Faza w projektowaniu zwrotnic

[Pogromca mitow]

Czasami mam wrażenie, ze szukacie dokładności nie tam gdzie trzeba :)

[Echo1]

Gdzie trzeba szukać dokładności?

[Pogromca mitow]

Zwrotnica moze sie wylozyc na bardzo paradosalnych kwestiach, takie jak np dokladnosc montazu elementow i ich tolerancja, niewlasciwe przewody i ich dlugosc, "pasożytnicze" rezystancje. Wy sie spinacie o milimetr do przodu czy do tylu na zgraniu fazowym tweetera z midbasem. Na malej ilosci probek, ktora moze dac niewielkie przesuniecie, ktore i tak nie ma zadnego znaczenia. Mierzycie swoje kolumny poza osia pionowa i pozioma? Sprawdzacie charakterystyki kierunkowe, ktore maja ogromne znaczenie, czasami wazniejsze niz zgranie na osi. Sprawdzacie, gdzie naprawde lezy sweet spod waszych kolumn?

[pawel_luk1]

Taaa....
A ja ostatnio zrobiłem zwrotnicę do 3-way do auta na podstawie pomiarów zrobionych na słupkach wyjętych z auta i przeniesionych do pomieszczenia pomiarowego. Zestaw MID/TW potraktowałem jak monitory odsłuchowe bliskiego pola, łącznie z uwzględnieniem innego kąta odsłuchu na słupku lewym i prawym. Na każdą stronę wyszły trochę inne zwrotnice. Np. na lewym MID od góry ma III rząd elektrycznie, a na prawy II rząd.
Słupki w pomieszczeniu zostały podwieszone na sznurkach tak aby były pod tym samym kątem, co w aucie. Mikrofon też starałem się umieścić, tak aby uwzględnić odległość i kąt odsłuchu w aucie.
Zrobiłem też pomiary kontrolne pod kątami odchylonymi od osi odsłuchu o około +- 30 stopni.

No i zrobiłem też pomiary w aucie z miejsca odsłuchu, ze wszystkim odbiciami itd., (tych pomiarów w ogóle nie bramkowałem). I tu do sprawdzenia użyłem wyłącznie "minium phase".

No i porównanie pomiarów z auta i z "komory" jest ciekawe.
Przebiegi "minium phase" z auta i "real phase" z "komory" dla MID/TW są dość zbieżne. :)
Weźcie oczywiście pod uwagę, że pomiar z auta uwzględnia wszystkie odbicia i jest w ogóle nie bramkowany...
Aha, pomiar woofera jest wszędzie pomiarem z auta i jest pokazana "minimum phase"

[Pogromca mitow]

Przebiegi "minium phase" z auta i "real phase" z "komory" dla MID/TW są dość zbieżne.

Dlaczego miałyby być nie zbieżne? Zasadniczo należy zawsze dostosować warunki pomiarów i ich edycje, do właściwiej sytuacji. Przy pomiarach typowych kolumn, nie ma potrzeby stosowania minimum fazy, a ten temat dotyczy głownie pomiarów kolumn głośnikowych. Malo tego, pomiar minimum phase, może czasami dawać nawet mniejsza dokładność w procesie symulacji zwrotnicy, ale tak jak pisałem wcześniej, nie jest to ultra ważne.

W pakiecie lspcad jest maly program pomiarowy Justmls. Tam w ogóle nie znajdziecie opcji minimum phase...

[pawel_luk1]

Oczywiście, że korzystanie z "minimum phase" przy pomiarach typowych kolumn nie ma sensu.
Chciałem tylko pokazać, że "minimum phase" też czasami może się przydać. I że nawet przy pomiarze z tak dużą ilością odbić i po wygładzeniu tego przebiegu, ta obliczona faza ma przebieg podobny do fazy rzeczywistej.
A w takim środowisku jak samochód daje nam ogólny pogląd na sytuację. Chociażby pozwala jednoznacznie stwierdzić z jaką polaryzacją podłączyć poszczególne głośniki. :)

[Pogromca mitow]

Tylko, ze to nie jest zasluga minimum phase, tylko poprawnie usunietego pre delay. To od tego zalezy dokladnosc pomiaru, oraz oczywiscie od stabilnosci systemu pomiarowego wzgledem czasu. Bez tego niczego nie zrobisz i to czy masz odbicia, czy nie, nie jest decydujacym skladnikiem.

[pawel_luk1]

Jesteś pewny? Ja zawsze miałem wrażenie, że pre-delay w Artcie nie ma żadnego wpływu na "minimum phase". Przecież "minimum phase" Arta liczy na podstawie SPL-u z transformaty Hilberta a SPL zmienia się w zależności od tego jaką długą zaznaczy się bramkę i tylko od długości bramki ona zależy.

