Измерения гармоник УНЧ + АС и других видов искажений посредством микрофона

[finn32]

Только что, Varios systems сказал:

Предлагаю сузить круг вопросов и для простоты работать в рамках самой простой модели, что на пластинке звук записан идеально, правильно или достоверно. И понять, что нужно сделать, чтобы эту запись повторить предельно возможно точно вблизи ушей слушателя, в специально неприспособленной КП.

Идеальная формулировка. Поддерживаю.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[BARS_]

2 часа назад, Varios systems сказал:

где неравномерность АЧХ +-20 дБ и мечтаете о том, что слушаете хороший, точный звук.

Во-первых, вы не можете дать никаких гарантий того, что ваша запись обладает "хорошестью и точностью". Во-вторых, подавляющему большинству пользователей будет глубоко фиолетово, насколько звук хороший и точный. Все определяется комфортом прослушивания. Слух у все устроен по разному, кому-то излишек басов кажется идеалом, кому-то поднятые ВЧ или СЧ и им ваше "точно-хорошее" звучание будет казаться плоским и невнятным. Все это актуально лишь для студий звукозаписи, но никак не для домашнего прослушивания. Так что для конечного пользователя ваши измерения лишены всякого смысла, ибо восприятие звука вещь слишком индивидуальная. Тут ровно как в кулинарии. Ни один повар не может гарантировать, что идеально приготовленное блюдо понравится абсолютно всем. Скорее всего, оно не понравится как минимум процентам 50-60 попробовавших. А если еще и окажется, что для употребления блюд еще и надо сидеть в строго определенном кресле, причем неподвижно, и смотреть строго прямо, то процент тех, кому блюдо понравится упадет практически до нуля. И вот именно это вы и пытаетесь предложить...

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Varios systems]

8 часов назад, BARS_ сказал:

Тут ровно как в кулинарии.

Тут пост про другое - про микрофоны, с помощью которых можно проанализировать качество работы АС + УНЧ, правильно выбрать места расположения АС и точки прослушивания в специально неприспособленном помещении прослушивания, осмысленно подкорректировать параметры звуковых сигналов от источника или акустические свойства помещения прослушивания, если есть большие искажения АЧХ.

Про музыкальное кресло есть отдельный пост. Не надо тут все вопросы, не относящиеся к теме поста валить в одну кучу.

[Реклама]

Организация питания на основе надежных литиевых аккумуляторов EVE и микросхем азиатского производства

Качественное и безопасное устройство, работающее от аккумулятора, должно учитывать его физические и химические свойства, профили заряда и разряда, их изменение во времени и под влиянием различных условий, таких как температура и ток нагрузки. Мы расскажем о литий-ионных аккумуляторных батареях EVE и нескольких решениях от различных китайских компаний, рекомендуемых для разработок приложений с использованием этих АКБ. Представленные в статье китайские аналоги помогут заменить продукцию западных брендов с оптимизацией цены без потери качества. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[12943]

18 часов назад, Varios systems сказал:

Тут пост про другое - про микрофоны, с помощью которых можно проанализировать качество работы АС + УНЧ,

УНЧ - идеальное звено в этой паре, анализировать его с помощью микрофона невозможно. Остаётся АС, анализировать их работу бессмысленно, если не предполагается доработка, практически всегда доработка не допустима.

18 часов назад, Varios systems сказал:

 правильно выбрать места расположения АС и точки прослушивания в специально неприспособленном помещении прослушивания,

Практически всегда вариантов нет (если не дворец).

18 часов назад, Varios systems сказал:

 осмысленно подкорректировать параметры звуковых сигналов от источника или акустические свойства помещения прослушивания, если есть большие искажения АЧХ.

Акустические свойства помещения жестко заданы чем-то более важным, нежели АС.

В сухом остатке - коррекция АЧХ (АС+помещуга).

Для того, чтобы результат после коррекции был лучше, чем до, нужны сверхлинейные полосовые и режекторные активные фильтры 2-3-4-го порядка с хорошей переходной характеристикой. Их есть у вас?

[Реклама]

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. 

Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Varios systems]

В 28.06.2022 в 06:50, 12943 сказал:

УНЧ - идеальное звено в этой паре, анализировать его с помощью микрофона невозможно. Остаётся АС, анализировать их работу бессмысленно, если не предполагается доработка, практически всегда доработка не допустима.

Не всегда, вот пример.

Спойлер

 

Изменения на графиках соответствуют изменению искажений УНЧ?

 

В 28.06.2022 в 06:50, 12943 сказал:

Практически всегда вариантов нет (если не дворец).

Все зависит от системы, если у вас напольники размером с холодильники в комнате 3х5, то да. Их уже особо не подвигаешь.

А если небольшие АС ( микро полочники) или студийные мониторы ближнего поля, то варианты их установки есть и не один. Кроме того, можно использовать специальны стойки, кронштейны крепления к мебели типа "стенка" или опорно - поворотные устройства в музыкальном кресле. Или даже  специальные стерео- стойки для высококачественного индивидуального прослушивания (это НОУ-ХАУ, расскажу потом, что это такое).

Спойлер

 

В 28.06.2022 в 06:50, 12943 сказал:

Для того, чтобы результат после коррекции был лучше, чем до, нужны сверхлинейные полосовые и режекторные активные фильтры 2-3-4-го порядка с хорошей переходной характеристикой. Их есть у вас?

Не понял про какие линейные фильтры вы говорите. Если использовать хорошие реальные эквалайзеры, то их линейность порядка 0,01% и ниже. Если использовать виртуальный эквалайзер в виде программы для компьютера, то там линейность определяется параметрами звуковой карты. Цифровые фильтры сами по себе не несут нелинейные эффекты. Нелинейные эффекты могут возникнуть, например в АС, если вы будете пытаться вытянуть с помощью эквалайзера провалы в АЧХ достаточно высокого уровня ( -10-25 дБ), соответственно добавляя на эту величину ( +10-25дБ) уровень сигнала в УНЧ и АС на соответствующих частотах провала АЧХ.

 

В 28.06.2022 в 06:50, 12943 сказал:

Акустические свойства помещения жестко заданы чем-то более важным, нежели АС.

Акустические свойства помещения не постоянны и зависят не только от положения АС относительно точки прослушивания, но и текущим состоянием геометрии самого помещения и его наполняющих вещей и предметов: мебели, положения штор, окон, дверей, положения других людей в КП и так далее.

Изменено 13 июля, 2022 пользователем Varios systems

[Реклама]

Литиевые аккумуляторы EVE Energy и решения для управления перезаряжаемыми источниками тока (материалы вебинара)

Опубликованы материалы вебинара Компэл, посвященного литиевым аккумуляторам EVE Energy и решениям для управления перезаряжаемыми источниками тока.

На вебинаре мы представили информацию не только по линейкам аккумуляторной продукции EVE, но и по решениям для управления ею, что поможет рассмотреть эти ХИТ в качестве дополнительной альтернативы для уже выпускающихся изделий. Также рассмотрели нюансы работы с производителем и сервисы, предоставляемые Компэл по данной продукции. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Varios systems]

Тут возникают вопросы по теме измерений микрофоном параметров звука в конкретной КП. В этой связи можно поговорить о методике совмещения измерений качества звука на слух и по приборам и с помощью измерительного микрофона.

Оценка качества работы системы звуковоспроизведения с помощью методики Д.Свободы, дополненной акустическими измерениями с помощью микрофона.

Общеизвестна методика, предложенная Д.Свободой по анализу качества работы звуковоспроизводящей аппаратуры в автомобиле или дома.
https://roshiend.ru/article/audiodoktor-fsq/
Эта методика позволяет на слух дать оценку качества работы аппаратуры и понять в первом приближении проблемы плохого звука в конкретной точке прослушивания.

Представляется целесообразным дополнить эту методику аппаратным измерительным комплексом, состоящих хотя бы из одного измерительного микрофона и современных измерительных программ для домашнего компьютера и несложной методикой более детальных измерений тест сигналов с использованием измерительного микрофона.

