Yoshi_80
Pan Paweł
Przedstawię kilka prostych trików, które poprawiają jakość wykonanych pomiarów oraz ułatwiają życie podczas pracy z systemem pomiarowym opartym o Speaker Workshopa. Zapraszam.
1. Zmodyfikowany JIG
Jak powinien wyglądać JIG każdy kto się zabrał za pomiary w Speaker Worshop doskonale wie. Jednak można go uprościć i ulepszyć a przede wszystkim zbudować go taniej, bez nadmiarowych i drogich elementów.
Mój JIG wygląda tak:
Najważniejsze zmiany to :
2. Szablon projektu
Jeżeli ktoś często korzysta z SW (tak jak ja) to warto aby zrobił sobie projekt szablonowy. Czyli pusty projekt w którym możemy wstępnie zrobić interesujące nas rzeczy takie jak stworzyć sygnał testowy, skalibrować system, dodać plik kalibracyjny mikrofonu, ustawić jego ścieżkę, czy nawet zrobić już foldery z głośnikami. Jeżeli mamy dedykowany komputer do pomiarów, dobrze zrobionego jiga którego nie odpinamy od tego komputera to nawet nie ma potrzeby ponownie kalibrować. U mnie za każdym razem kalibracja wychodzi tak samo.
Aby przyspieszyć rozpoczęcie pracy wystarczy otworzyć plik szablonowy, zapisać go jako projekt z nową nazwą i już można robić pomiary.
3. Pływające opóźnienie
Nawet przy dobrze działającym sprzęcie istnieje zjawisko pewnego pływania opóźnienia impulsu referencyjnego. Na oko tego nie widać dopóki się nie powiększy wykres impulsu, wtedy niemalże co pomiar widać pewne wahania.
Nie jestem pewien czy program to uwzględnia, dlatego dla pewności wykonuję taki zabieg, że wszystkie pomiary OnAxis są wykonane w tym samym momencie czasu impulsu referencyjnego. Mam wówczas pewność, że zależności fazowe zmierzonych charakterystyk głośników są zachowane.
Aby to zrobić należy otworzyć plik Measurement.in.l z katalogu system.
Pomiar ten to jest to zarejestrowany impuls referencyjny. Przyjmujemy sobie jakiś czas odniesienia dla pierwszego mierzonego głośnika, np. niech to będzie ok. 1.12 jak na wykresie (najlepiej robić kilka powtórzeń pomiaru aby wyłapać wartość średnią lub powtarzającą się, po jakimś czasie z doświadczenia wiemy jaki jest typowy czas dla naszego komputera).
Następnie z kolejnym mierzonym głośnikom tak długo powtarzamy pomiar OnAxis aż przy każdym z nich położenie impulsu referencyjnego podczas pomiaru było w tym samym miejscu.
Zabieg ten nie jest konieczny ale jeżeli ktoś chce być bardzo dokładny to można go dla pewności wykonać. Zajmuje to jednak trochę czasu bo zwykle wymaga zrobienia kilku-kilkunastu dodatkowych powtórzeń pomiaru.
4. Parametr Repeat Count
W celu polepszenia jakości naszych pomiarów warto zainteresować się opcją Repeat Count
Jest to parametr zwielokrotnienia pomiaru. Zgodnie z wartością nastawioną, program tylukrotnie wykonuje pomiar a następnie uśrednia wartość dla wykonanych pomiarów dzięki czemu mamy dokładniejszą charakterystykę wypadkową. Naturalnie proces pomiaru trwa wówczas odpowiednio dłużej. Moim zdaniem niezłą wartością jest 3-5, szczególnie dobrze to działa przy pomiarach impedancji gdzie często mamy do czynienia z lekkim szumem lub poszarpaniem wykresu, a po zastosowaniu tej opcji pomiary wychodzą bardzo gładkie.
Uwaga, połączenie tej funkcji z poradą z punkt 3 może nie wyjść na zdrowie
. Kilkukrotne powtarzanie długo trwającego pomiaru może być bardzo irytujące.
5. Mikrofon a impulse response i jakość pomiaru
Kolejna bardzo istotna sprawa mająca kolosalny wpływ na jakość pomiaru to przygotowanie mikrofonu a dokładniej jego statywu. Bardzo ważna jest tu odpowiednio długa przedłużka dzięki której można zamocować mikrofon z dala od nóg statywu od których sygnał zwyczajnie się odbija i wraca do mikrofonu.
