухе с тестовым динамиком и микрофоном наверху мачты. Этот работает хорошо, но только в солнечные дни, когда нет фонового шума. Третий вариант становится возможным, если мы сможем захватить выходной сигнал громкоговорителя. как цифровой сигнал. После оцифровки акустического сигнала из динамика можно проанализировать математически. Предположим, что мы подаем импульс в громкоговоритель. Преобразование Фурье импульса — это частотная характеристика, сумма, которую можно сделать легко в комп. Итак, если мы захватим импульсные данные, мы сможем найти частоту отклик громкоговорителя. Хитрость заключается в том, чтобы выбрать, какую часть импульса трансформировать. Намеренно усекая «хвост» импульса, мы можем эффективно от отражений, так как они достигают измерительного микрофона позже, чем прямой звук. Отражения удаляются окном во времени. Этот оконный метод очень эффективен и используется во многих коммерческих громкоговорителях. пакеты измерений. Его главный недостаток заключается в том, что его трудно откалибровать. микрофон для отображения измеренного абсолютного уровня звукового давления. Это из-за используемый математический метод (БПФ) в сочетании с обычными методами калибровки микрофона (использование поршневых телефонов и т. д.). Даже в этом случае метод дает хорошие относительные измерения. Если вам нужно сделать набор измерений для сравнения, вы должны использовать идентичные настройки для каждого. В противном случае относительные уровни, которые вы записываете, не будут сопоставимы. Вопросы измерения Существует несколько основных правил, применимых к этой форме измерения. 1. Время до первого отражения определяет длину окна. Это фиксируется размер измерительного помещения. 2. Длина окна определяет отсечку низких частот. Отсечка низких частот измерение всегда больше, чем обратное значение длины окна. 3. Поскольку собираемые и обрабатываемые данные имеют постоянное количество точек на Гц в самых нижних октавах измерения очень мало точек данных. Половина точки данных будут в верхней октаве. 4. Ширина импульса определяет ширину полосы измерения. Чем шире необходимая полоса пропускания, тем уже должен быть импульс. 5. Энергия в импульсе определяется его шириной и высотой. Широкий высокий пульс будет содержат больше энергии, чем короткие узкие. Что вам нужно? Мин. шт. 1 ГГц мин. 512Мб памяти 60 МБ свободного места на жестком диске Windows 98, Windows 2000, Windows Vista (зависит от программного обеспечения) Полнодуплексная звуковая карта Измерительный микрофон Внешний микрофонный предусилитель рекомендуется: Усилитель мощности (мин. 15 Вт при 4 Ом) Одноканальная измерительная установка для акустических измерения рис. 1 Двухканальная измерительная установка для акустических измерений рис. 2 Для защиты входа звуковой карты от высокого напряжения, создаваемого блоком питания. усилителя рекомендуется использовать схему пробника напряжения, как показано на рис. 2. Сопротивления резисторов R1 и R2 должны быть выбраны для произвольного затухания (т.е. R1=8200 Ом). и R2=910 Ом дает пробник с затуханием -20,7 дБ (0,0923) при обычном входном сопротивлении звуковой карты — 10 кОм). В одноканальном режиме и полудвухканальном режиме этот зонд не подключен . полудвухканальная измерительная установка для акустических размер рис. 3 Настройка Чтобы настроить динамик по оси, вам нужно настроить динамик на стоять как можно дальше от всех отражающих поверхностей. Также следует попытаться найти самое тихое место для проведения измерений, так как шум, добавленный к отклику, ухудшит Результаты. Измерительный микрофон должен располагаться на расстоянии около 1 м от динамика. на выбранной оси измерения. Когда вы настроили микрофон и динамик, измерьте расстояния до ближайшей отражающей поверхности с помощью рулетки. Обычно это будет либо пол, либо потолок. Отсечка низких частот = 343 /( (2 * (x2 + h3)0,5) Где 343 м.с-1 — скорость звука. Для помещения с высотой потолка 2,4 м и Измерение расстояния в 1 м дает: Отсечка низких частот = 343 /( (2 * ((0,52 + 1,22)0,5) = 132 Гц Итак, для комнаты такого размера вы знаете, что любые данные, показанные ниже 132 Гц мусор! Имейте в виду, что вы должны указать дополнительное поле, потому что очень мало точек данных, собранных в нижних октавах измерения. Подключить оборудование. Борьба с шумом По возможности, вы должны попытаться использовать тихую комнату для ваших измерений, возможно, используя номер в нерабочее время. Однако вы можете обнаружить, что фоновый шум в ваша тестовая среда по-прежнему затрудняет получение хороших результатов. Если это произойдет есть две вещи, которые могут помочь. Используйте крутой фильтр высоких частот на микрофоне для удаления низкочастотного шума. Вы можете адаптировать этот фильтр к практическому низкочастотному пределу вашего мерная комната.