Желательно иметь калиброванный измерительный микрофон, который может имеет неравномерность не больше +-1-2 дБ в диапазоне частот 20-20 000 + Гц.
Можно использовать и не калиброванный микрофон - обычный капсюльный микрофон, который стоит, например в любой телефонной гарнитуре, но точность измерений параметров, например АЧХ будет на СЧ и особенно ВЧ существенно хуже. И это не страшно потому, что с помощью микрофона важно будет оценить неравномерность АЧХ акустического сигнала в самой важной части звукового диапазона - низкочастотной и средне частотной части звуковых волн примерно с 30 до 2-5 кГц. И самая критичная в плане качества звука является область частот примерно с 30 до 300-400 Гц поскольку на этих частотах на слух очень сложно, а порой и просто невозможно, определить на каких частотах есть провалы, а на каких подъемы в АЧХ.

Итак, суть аппаратного способа измерения параметров работы аппаратуры заключается в том, чтобы записать на звуковой редактор либо одно канальную запись работы каждой из АС в конкретной точке прослушивания, либо двухканальную запись (два микрофона находятся рядом друг с другом на расстоянии друг от друга порядка 15-20 см.).

Записывать в качестве тест сигналов можно все или отдельные треки аудиодоктора, которые есть по выше указанной ссылке.

В результате у вас получится например такая запись

https://disk.yandex.ru/d/EXtFhrItkurg3w

Реализация такой акустической, двухканальной записи может выглядеть примерно так

Спойлер

Также можно снять измерения АЧХ по любым другим программам, например по программе Rew V5.

В результате этих измерений можно будет потом детально, (не спеша, если надо будет с повторным многократным сравнительным прослушиванием на АС или на наушниках) проанализировать реальные искажения работы вашей системы и объективные высокоточные параметры линейных и нелинейных искажений всей системы, включая комнату прослушивания.

АЧХ ваших АС в точке прослушивания конкретного помещения прослушивания будут выглядеть примерно так.

Спойлер

 

Можно отдельно померить искажения и АЧХ сабвуфера

 

Спойлер

 

и ваших полочников или напольников.

Спойлер

 

и понять с каких частот эти излучатели реально играют, а на каких частотах комната прослушивания вносит сильные искажения в АЧХ и насколько эти искажения сильны.

Тут нет единых стандартов по параметрам искажений и неравномерности АЧХ на низких и суб низких (ниже 40 Гц) частотах.
На мой взгляд, высококачественной системой класса High-End можно считать систему, которая на номинальной мощности имеет искажения меньше 6-10% в полосе частот от 20 до 30 Гц. От 30 до 40 Гц меньше 2-5%. От 40 до 60 меньше 2-3%. От 60 до 100 Гц меньше 1-2 %. Выше 100 Гц меньше 0,5- 1 %. на частотах выше 1 кГц искажения должны быть меньше 0,2-0,1%. на частотах выше 7 кГц - меньше 0,05-0,015%.
Это чисто условная градация -  на вскидку.

Эти параметры достаточно жесткие, но физически реализуемые. Они многократно превосходят общеизвестные стандарты DIN на Hi-Fi аппаратуру и уже давно морально устарели, а новых еще не ввели.

Еще один важный момент. Надо делать поправку. Если у вас не калиброванный измерительный микрофон (как у меня), то на записи и на спектрограммах будет завал на НЧ за счет неравномерности АЧХ микрофона в области НЧ. Он может составлять порядка 10-15 дБ на частотах 20-30 Гц. 

Если вы перемерите АЧХ сабвуфера на калиброванном измерительном микрофоне у которого АЧХ ровная до 20 Гц, то вид графиков АЧХ будет более ровный..

Анализ этих графиков дает существенно больше полезной, содержательной информации, чем просто прослушивание музыки и специально подобранных треков.

Например, настройщику сразу видно, что у напольников, которые использовались в этом тесте, низкие искажения, примерно до 45-50 Гц. А вот ниже, начинается резкий рост искажений.

И частоты ниже 45 Гц лучше отрезать от этого излучателя.

У сабвуфера искажения ниже 45 Гц существенно меньше, и тут нужно принять меры к демпфированию или удалению посторонних предметов или панелей, стекол окон в КП, которые дают паразитные призвуки.
Для данной пары будет оптимальной частотой сшивки сабвуфера и напольников частота, порядка 45 Гц.