U mnie wygląda to tak:
Z rurki aluminiowej fi 10/8 zrobiłem przedłużkę na końcu której zamocowałem krótsza rurkę z mikrofonem. Dzięki temu mikrofon znajduje się w odległości ok. 1m od nóg statywu.
Dla porównania przedstawię dwa pomiary wykonane przy długiej i krótkiej rurce.
Widać bardzo dużą różnicę w obu pomiarach. Przy mikrofonie zamontowanym na krótkiej rurce jest zarejestrowane potężne odbicie. Różnicę między pomiarami widać również w powiększeniu wykresu, na długiej rurce jest on mniej zaszumiony.
Najdobitniej pokażą to pomiary OnAxis tego samego głośnika lecz przy dwóch różnych konfiguracjach mikrofonu, wykresy nie były wygładzane :
6. Taśma klejąca
Zalet taśmy klejącej chyba nie sposób przecenić w każdej dziedzinie. Nie inaczej jest przy pomiarach. Moim zdaniem najbardziej przydatna jest szeroka papierowa taśma malarska. Łatwo się z nią pracuje, dobrze się klei ale nie zostawia śladów.
Ja stosuje ją do wygładzania frontu kolumny. Przy wykonywaniu prototypów nie zawsze wszystko się zrobi dokładnie i tu pomocna jest taśma. Można zakleić nią cały front i wygładzić przejścia między przetwornikami a obudową.
Na upartego dzięki taśmie można zupełnie nie podfrezowywać obudowy. Można okleić taśmą tak dobrze, że będzie gładkie przejście miedzy koszem głośnika a obudową. W pomiarach różnica między podfrezowaniem a takim pokryciem taśmą będzie prawie niezauważalna.
Taśmą można dokleić kawałki kartonu imitujące np. ścięcia kolumny, zrobić lekko zaokrąglone krawędzie itp. Przy robieniu prototypów niezmiernie przydatna sprawa.
7. Strojenie bas reflexu
Kolejna rzecz przy wykonywaniu prototypu, dostrajanie bas rflexu na szybkiego. Zamiast wyciągać i docinać nowy tunel, można go w prosty sposób zmodyfikować.
Ja w celu obniżenia strojenia użyłem kilku lasek kleju od glue guna. Świetna sprawa, w czasie odsłuchu można podejść, wsadzić kilka takich patyków i już mamy inne strojenie, można oceniać rezultat. Gdy uznamy, że gra dobrze wykonujemy pomiar impedancji i możemy odczytać wartość strojenia. Docelowy tunel przycinamy tak aby wykazywał identyczne właściwości z prototypowym.
Pewnie każdy już się skapnął, że do tego trzeba mieć obudowę trochę za wysoko zestrojoną bo dokładanie czegoś do tunelu może tyko strojenie obniżyć
8. Posługiwanie się pomiarem FarField
Na koniec coś bardziej zaawansowanego. Kilkukrotnie o tym już wspominałem na forum ale warto chyba jeszcze raz o tym napisać. Jest to metoda dzięki której możemy zobaczyć to czego nie widać.
Ale po kolei. Pomiar OnAxis wykorzystywany do celów projektowania zwrotnicy, ma ten mankament, że jest pomiarem bramkowanym i nie obejmuje całości pasma. Niskie częstotliwości przy pomiarze OnAxis są zarejestrowane ze słabą dokładnością co bardzo utrudnia projektowanie np. zestawów 3 drożnych.
Typowy pomiar OnAxis głośnika nisko-średnio tonowego wygląda tak:
Wszystko wygląda w porządku ale trudno ocenić na jakim poziomie tak naprawdę przebiega linia basu. Jest to bardzo istotne gdy chcemy uzyskać dobrą równowagę tonalną zestawu. W tym celu należy wykonać pomiar FarField.
Wynik pomiaru nie wygląda obiecująco :
Ale wystarczy zastosować wygładzenie pomiaru (ja wygładzam ten pomiar 1 oktawą) i odpowiednio ustawić skalę osi częstotliwości odsuwając z pola widzenia głupoty na najniższych częstotliwościach.