---

Калькуляторы и ссылки

---

© mh-Audio.nl  —  Отказ от ответственности

Понимание обзорных измерений громкоговорителей, часть I

Более последние пару лет обзоры акустических систем Audioholics содержат графики измерений которые вызвали у многих читателей вопросы о значении и важности отображаемой в них информации. Некоторые читатели нашли информацию в них сбивает с толку, и это наша вина, что мы не распознали, насколько загадочны эти вид представлений для среднего читателя. Можно легко взять эти виды визуализации данных само собой разумеющиеся, когда человек тратит так много времени на с мелочами поведения громкоговорителей, и это иногда может привести нас к предполагать слишком много знаний от имени читателя, особенно новичков в аудио хобби. У нас есть несколько статей, объясняющих информацию, отображаемую в некоторые из наших графиков (см. ссылки в конце этой статьи), но мы решили что нужно что-то более простое, чтобы помочь тем, кто еще не по колено в этом хобби, так как предыдущие статьи, посвященные этому, были довольно технический. Поскольку измерения громкоговорителей по своей сути являются техническими вопросами, может быть немного сложно сформулировать эти понятия в гораздо более простых терминах, но мы все же попробуем.

Частотная характеристика

Давайте начнем наши объяснения графиков измерения громкоговорителей с самых основных график поведения говорящего: АЧХ. Иногда это также называется амплитудной характеристикой. Частотная характеристика — это мера того, как говорящий отвечает на протяжении всей спектр звуковых частот при одинаковом усилении. Ось x частоты график отклика представляет частоту или то, что мы слышим как высоту тона, а ось Y графика представляет амплитуду или то, что мы слышим как громкость. Аналогия насколько громко звучат клавиши фортепиано при ударе с той же силой. Подобно тому, как высота звука движется вверх слева направо на фортепианной клавиатуре, график АЧХ обычно начинается с низкочастотного звука слева стороне графика и повышается по высоте к более высоким частотам по мере продвижения к верно. В идеале пианино должно воспроизводить все эти ноты с одинаковой громкостью. клавиши бьют с одинаковой силой. Точно так же отлично себя ведет громкоговоритель будет иметь абсолютно ровный отклик на всей частоте спектра при одинаковом усилении для всех частот. Мы назвал бы эту идеальную характеристику «плоской», поскольку на графике частотной характеристики это будет выглядеть как плоская линия на всех частотах. Громкоговоритель с идеальной АЧХ добиться в реальности невозможно, но многие производители динамиков стараются подобраться как можно ближе.

Частотная характеристика по оси

 

Частотная характеристика по оси (иногда называется прямая ось частота АЧХ, но в дальнейшем я буду называть ее осевой частотной характеристикой) частотная характеристика звука, который находится непосредственно перед динамиком, поэтому он — это ответ говорящего в том направлении, в котором он указывает, т. е. «цель» говорящего. Ее следует рассматривать как первичное измерение способности говорящего. поведение. Если динамик направлен прямо на слушателя, возможно, это был бы самый важный сингл измерение отклика, поскольку из всего звука, который излучает динамик, будет то, что первым достигнет слушателя. Первое прибытие звук является основным фактором, определяющим характер громкоговорителя для слушателя. Однако не всегда говорящий будет направлен прямо на слушатель; слушатели часто заканчивают тем, что слушают говорящего в разный угол. Любой другой угол частотной характеристики громкоговорителя равен называется вне оси частота ответ.