С одной стороны, напольники будут давать собранную, реалистичную звуковые фронты инструментов, играющих в низкочастотной области спектра, а с другой стороны сабвуфер будет поддерживать суб низкие частоты с малыми искажениями.
У АЧХ в точке прослушивания тоже есть недостаток достаточно большой провал сигнала на частотах 30-60 Гц и наоборот комната в этой точке прослушивания или установки измерительных микрофонов дает очень сильный подъем в районе 70-100 Гц. Но это не смертельно АЧХ можно подправить эквалайзером, сделав подъем АЧХ в районе 30 Гц примерно на 8-10 дБ и снизив усиление сигнала на частотах 70-100 Гц примерно на 6-8 дБ.

Можно подстроить АЧХ и на других частотах с помощью программного или физического эквалайзера.

Фазировку или синхронизацию во времени работы сабвуфера и АС можно делать по программам, где есть измерение АЧХ. На частоте сшивки возникает как бы плавный или резкий скачек фазы ( времени задержки). Двигая в пространстве сабвуфер, желательно постарться свести в ноль фазу на частоте сшивки.

Пример, если частота раздела Саба и АС составляет 100 Гц, то длина волны звука на этой частоте порядка 3 м. И если фазовый сдвиг на частоте сшивки составляет, например 180 град, то сабвуфер нужно сдвинуть примерно на 1,5 м. Но в акустическом пространстве помещения, эта методика работает не совсем так точно, как на открытом пространстве в очень большом зале или безэховой камере. Тут нельзя высоко точно вычислить оптимальное место установки сабвуфера относительно АС так, чтобы и АЧХ и ФЧХ были близки к идеальным. Оптимальные положения АС нужно искать экспериментально. И тут лучше использовать микро полочники или небольшие студийные мониторы ближнего поля. в качестве сабвуфера можно использовать практически любой активный или пассивный сабвуфер. Можно использовать и автомобильные Сабвуферы, например Урал. Это вполне себе прилично играющие сабвуферы где-то до 25-30 Гц по -3 дБ. На типовых мощностях при комнатном прослушивании искажения составляют порядка 1-3 %. А мощность в пике может достигать 250-700 Вт. 

Тут надо пояснить, что сильно изрезанная АЧХ напольников, на выше показанных графиках, получилась потому, что динамики включены на СЧ и ВЧ частотах нестандартно - фактически в параллель. Они излучают одни и те же частоты и работают в режиме имитатора объемного звука, пространственного звука от акустических инструментов (большой рояль, большой контрабас и т.д.). В дальнейшем планируется также включение динамиков по классической многополосной схеме би или три ампинга. Эти режимы пользователь может переключать на свой вкус.

Так, что не судите строго казачество работы системы - она еще не доработана и места установки АС и сабвуфера не оптимизированы.

Такую информацию вы на слух не получите, даже если будете месяцами вслушиваться в музыкальные треки. Вроде на слух и слышно, что на некоторых частотах НЧ есть явное подъем (гулкость помещения), а вот где провал в АЧХ определить уже трудно и просто невозможно. На частотах 20-40 Гц человек на музыкальных, динамичных тестах, этого не определит никогда.

А с помощью этой методики всю информацию можно получить за 30 минут измерений с точностью разрешающей способности вашего измерительного микрофона.

В качестве УНЧ использовался самодельный УНЧ на микросхемах TDA7294.

Еще один тонкий момент. Искажения всей системы желательно измерять по программе Rew V5 поскольку в этой программе нелинейные искажения вычисляются, как минимум по 9 гармоникам до 1 кГц. И есть также данные о суммарных искажениях с шумом. Эти данные более точно характеризуют реальные искажения акустической системы, чем измерения искажений, например в программе RMAA5.5, где нелинейные искажения измерятся  по двум гармоникам 2 и 3, а остальные гармоники не учитываются. В ряде ситуаций, особенно на низких и средних частотах и при использовании транзисторных УНЧ с большим числом гармоник,  отличия в измерениях нелинейных искажений могут быть  существенные (примерно на 3-10 дБ,  в 1,5 - 3 раза).

Изменено 13 июля, 2022 пользователем Varios systems

[Реклама]

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера  EVE в Компэл

Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW.

Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161