Передавальна функція: як виміряти?

  • Час 17-12-2014, 13:08
  • Автор admin
  • Коментарів 0 Комент.
  • Силка url

Досвідчені установники прекрасно знають, що звучання сабвуферного динаміка багато в чому залежить від параметрів корпусу, в якому він працює. Як правило, потрібні характеристики (параметри Тіель-Смолла) вказуються в супровідних документах басової головки, а існуючі в даний час різні комп'ютерні програми дозволяють змоделювати короб теоретично оптимального типу та об'єму. Для практичного же втілення задуманого слід враховувати ще один фактор, а саме передавальну функцію салону конкретного автомобіля.

Передавальна функція: як виміряти?

1) Необхідні інструменти: тестовий сабвуфер, аналізатор спектру, підсилювач, рулетка, цифровий вольтметр і т.д. 

Передавальна функція: як виміряти?

2) Тестовий сабвуфер встановлений у вантажному відсіку, а мікрофон - у підголівника водія, 

Передавальна функція: як виміряти?

3) Відстань від динаміка до мікрофона слід ретельно виміряти, 

Для початку трохи вступної інформації. Комп'ютерний софт, звичайно, порядком полегшує роботу інсталяторам, але не до такої міри, щоб цілком і повністю на нього покладатися. В принципі різні програми для розрахунку сабвуферних корпусів, що з'явилися останнім часом, досить точно прогнозують частотну характеристику басового динаміка. Однак отримана за допомогою електронного розуму крива АЧХ відноситься до відкритого простору, а не до салону автомобіля, де, власне, сабвуферу і належить працювати. У той же час НЧ-динамік, «одягнений» в корпус того чи іншого типу в фольксвагенском «Жука», звучить зовсім не так, як будучи розташованим в центральному колі футбольного поля. Більше того. Один і той же сабвуфер грає по різному в різних машинах. Приміром, саб, що має відмінну частоту у величезному Ford Explorer, в багажнику среднеразмерного Nissan Primera буде працювати з рук геть погано. Ті, хто вже набив руку в сабвуферостроеніі або хоч раз намагався за бажанням замовника (а то і заради експерименту) не мудруючи лукаво перенести корпусовані низькочастотний динамік з одного автомобіля в інший, про це прекрасно інформовані.

Чому так відбувається? Тут теж особливих секретів немає: невеликі замкнуті простору впливають на поширення звукових хвиль. І чим менше простір, тим більше вплив, який головним чином зводиться до підйому в області низьких частот, який аж ніяк не завжди благотворно позначається на звучанні всього аудіокомплексу. Ось тому-то і доводиться враховувати передавальну функцію кожного конкретного салону транспортного засобу. Тим більше що велика частина клієнтів настановних центрів чомусь в першу чергу вимагають «хороших басів», не завжди, правда, до кінця розуміючи, що стоїть за словом «хороших».

Отже, передавальна функція - це той ефект, який чинять на частотну характеристику акустичні умови салону автомобіля. Оскільки сабвуфери практично завжди грають до 200 Гц (а в даному матеріалі ми розбираємо тільки проблеми, що виникають з басової складової частотного спектра), то все, що вище, нас не цікавить. Будь-якої універсальної формули для обчислення передавальної функції, природно, не існує, і кожен конкретний випадок доводиться розбирати емпіричним шляхом.

Що для цього потрібно? Порядком перерахування: аналізатор спектру (RTA); мікрофон; цифровий вольтметр; тестовий диск із записаними на ньому фрагментами рожевого шуму; підсилювач потужності; тестовий сабвуфер в закритому корпусі; рулетка; папір; олівець. Обчислення передавальної функції салону зводиться до трьох операціями: 1). Вимірювання частотної характеристики сабвуфера всередині транспортного засобу; 2). Вимірювання частотної характеристики сабвуфера у відкритому просторі при тому ж рівні сигналу і на такій же відстані від мікрофона, що і в першому випадку; 3). Віднімання частотної характеристики, отриманої у відкритому просторі з частотної характеристики, отриманої всередині транспортного засобу.

Остання крива і буде передавальної функцією конкретного автомобіля. Вона потім може бути співвіднесена з АЧХ інсталюється НЧ-динаміка, аби з достатньою точністю передбачити його «поведінку», внести необхідні зміни в конструюються корпус ще до початку його будівництва і в результаті «відрегулювати» амплітудно-частотну характеристику в потрібну сторону. Природно, треба враховувати, що багато залежить від позиції сабвуфера в машині. Тому не зайвим буде отримати графіки передавальної функції для декількох положень саба, заодно визначивши оптимальне місце для його установки.

Передавальна функція: як виміряти?

4) Вся інформація на екрані вимірювального комплексу, 

Передавальна функція: як виміряти?

5) З полюсів динаміка знімається напруга,

Передавальна функція: як виміряти?

6) При «зовнішніх» вимірах мікрофон розташовується строго по осі дифузора.

Для проведення першого виміру тестовий сабвуфер повинен бути поставлений на обрану для монтажу реального ящика з реальним динаміком позицію в автомобілі. У нашому варіанті саб (з дозволу клієнта одного з московських настановних центрів) був розміщений з правого боку вантажного відсіку Mitsubishi Eclipse 1995 року випуску. Щоб уникнути нікому не потрібних розбіжностей і помилок в кінцевих результатах треба бути абсолютно впевненим в ідентичності заданих параметрів. Тобто відстань від динаміка до мікрофона (він по загальновизнаним нормам IASCA встановлюється в районі підголівника водійського крісла), а також рівень сигналу (як правило, на частоті 25 Гц він повинен перевищувати на 10 дБ рівень шуму в салоні), що подається на динамік, при обох («внутрішніх» і «зовнішніх») вимірах повинні бути однаковими. Тому вибрані при першому («внутрішньому») вимірі величини при другому міняти вже буде не можна.