Как упоминалось ранее, наиболее идеальное измерение осевой частоты ответ совершенно плоский, но опять же, это не реальный мир, поэтому форма, которую нужно искать, является как можно более плоской кривой отклика, по крайней мере, если вас интересует точность. Теоретический динамик с совершенно плоским осевая частотная характеристика будет означать, что он способен воспроизводить исходный контент с идеальной точностью, по крайней мере, для позиции прямо впереди этого. Чем дальше кривая АЧХ отклоняется от плоской формы, тем менее точен динамик.

Внеосевые частотные характеристики

Если громкоговоритель не направлен прямо на вас как на слушателя, вы слушаете к нему под углом вне оси, который обычно имеет другую частотную характеристику формы, чем осевая частотная характеристика. Для точности вне оси ответы тоже должны иметь плоскую форму, естественно, но, как и в случае осевого частотная характеристика, это невозможно, поэтому разработчики громкоговорителей обычно пытаются иметь гладкий отклик, который имеет тесную корреляцию с осевой частотой ответ. Этому есть две основные причины. Во-первых, много раз слушатели не будет слушать динамик под углом, который находится прямо перед это, поэтому динамик должен попытаться хорошо звучать под другими разумными углами. Второй, большая часть того, что мы слышим в комнате, — это отраженный звук от громкоговорителя, а не просто звук, идущий прямо из динамика к уху слушателя. Таким образом, даже если прямой звук по оси был абсолютно точным, динамик все еще может звучать плохо, если звук, излучаемый под другими углами, имеет очень плохую частоту ответ. Давайте теперь посмотрим на некоторые графики, которые включают как осевые, так и внеосевые графики. ответы…

Окно прослушивания

    

Обычно самые важные внеосевые углы, на которые динамик должен удерживать хороший отклик это те углы, которые близки к осевому углу, и наиболее важные из них эти близкие к оси углы — это те, которые находятся в горизонтальной плоскости к осевой угол. Эти углы являются наиболее важными, потому что большинство людей не слушают своих ораторов под дальними углами, и они склонны слушать свои динамики под значительно разными боковыми углами, но незначительно различные вертикальные углы. Например, зона прослушивания может состоять из широкий диван или секционный, поэтому он будет иметь широкую площадь по горизонтали, но это делают редко люди слушают свои динамики под существенно большим или меньшим углом, поэтому потенциальные позиции прослушивания, как правило, занимают узкую вертикальную область.

А Единственная мера откликов, возникающих на осевом отклике и вблизи него, равна называется «окном прослушивания». Кривая окна прослушивания представляет собой среднее значение горизонтальные отклики при +/- 10, 20 и 30 градусах по горизонтальной оси, и +/- 10 градусов по вертикальной оси. Он охватывает большую часть территории, на которой слушатели обычно слушают. Значение окна прослушивания ответ заключается в том, что он будет напоминать ответ, который приходит к слушателю ушами, так как большинство людей будут слушать под этим углом с уважением к говорящему. Другими словами, пока слушатель находится в разумной области передней зоны покрытия динамика, которая находится под углом 60 градусов перед динамик, реакция первого прихода звука из динамика должна напоминают кривую окна прослушивания. Как мы уже говорили, первая приход звука является основным фактором, определяющим характер громкоговорителя для слушатель.

Ранние размышления

   

Мы упоминалось ранее, что многое из того, что мы слышим от типичного звука домашней аудиосистемы система — это не прямой звук из самих динамиков, а отраженный звук с поверхностей в комнате, таких как стены, столы, полы и практически с любых твердый объект. Самыми сильными из этих отражений являются ранние отражения , которые имели только один «отскок» от поверхности комнаты, прежде чем попасть в область прогнозируемой позиции прослушивания. Эти ранние размышления важны потому что, если их кумулятивный ответ будет очень неравномерным по сравнению с прямым звуковой реакции динамика, они могут повредить общему качеству звука система. Ранние отражения являются доминирующим фактором в частоте в помещении Отклик на низких и средних частотах. Они имеют большое значение в определение тонального баланса громкоговорителя в типичной домашней аудиосистеме.