Aż sprawdziłem w "Arta Hanbook"

"If we tick 'Minimum Phase' under the View menu, the software calculates the minimum phase
response of the tweeter by using a Hilbert transform. Theoretically, when the measured phase is
adjusted accurately using the correct pre-delay, the response should be identical to the calculated
minimum phase."

[Pogromca mitow]

Wybacz, ale wyrazilem sie nieprecyzyjnie i postaram sie to sprostowac.

Tak zwane minimum phase, jest ksztaltem fazy, ktory jest niezbedny do zaprojektowania zwrotnicy. Mozemy to osiagnac zasadniczo na dwa sposoby. Pierwszy to wlasciwie usuniecie pre delay, drugi to uzycie wlasnie transformaty Hilberta ( zaznaczenie minimum phase z zakladki View). Prawda jest, ze zaznaczenie minimum phase powoduje, ze zmiana predelay nie wplywaja na ksztalt fazy ( bo uzywane sa tutaj dwa rozne algorytmy ). W czym tkwi problem? Poprawnie usuniety predelay, czy tam niech to bedzie to mini faza, powinna byc ustalona na pomiarze glosnika wysokotonowego. W zakresie 10-20khz, minimum fazy powinno byc na poziomie 0 stopni, czego transformacja Hilberta dokladnie nie robi ( pomiar z zaznaczonym mininium phase moze byc bdb opcja, do pomiaru gotowego zestawu glosnikowego ).

Przyklad :



Pomiar glosnika wysokotonowego, z zalozona bramka, bez predelay, z zaznaczona opcje minimum phase. Widac, ze faza w zakresie 10-20khz jest ujemna i co gorsze, nie mamy na to zadnego wplywu.

Kolejny przyklad:



Ten sam pomiar, ta sama bramka, lecz ustawiony predelay z automatu za pomoca schematu max>get. Predelay wynosi 0,458 ms i widac roznice w naszej fazie. Teraz za pomoca opcji Delay for phase estimation moge jeszcze skorygowac faze z bardzo duza precyzja.



I jeszcze porownanie minimum fazy z transformaty i recznego predelay:




To czy mierzymy kolumny, czy w samochodzie nie ma zadnego znaczenia. Bramka dziala tak samo i cel jest ten sam, czyli uzyskanie pomiaru z wlasciwie wyciagnieta faza, ktory posluzy do zaprojektowania zwrotnicy.

[pawel_luk1]

Więc tak super dokładnie skorygowany ręcznie pre-delay wypadałoby użyć dla pozostałych głośników w mierzonej kolumnie...
Dla pozostałych głośników zaznaczyć bramkę z punktem początkowym 300 (Home -> Set) i nie zmieniając pre-delaya wyeksportować cha-ki fazowo-częstotliwościowe do .frd
I wtedy już pole dZ w programie do symulacji, dla wszystkich głośników pozostawić na 0, bo offset dla pozostałych głośników będzie już uwzględniony w fazie wyeksportowanego pomiaru.
Dobrze rozumuję?

[Pogromca mitow]

Majac pomiar referencyjny, masz wzor, do jakiego warto dazyc. Mozesz tez dodac do siebie odpowiedz tweetera oraz midbasu i suma powinna wygladac tak samo. Dopiero w symulacji sprawdzasz jakie masz pokrycie sumy z referencja. Jesli uzywajac minifazy masz dokladna zbieznosc, to nie ma co kombinowac dalej. Walczysz z predelay, kiedy widzisz, ze suma symulacji nie pokrywa sie z referencja. Zwykle jest tak, ze w miejscu podzialu wyglada dobrze i dopiero na skaju pasma zachodza interferencje fazowe. Jezli ustawisz taka sama bramke dla tweetera i midbasu, oraz korzystasz z minifazy to zawsze trzeba bedzie wprowadzic offset i tutaj referencja znowu sie przydaje.

Dodam jeszcze takie proste porownanie symulacji z pomiarow wyciaganych z predelay oraz minifaza Hilberta :



Wiec jesli komus zalezy na osiagnieciu super dokladnosci, to da sie to zrobic, ale z minifazy Hilberta bedzie trudno...

[wiesiek9990]

Po doświadczeniach z minimalną fazą Hilberta powróciłem do fazy posiekanej. Efekty całkiem niezłe :) . Dodatkowo nie kombinuje z predelay i nie wyznaczam przesunięcia centr akustycznych głośników :) . W zwrotnicy głośniki są ustawione z przesunięciem 0. Sytuacja się upraszcza ...
W przypadku zestawu 3D pomocniczo korzystam z arkusza excela (blendera), aby mieć pogląd na to co się dzieje na basie.