Jak widać pomiar jest całkiem czytelny. Można z niego spokojnie odczytać jaką efektywność ma głośnik w zakresie niskich częstotliwości. Ja najczęściej jako punkt odniesienia przyjmuję zakres między 100 a 300Hz . Czyli powyżej efektów z związanych ze strojeniem portu bas reflex oraz mocnych rezonansów pomieszczenia a poniżej występowania efektu baffle step. Z powyższego wykresu można odczytać, że efektywność odniesienia to ok. –20dB.
Porównując oba pomiary, OnAxis i FarField widać, że są zgodne. Nie ma większych przekłamań. Dzięki pomiarowi FarField mamy większy komfort pracy i pewność co do tego, jaką efektywność ma głośnik na najniższych częstotliwościach.
Pomiar FarField z powodzeniem można wykorzystać przy symulacji zwrotnicy. Szczególnie się to przydaje przy symulacji dolnego podziału pasma w konstrukcji 3 drożnej.
W tym celu podstawiamy we właściwościach głośnika w polu Frequency Response zamiast pomiarów OnAxis pomiary Farfield:
Po podmianie można wykonywać symulację zwrotnicy, przy czym należy pamiętać iż nie można mieszać podczas symulacji głośników z podstawionym pomiarem FarField z głośnikami z pomiarem OnAxis!
Przykładowy wynik symulacji dolnego podziału pasma w projekcie kolumny 3 drożnej:
1. Zmodyfikowany JIG
Jak powinien wyglądać JIG każdy kto się zabrał za pomiary w Speaker Worshop doskonale wie. Jednak można go uprościć i ulepszyć a przede wszystkim zbudować go taniej, bez nadmiarowych i drogich elementów.
Mój JIG wygląda tak:
Najważniejsze zmiany to :
rezygnacja z drogich gniazd i wtyków cinch, poza jednym mikrofonowym (u mnie na kablu ale można zrobić klasycznie dając takie do montażu w obudowę ). Przewody lutujemy bezpośrednio do elementów JIGa . Poza niższym kosztem eliminujemy problem dodatkowych styków po drodze.
kable zakańczamy wtykami jack 3,5mm , u siebie zastosowałem kabel rg174 który ma grubość zewnętrzną 2,7mm i idealnie pasuje do małych jacków
wywalamy gniazda bananowe (w oryginale gniazda BP1..4) a w miejsce BP1 i BP2 wykorzystywanych do pomiaru impedancji, zamontowałem przewody z krokodylkami. Bardzo wygodne rozwiązanie!
Wszystkie rezystory w Jigu zastosowałem metalizowane 0,5W /1%, poskładałem z kilku takich oporników nawet ten 8 ohmowy rezystor referencyjny. Rezystory 16, 4 i 8 ohm można dobrać jako wartości wypadkowe stosując kilka rezystorów łączonych równolegle. Takie rezystory kosztują grosze i są wystarczająco dobre.
Jeżeli ktoś nie planuje podłączenia wyjścia wzmacniacza do Jiga to spokojnie również może zrezygnować z diod D1..4 które zabezpieczają kartę przed nadmiernym sygnałem na wejściu. W przypadku gdy zasilamy system sygnałem z karty taka sytuacja nigdy mieć miejsca nie będzie, więc diody są zbędne
2. Szablon projektu
Jeżeli ktoś często korzysta z SW (tak jak ja) to warto aby zrobił sobie projekt szablonowy. Czyli pusty projekt w którym możemy wstępnie zrobić interesujące nas rzeczy takie jak stworzyć sygnał testowy, skalibrować system, dodać plik kalibracyjny mikrofonu, ustawić jego ścieżkę, czy nawet zrobić już foldery z głośnikami. Jeżeli mamy dedykowany komputer do pomiarów, dobrze zrobionego jiga którego nie odpinamy od tego komputera to nawet nie ma potrzeby ponownie kalibrować. U mnie za każdym razem kalibracja wychodzi tak samo.
Aby przyspieszyć rozpoczęcie pracy wystarczy otworzyć plik szablonowy, zapisać go jako projekt z nową nazwą i już można robić pomiary.