Эти ранние отражения имеют измерение, которое показывает их общее поведение: ответ «ранних размышлений». Большая часть звука, который включает в себя ранний отражения преимущественно исходят от передней половины динамика, поэтому Кривая ранних отражений является средней для большей части вертикали и всех горизонтальные осевые отклики от передней полусферы динамика. Рано кривая отражения почти всегда немного ниже по амплитуде, чем при прослушивании. кривая отклика окна или кривая частотной характеристики на оси, потому что раннее Отклик на отражения включает в себя отклики от далеких внеосевых углов, где обычные громкоговорители не излучают столько акустической энергии, сколько участок прямо перед ним. Обычно это вызывает наклон вниз в реакция по мере увеличения частоты. В этом показателе очень точный громкоговоритель должен иметь ровную линию в виде кривой, напоминающей его ось ответ. Такая кривая будет означать, что звук воспроизводится под большинством углов вокруг динамик имеет хорошую корреляцию с осью и окном прослушивания ответы. Если в ранних отражениях есть очень большие провалы или пики ответ, который может привести к тонально несбалансированному звуку.

Звуковая мощность

     

Кривая звуковой мощности не является хорошим показателем качества звука…

звук, издаваемый динамиком под любым углом, обобщается «звуком кривая мощности. Звуковая характеристика мощности представляет собой частотную характеристику всех акустическая энергия, излучаемая динамиком со всех сторон. Само по себе оно не является хорошим руководством по качеству звука, потому что большая часть информации, включает не очень важно, например, внеосевые углы далеко позади динамик, который обычно не имеет большой мощности и, таким образом, не влияет на слушатель очень. Если эта кривая очень неровная, это может указывать на проблема, но читателям рекомендуется не читать слишком много в этом ответе. Для обычным домашним аудиопользователям, это было бы полезно только в качестве предиктора шума в помещении. Отклик в диапазоне средних и верхних частот. Он более полезен как часть данных, из которых мы можем получить индексы направленности, которые обсуждаются ниже.

Индекс направленности звуковой мощности

 

индекс направленности звуковой мощности не представляет собой условную частоту отклик, который просто показывает зависимость амплитуды громкоговорителя от частоты. Вместо, он показывает, сколько акустической энергии излучает динамик в прямом направлении. направление по отношению к энергии, излучаемой во всех направлениях. Другими словами, звук индекс направленности мощности (обычно называемый просто «DI» или «индекс направленности», который как мы будем называть его в дальнейшем) является мерой того, насколько направленным звуковая эмиссия динамика. Высоконаправленный динамик — это тот, в котором звуковое излучение содержится в узком луче. Он проецирует звук наружу в виде очень узкий угол, поэтому любой, кто не находится рядом с осевым углом для динамика не будет подвержен сильному прямому звуку из динамика. Очень не — направленный динамик будет проецироваться звучат равномерно под очень широким углом. Чтобы привести некоторые гипотетические примеры, полностью направленный динамик излучал бы всю свою акустическую энергию в одном направлении, как лазерный луч, в то время как полностью ненаправленный динамик будет издавать звук одинаково во всех направлениях, как сферическая лампочка (это было бы идеал настоящего омниполярного динамика).

 

Результирующая кривая индекса направленности показывает нам, насколько прямое смещение динамик имеет.

индекс направленности определяется путем вычитания отклика звуковой мощности из отклик окна прослушивания, и результирующая кривая показывает нам, насколько прямое смещение, которое имеет динамик, или отношение его энергии, направленной вперед, к его всенаправленная энергия на частоту. В этом показателе полностью ненаправленный динамик будет иметь значение 0 дБ для всей его полноты. частотная характеристика, так как не было бы никакой разницы в энергии, проецируемой с какого-либо конкретного направления. Другими словами, амплитуда, измеренная в Отклик окна прослушивания ничем не отличается от такового по мощности звука ответ; эти два ответа будут иметь одинаковые кривые, поэтому они отменят вне. Высоконаправленный динамик, излучающий всю свою энергию вперед направление, с другой стороны, будет иметь индекс направленности, который будет очень приподнят и будет почти идентичен по амплитуде и форме прослушиваемому кривая окна. Следовательно, когда индекс направленности имеет более высокие уровни амплитуды в некоторой полосе частот он более направлен в этой полосе частот и проецирует больше своего звука в одном направлении, а не в широком направлении угол.