[Pogromca mitow]

To raczej niedobrze. Tak upraszczając temat, zamykasz sobie możliwość symulacji zwrotnicy z rożnych odległości, a nie tylko z tej, z której mierzyłeś. Przy Arta blender nie jest konieczny, bo Arta robi dokladnie to samo.

[wiesiek9990]

To raczej niedobrze. Tak upraszczając temat, zamykasz sobie możliwość symulacji zwrotnicy z rożnych odległości, a nie tylko z tej, z której mierzyłeś. Przy Arta blender nie jest konieczny, bo Arta robi dokladnie to samo.

Fakt, że mam tak jak piszesz trochę uproszczony temat, robię pomiary z 1 metra.
Żeby ocenić ten uproszczony sposób (z pomiarem z 1m) oraz symulacje z innej odległości (np. 2m ) muszę zrobić 2 zwrotnice i przesłuchać.
Chyba że ktoś już robił taki eksperyment ?
Czy w przypadku zwrotnicy zbudowanej do odsłuchu na odległości 2m lub np. 2.5 metra nie będzie słabszych efektów stereofonicznych w porównaniu do zwrotki zbudowanej na 1m ?

[Pogromca mitow]

Nie ma w zasadzie zadnego prawidla, ktore mowi, ze pomiar musi byc z 1m. Robi sie tak glownie dlatego, ze majac skalibrowany system pomiarowy, mozna zmierzyc efektywnosc glosnikow, a poza tym mierzac w domu, jest po prostu latwiej zapanowac nad odbiciami. Natomiast jesli przygotujesz wlasciwie swoje pomiary, to pozniej za pomoca symulacji odtwarzasz warunki pomiaru ale mozesz rowniez zasymulowac inna odleglosc. Aby to bylo mozliwe, trzeba usunac predelay z kazdego glosnika, znac czas dolotu dzwieku do mikrofonu z poszczegolnego glosnika czyli obliczyc jego centrum akustyczne.
Przy typowych zestawach trojdroznych, zwykle jest tak, ze poprawnie zbudowana zwrotnica z pomiarow na 1m, bedzie rowniez poprawnie dzialac na 2-3 metrach. Im dalej, tym lepiej bo roznice przesuniec fazowych sa minimalne, lub zadne ( dla czestotliwosci podzialu miedzy sredniotonowym glosnikiem i wysokotonowym ).

[wiesiek9990]

Pomiary opanowane, głównie dzięki pomysłowi LuszTiego - kolumna leży na podłodze, mikrofon podwieszony nad kolumną . Udało się zejść do ok 100Hz.
Pozostaje temat LSPCad-a.
Autor opisuje optymalizację filtrów w swojej dokumentacji, przy wykorzystaniu programu (automatu). Może ktoś już testował efekty takiej optymalizacji ?
Co wówczas ze zgraniem fazowym ? Da się jedno i drugie uzyskać ?

[Pogromca mitow]

Cały czas korzystam z optymizera. Podstawowe narzędzie.

[Echo1]

Pomiary opanowane, głównie dzięki pomysłowi LuszTiego - kolumna leży na podłodze, mikrofon podwieszony nad kolumną . Udało się zejść do ok 100Hz.
Pozostaje temat LSPCad-a.
Autor opisuje optymalizację filtrów w swojej dokumentacji, przy wykorzystaniu programu (automatu). Może ktoś już testował efekty takiej optymalizacji ?
Co wówczas ze zgraniem fazowym ? Da się jedno i drugie uzyskać ?

Automat do optymalizacji działa genialnie. Fazę też da się kontrolować w trakcie optymalizacji.

[marian]

Pomiary opanowane, głównie dzięki pomysłowi LuszTiego - kolumna leży na podłodze, mikrofon podwieszony nad kolumną . Udało się zejść do ok 100Hz.

Robiłeś pomiary w pomieszczeniu czy na zewnątrz?
Jak duże było pomieszczenie i czy walczyłeś z wytłumieniem odbić?

[wiesiek9990]

Robiłeś pomiary w pomieszczeniu czy na zewnątrz?
Jak duże było pomieszczenie i czy walczyłeś z wytłumieniem odbić?

Robiłem w dużym pomieszczeniu - od miejsca pomiaru do ścian odległość 2 metry - do sufitu chyba 2.5 metra.
Mikrofon powieszony na sufitowym haku ( po zdjęciu lampy) na żyłce , odległość pomiarowa 1 metr.
Nie stosowałem tłumienia odbić.
Najlepiej mieć jakąś sale gimnastyczną po ręką to można zejść jeszcze niżej