Передавальна функція: як виміряти?

Після того, як необхідна інформація з'явилася на екрані вимірювального комплексу, за допомогою цифрового вольтметра знімаються показники напруги на полюсах динаміка. Далі краще бути обережніше і не чіпати регулятор посилення, контролери вхідний і вихідний чутливості на аналізаторі спектру і будь-які інші регулятори, які можуть вплинути на рівень сигналу, що подається на динамік або ж на змінювані параметри RTA.

Завершальний етап - роздруківка інформації. Аналізатори типу AudioControl SA-3050A або LinearX pcRTA дозволяють отримувати дані у вигляді таблиці, що досить зручно для подальших обчислень. Якщо ж аналізатор не підключений до принтера, то доводиться від руки записувати рівень сигналу на частотах, які фігурують на дисплеї (20, 25, 31.5, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160 і 200 Гц). Шаблон таблиці можна роздобути, наприклад, на інтернет-сайті www.jbl.com.

Друга стадія, як ми вже сказали, зводиться до вимірів поза транспортного засобу. В ідеалі їх рекомендується проводити при мінімальному навколишньому шумі, при цьому звукові хвилі, створювані тестовим сабвуфером, не повинні «натикатися» на будь-які відображають поверхні. Оскільки ідеальних умов так званої безлунній камери домогтися рідко коли вдається, за легкотравний варіант можна прийняти вимірювання в тихому приміщенні, в якому мінімальна відстань від динаміка до найближчої стіни одно не менше 10 метрів. В іншому випадку можливі похибки на самих нижніх басових частотах.

Тестовий сабвуфер з випромінюючої поверхнею, зверненої до мікрофона, поміщається на підставку (стіл) висотою не менше одного метра від підлоги. У свою чергу мікрофон розташовується строго по центральній осі дифузора динаміка на тій же відстані, що й при внутрісалонних вимірах. Після цього за допомогою все того ж RTA знімається частотна характеристика, а потім - свідчення з вольтметра. Якщо напруга на полюсах динаміка не відповідає значенню, яке фігурувало при попередньому вимірі, то вам буде потрібно відрегулювати посилення або гучність на головному пристрої, щоб привести рівень вихідного сигналу у відповідність з раніше заданими параметрами (але тільки в цьому випадку). Після чого вимірювання проводяться ще раз. Далі - все як на попередній стадії: роздруківка або запис отриманих значень в таблицю.

Тепер, коли у вас є дві частотні характеристики тестового сабвуфера, можна приступати до обчислення передавальної функції, яке зводиться до віднімання другого набору рівнів SPL на відповідних частотах з першого. Результати заносяться в таблицю і точками позначаються на графіку. З'єднання точок дає нам криву передавальної функції. Ось як це вигладить в нашому варіанті.

Може виникнути питання: що з цією функцією передачі робити далі і заради чого пускатися у всі тяжкі? Все дуже просто. Знаючи, як особливості салону впливають на роботу сабвуфера, простіше вибрати оптимальний тип акустичного оформлення НЧ-головки і отримати необхідну амплітудно-частотну характеристику басового агрегату. Наприклад, якщо вам потрібна плоска АЧХ або крива з «горбиком» від 40 до 50 Гц (як у нашому випадку), то її (криву) можна відобразити на тому ж графіку. Значення SPL для кожної «прикордонної» частоти з ідеального графіка заносяться в окрему колонку («бажана АЧХ») таблиці, а потім з них віднімаються значення передавальної функції. Результати записуються в колонку «АЧХ сабвуфера» і вже за ними вибудовується «ідеальна» крива, тобто та, що враховує вплив передавальної функції салону на відтворення баса.

Передавальна функція: як виміряти?

Передавальної функції САЛОНУ

Частота    SPL - SPL = передавальна
(В салоні) (поза салону) функція
   АЧХ - (передавальна = АЧХ
(Бажана) функція) сабвуфера
20 Гц 87.3дЬ 63.8дЬ 23.5дЬ -6.0дЬ 23.5дЬ -29.5дЬ
25Гц 85.3дЬ 64.9дЬ 20.4дЬ 3.0дЬ 20.4дЬ -17.4дЬ
31.5Гц 86.5дЬ 68.9дЬ 17.6дЬ 6.0дЬ 17.6дЬ -11.6дЬ
40Гц 88.8дЬ 71.3дЬ 17.5дЬ 9.0дЬ 17.5дЬ -8.5дЬ
50Гц 90.4дЬ 73.0дЬ 17.3дЬ 6.0дЬ 17.3дЬ -11.3дЬ
63Гц 88.9дЬ 78.3дЬ 10.6дЬ 6.0дЬ 10.6дЬ -4.6дЬ
80Гц 92.7дЬ 76.3дЬ 16.5дЬ 3.0дЬ 16.5дЬ -13.5дЬ
100Гц 92.8дЬ 80.7дЬ 12.2дЬ 0.0 дь 12.2дЬ -12.2дЬ
125Гц 82.7дЬ 80.6дЬ 2.1дЬ 0.0 дь 2.1дЬ -2.1дЬ
160Гц 78.5дЬ 80.7дЬ -2.2дЬ 0.0 дь -2.2дЬ 2.2дЬ
200Гц 85.5дЬ 83.8дЬ 1.7дЬ 0.0 дь 1.7дЬ -1.7дЬ

Стаття взята з сайту 12 Вольт

Tags

Коментарі до новини