3. Pływające opóźnienie
Nawet przy dobrze działającym sprzęcie istnieje zjawisko pewnego pływania opóźnienia impulsu referencyjnego. Na oko tego nie widać dopóki się nie powiększy wykres impulsu, wtedy niemalże co pomiar widać pewne wahania.
Nie jestem pewien czy program to uwzględnia, dlatego dla pewności wykonuję taki zabieg, że wszystkie pomiary OnAxis są wykonane w tym samym momencie czasu impulsu referencyjnego. Mam wówczas pewność, że zależności fazowe zmierzonych charakterystyk głośników są zachowane.
Aby to zrobić należy otworzyć plik Measurement.in.l z katalogu system.
Pomiar ten to jest to zarejestrowany impuls referencyjny. Przyjmujemy sobie jakiś czas odniesienia dla pierwszego mierzonego głośnika, np. niech to będzie ok. 1.12 jak na wykresie (najlepiej robić kilka powtórzeń pomiaru aby wyłapać wartość średnią lub powtarzającą się, po jakimś czasie z doświadczenia wiemy jaki jest typowy czas dla naszego komputera).
Następnie z kolejnym mierzonym głośnikom tak długo powtarzamy pomiar OnAxis aż przy każdym z nich położenie impulsu referencyjnego podczas pomiaru było w tym samym miejscu.
Zabieg ten nie jest konieczny ale jeżeli ktoś chce być bardzo dokładny to można go dla pewności wykonać. Zajmuje to jednak trochę czasu bo zwykle wymaga zrobienia kilku-kilkunastu dodatkowych powtórzeń pomiaru.
4. Parametr Repeat Count
W celu polepszenia jakości naszych pomiarów warto zainteresować się opcją Repeat Count
Jest to parametr zwielokrotnienia pomiaru. Zgodnie z wartością nastawioną, program tylukrotnie wykonuje pomiar a następnie uśrednia wartość dla wykonanych pomiarów dzięki czemu mamy dokładniejszą charakterystykę wypadkową. Naturalnie proces pomiaru trwa wówczas odpowiednio dłużej. Moim zdaniem niezłą wartością jest 3-5, szczególnie dobrze to działa przy pomiarach impedancji gdzie często mamy do czynienia z lekkim szumem lub poszarpaniem wykresu, a po zastosowaniu tej opcji pomiary wychodzą bardzo gładkie.
Uwaga, połączenie tej funkcji z poradą z punkt 3 może nie wyjść na zdrowie
. Kilkukrotne powtarzanie długo trwającego pomiaru może być bardzo irytujące.5. Mikrofon a impulse response i jakość pomiaru
Kolejna bardzo istotna sprawa mająca kolosalny wpływ na jakość pomiaru to przygotowanie mikrofonu a dokładniej jego statywu. Bardzo ważna jest tu odpowiednio długa przedłużka dzięki której można zamocować mikrofon z dala od nóg statywu od których sygnał zwyczajnie się odbija i wraca do mikrofonu.
U mnie wygląda to tak:
Z rurki aluminiowej fi 10/8 zrobiłem przedłużkę na końcu której zamocowałem krótsza rurkę z mikrofonem. Dzięki temu mikrofon znajduje się w odległości ok. 1m od nóg statywu.
Dla porównania przedstawię dwa pomiary wykonane przy długiej i krótkiej rurce.
Widać bardzo dużą różnicę w obu pomiarach. Przy mikrofonie zamontowanym na krótkiej rurce jest zarejestrowane potężne odbicie. Różnicę między pomiarami widać również w powiększeniu wykresu, na długiej rurce jest on mniej zaszumiony.
Najdobitniej pokażą to pomiary OnAxis tego samego głośnika lecz przy dwóch różnych konfiguracjach mikrofonu, wykresy nie były wygładzane :
6. Taśma klejąca
Zalet taśmy klejącej chyba nie sposób przecenić w każdej dziedzinie. Nie inaczej jest przy pomiarach. Moim zdaniem najbardziej przydatna jest szeroka papierowa taśma malarska. Łatwo się z nią pracuje, dobrze się klei ale nie zostawia śladów.
Ja stosuje ją do wygładzania frontu kolumny. Przy wykonywaniu prototypów nie zawsze wszystko się zrobi dokładnie i tu pomocna jest taśma. Można zakleić nią cały front i wygładzić przejścia między przetwornikami a obudową.