Итак Что означает кривая индекса направленности с точки зрения качества звука? Один желательной характеристикой индекса направленности является то, что он не должен содержать диких колебания по амплитуде. Очень каменистый индекс направленности указывает на то, что различные полосы частот имеют сильно различающиеся углы рассеивания, или, чтобы Иными словами, некоторые диапазоны звука будут иметь гораздо большее отклонение от оси. энергии, чем другие. Как мы уже говорили, поскольку многое из того, что мы слышим в комнате, отражения от внеосевой акустической энергии, неустойчивый индекс направленности будет создают неравномерный характер звучания. Помимо полуплоской направленности индекс, желаемый уровень направленности попадает в более ситуативный Приложения. Меньший уровень направленности может быть преимуществом, например, в случаи, когда зона прослушивания очень широка, так что говорящий должен обеспечивают широкий угол охвата, поэтому каждый слышит полный звук. В других обстоятельствах повышенный индекс направленности может быть преимуществом, когда полезна узкая диаграмма рассеивания, например, в случаях, когда больший контроль требуется звуковой тракт. Пример того, где высокая направленность может быть преимущество в больших и акустически живых помещениях.

Как для качественных различий между высоконаправленным динамиком и более ненаправленный динамик, исследование, проведенное Национальным исследовательским советом Канады (он же NRC) намеки на то, что большинство людей предпочитают звук громкоговорителей с широкой дисперсией потому что боковые отражения добавляют ощущение простора и более широкого звуковая сцена. ¹  Имелись некоторые свидетельства того, что широкий дисперсионные громкоговорители жертвуют некоторой точностью стереоизображения, чтобы чтобы достичь их большего ощущения атмосферы, хотя окончательное исследование не в это время. В конечном счете, это может показаться делом личного предпочтение; тем, кто хочет большего ощущения простора, следует искать динамики с низким индексом направленности и те, кто хочет получить более точную визуализацию следует искать высокий индекс направленности. Следует отметить в этот момент, что Акустика помещения и расположение динамиков будут играть важную роль в этом. также качества. По моему собственному опыту я обнаружил, что и широкое рассеивание динамики и динамики с узкой дисперсией могут иметь отличное изображение, а также ощущение простора и атмосферы.

Индекс направленности раннего отражения

 

Для обычные громкоговорители, что может быть более важным и значимым, чем Индекс направленности звуковой мощности — это «индекс направленности ранних отражений» (или ранние размышления Д. И.). Индекс направленности раннего отражения представляет собой кривую, показывает, как направлена ​​акустическая энергия динамика среди углов, которые будут производить первые размышления. Это отношение энергии ранних отражений измерение, которое является направленным. Он рассчитывается путем вычитания начального отражает отклик от отклика окна прослушивания. Недостаток Индекс направленности звуковой мощности — это фактор, влияющий на значительный объем данных. что относительно неважно в стандартных громкоговорителях, а именно акустический энергия, излучаемая задней полусферой динамика. Однако большинство ораторов являются конструкциями, направленными вперед, что означает, что они излучают большую часть своего звука в одиночные, направленные вперед (их часто ошибочно называют «монопольными» динамиками, а монополь — это точнее точечный источник, излучающий одинаково во все стороны, чего не скажешь ведут себя динамики, направленные вперед).

Как с индексом направленности звуковой мощности, желательной характеристикой, которую следует искать в показатель направленности ранних отражений представляет собой гладкую кривую, не имеющую каких-либо крупных неровностей или не очень «бугристый» и неровный. Похоже на звук индекс направленности мощности, повышенный индекс направленности ранних отражений указывает на очень направленный динамик с узкой дисперсией и низкий ранний Индекс направленности отражений указывает на широкую дисперсию динамика.

Стандарт ANSI/CTA-2034-A, также Известный как «Спин-О-Рама»

шесть измерений, описанных выше, отображаются вместе как группа, известный как измерительный набор «Спин-О-Рама», разработанный Harman Международный. Он называется Спин-О-Рама, потому что включает в себя вращение динамик на 360 градусов как по вертикальной, так и по горизонтальной осям, чтобы получить необходимые данные для разработки набора измерений. Измерение частотной характеристики берется через каждые 10 градусов по полной вертикальной и горизонтальной осям, а Кривые Spin-O-Rama рассчитываются на основе всех этих измерений. Наука используется для установления этого набора измерений в качестве ориентира для характеристик громкоговорителя. пользовались таким уважением, что американские национальные стандарты Институт (также известный как ANSI) и Ассоциация потребительских технологий (также известный как CTA) включили его в их стандарт для измерения громкоговорителей домашнего аудио. Этот стандарт известен как АНСИ/СТА-2034-А.