Na upartego dzięki taśmie można zupełnie nie podfrezowywać obudowy. Można okleić taśmą tak dobrze, że będzie gładkie przejście miedzy koszem głośnika a obudową. W pomiarach różnica między podfrezowaniem a takim pokryciem taśmą będzie prawie niezauważalna.
Taśmą można dokleić kawałki kartonu imitujące np. ścięcia kolumny, zrobić lekko zaokrąglone krawędzie itp. Przy robieniu prototypów niezmiernie przydatna sprawa.
7. Strojenie bas reflexu
Kolejna rzecz przy wykonywaniu prototypu, dostrajanie bas rflexu na szybkiego. Zamiast wyciągać i docinać nowy tunel, można go w prosty sposób zmodyfikować.
Ja w celu obniżenia strojenia użyłem kilku lasek kleju od glue guna. Świetna sprawa, w czasie odsłuchu można podejść, wsadzić kilka takich patyków i już mamy inne strojenie, można oceniać rezultat. Gdy uznamy, że gra dobrze wykonujemy pomiar impedancji i możemy odczytać wartość strojenia. Docelowy tunel przycinamy tak aby wykazywał identyczne właściwości z prototypowym.
Pewnie każdy już się skapnął, że do tego trzeba mieć obudowę trochę za wysoko zestrojoną bo dokładanie czegoś do tunelu może tyko strojenie obniżyć
8. Posługiwanie się pomiarem FarField
Na koniec coś bardziej zaawansowanego. Kilkukrotnie o tym już wspominałem na forum ale warto chyba jeszcze raz o tym napisać. Jest to metoda dzięki której możemy zobaczyć to czego nie widać.
Ale po kolei. Pomiar OnAxis wykorzystywany do celów projektowania zwrotnicy, ma ten mankament, że jest pomiarem bramkowanym i nie obejmuje całości pasma. Niskie częstotliwości przy pomiarze OnAxis są zarejestrowane ze słabą dokładnością co bardzo utrudnia projektowanie np. zestawów 3 drożnych.
Typowy pomiar OnAxis głośnika nisko-średnio tonowego wygląda tak:
Wszystko wygląda w porządku ale trudno ocenić na jakim poziomie tak naprawdę przebiega linia basu. Jest to bardzo istotne gdy chcemy uzyskać dobrą równowagę tonalną zestawu. W tym celu należy wykonać pomiar FarField.
Wynik pomiaru nie wygląda obiecująco :
Ale wystarczy zastosować wygładzenie pomiaru (ja wygładzam ten pomiar 1 oktawą) i odpowiednio ustawić skalę osi częstotliwości odsuwając z pola widzenia głupoty na najniższych częstotliwościach.
Jak widać pomiar jest całkiem czytelny. Można z niego spokojnie odczytać jaką efektywność ma głośnik w zakresie niskich częstotliwości. Ja najczęściej jako punkt odniesienia przyjmuję zakres między 100 a 300Hz . Czyli powyżej efektów z związanych ze strojeniem portu bas reflex oraz mocnych rezonansów pomieszczenia a poniżej występowania efektu baffle step. Z powyższego wykresu można odczytać, że efektywność odniesienia to ok. –20dB.
Porównując oba pomiary, OnAxis i FarField widać, że są zgodne. Nie ma większych przekłamań. Dzięki pomiarowi FarField mamy większy komfort pracy i pewność co do tego, jaką efektywność ma głośnik na najniższych częstotliwościach.
Pomiar FarField z powodzeniem można wykorzystać przy symulacji zwrotnicy. Szczególnie się to przydaje przy symulacji dolnego podziału pasma w konstrukcji 3 drożnej.
W tym celu podstawiamy we właściwościach głośnika w polu Frequency Response zamiast pomiarów OnAxis pomiary Farfield:
Po podmianie można wykonywać symulację zwrotnicy, przy czym należy pamiętać iż nie można mieszać podczas symulacji głośników z podstawionym pomiarem FarField z głośnikami z pomiarem OnAxis!
Przykładowy wynik symulacji dolnego podziału pasma w projekcie kolumny 3 drożnej:
Yoshi (2012)