Есть гораздо больше в интерпретации этих измерений, чем то, что было написано здесь, но, надеюсь, эта статья дала вам хороший старт для понимания что означает этот набор кривых отклика. Если вы хотите узнать больше, аудиоголики имеет эту статью: Цель Измерения громкоговорителей для прогнозирования субъективных предпочтений , что касается и этих измерений. Некоторые другие хорошие ресурсы для узнать больше о кривых Spin-O-Rama можно в этих официальных документах от Harman. Международный: аудио наука в Служба искусства и громкоговорителей и Комнаты для воспроизведения многоканального звука, часть 2. Сама лучшим источником для понимания значения этих измерений является книга Звук Репродукция: Психоакустика громкоговорителей и помещений , автор Доктор Флойд Тул. Звук Репродукция — отличный ресурс для тех, кто только начинает изучать звук. хобби, а также тех, кто был аудио энтузиастом в течение многих десятилетий.

Для тем, кто находит время, чтобы понять смысл Спин-О-Рамы набор измерений, знание будет иметь большое значение для определения признаки хорошо спроектированного громкоговорителя. Эти знания могут быть очень полезны для любой, кто увлекается этим хобби, потому что есть так много хороших дизайнов колонок которые, к сожалению, не доступны многим людям для демонстрации локально, поэтому эти измерения могут указать тип звукового характера, который имеет динамик без необходимости слышать это лично. Эти измерения также служат хорошим руководство для тех, кто просто хочет точный громкоговоритель, а не с «личность». Audioholics публикует эти измерения в наших обзорах полочные колонки, и, насколько нам известно, мы являемся ЕДИНСТВЕННЫМ сторонним публикация для этого. Надеемся, что другие издания последуют нашему примеру, так что потребители звука могут лучше понять характеристики громкоговорителей и выбрать правильный динамик для работы.

Узнайте о графиках Waterfall и Polar в: Understanding Loudspeaker Review Measurements Part II

¹ Тул, Флойд Э. «Измерения громкоговорителей и их отношение к предпочтениям слушателя: часть 2». Journal of the Audio Engineering Society 34.5 (1986): 323-348. PDF

Тул, Флойд Э. «Воспроизведение звука: акустика и Психоакустика громкоговорителей и помещений», третье издание, Focal Press, 2017.

SDX-LV сообщения от 29 июня 2019 г. 17:10

shadyJ, сообщение: 1323371, участник: 20472
Если вы можете отправить мне файлы данных в формате csv, возможно, я смогу чтобы превратить эти файлы в графы спин-о-рама, возможно, .

Хорошо, я учту это. Я лично получаю странные значения из файлов GLL — данные есть, но сложно выбрать правильные значения для экспорта в CSV. Что касается данных 3D3A, то они еще более продвинуты с импульсными откликами в виде необработанных данных. Наконец, из файлов CLF практически невозможно получить экспертные данные с помощью основного средства просмотра. Я буду искать дополнительную помощь с некоторыми из них, если я найду время для этого. Спасибо!

carlthess40 сообщения от 27 июня 2019 03:16

Кто-нибудь из вас, ребята, недалеко от Дейтоны или Орландо, Флорида? Нужна помощь с некоторыми динамиками, которые у меня есть здесь, которые нуждаются в построении кроссоверов, и это то, где я не очень плохо разбираюсь в

. Отправлено с моего iPhone с помощью Tapatalk.

ryanosaur сообщения от 27 июня 2019 00:14

*вздыхает
Все хорошо…

Если это не так… это (или по крайней мере три рецензии) должно стать липким! Слишком много полезной информации, чтобы доверять поисковой системе!

Еще раз спасибо!!!

shadyJ сообщения от 27 июня 2019 г. 00:10

ryanosaur, сообщение: 1323411, участник: 86393
Опять же, больше хороших вещей! Спасибо.