Jump to content


Audio merenja


Boban

Recommended Posts

Deo I

OK, evo delimiÄne liste neÄega Å¡to se upotrebljiva u ove svrhe. NeÅ¡to od ovoga su programi, neÅ¡to su kompletni merni sistemi u smislu da ukljuÄuju i neophodan hardware. Neki su referenca, neki imaju status poluprofesionalnih, neki su tretirani kao amaterski. Neki su jako skupi, neki su besplatni. Neki su namenjeni prvenstveno merenju zvuÄnika, neki su generalni signal analysis programi.

http://www.audioprecision.com/

http://www.milleraudioresearch.com/

http://www.pmgrp.com/prod01.htm

http://www.hpw-works.com/

http://www.dr-jordan-design.de/

http://www.mclink.it/com/audiomatica/

http://www.libinst.com/

http://www.purebits.com/

http://www.wavecapture.com/

http://www.speakerworkshop.com/

http://www.audio-software.de/

http://digilander.libero.it/hsoft/

Korisni programi u smislu mogućnosti generisnja ispitnih signala, mada isti (programi) mogu biti delimiÄno upotrebljeni i za analizu istih (signala):

http://mediasoftware.sonypictures.com/P ... sp?PID=668

http://www.adobe.com/special/products/a ... llium.html

Audio merenja se obavljaju ili u domenu vremena ili u domenu frekvencije. Postupak kojim se signal prevodi iz jednog domena u drugi zove se FFT (Forward Fourier Transformation), odnosno IFT (Inverse Fourier Transformation). Zbog prirode stvari, daleko više merenja je moguće uraditi posmatrajući signal u domenu frekvencije. Zahvaljujuci kompjuterima, FFT se danas izvodi veoma jeftinim sredstvima kada je u pitanju hardware potreban za obradu signala.

Osim samog kompjutera, neophodan deo mernog sistema je zvuÄna karta koja se koristi za digitalizaciju signala koji treba analizirati, a pri nekim merenjima i za istovremeno generisanje samih mernih signala (neophodno u sluÄaju MLS merenja zvuÄnika). Audio Precision ili, recimo, Clio, su merni sistemi koji ukljuÄuju i hardware, ali je veći deo toga ipak ponuÄ‘en samo kao software tako da korisniku ostaje na volju sta ce da koristi od hardwarea. U ovom sluÄaju, treba znati da zvuÄne karte koje veoma uspeÅ¡no mogu biti upotrebljene u merenjima zvuÄnika ovih dana koÅ¡taju zanemarljivo malo (SB Live! je, sa svojim pristojnim 48kHz 16-bitnim performansama, uz jedno mikrofonsko pretpojaÄalo, sasvim dovoljan za skoro sva merenja zvuÄnika). Za merenja zvuÄnika je neophodan i mikrofon, a kao jeftino i odliÄno reÅ¡enje zadnjih godina se praktiÄno kao standard nametnula upotreba Panasonicovih electret kapsula (oko US$ 3.5). Za merenja CD playera ili DAC-ova, a Äesto i pojaÄala, je ipak dobro imati kartu veće rezolucije (pre svega u smislu nižeg noise floora), pri Äemu je naglasak na kvalitetu AD sekcije. Srećna je okolnost da i ovakve zvuÄne karte ovih dana postaju veoma dostupne, neki modeli poslednje generacije za cenu od nekoliko stotina EUR, osim Å¡to sampluju na 192kHz, sa svojih priliÄno poÅ¡tenih 24bita u A/D delu nude S/N od preko 120dB.

U vezi ovoga treba naglasiti da su merenja bazirana na kompjuteru limitirana u smislu opsega na sadaÅ¡njih stotinak kHz (Fs/2), sto znaÄi da ako se želi, recimo, provera stabilnosti pojaÄala na kapacitivnom opterećenju, treba koristi osciloskop adekvatnog opsega (inaÄe, ovih dana postoje i PC bazirani osciloskopi opsega do 100MHz).

Hardverski audio analizatori, kao oni firme Rohde&Schwarz ili HP jos uvek imaju svoje mesto, ali tesko da danas mogu biti predmet interesovanja nekoga ko nema viška para, narocito nekoga ko zna da rukuje kompIjuterom. Njihov prosecan opseg od 100kHz postaje, kao što je pomenuto, ovih dana dostupan i kompjuterski baziranim sistemima.

Peđa

Link to comment
Share on other sites

Odlicno ! ! ! :wink:

Puno stvari si linkovao sada nam samo ostaje da sve to pogledamo pa mikrofon u SB Live i " rukovanje" sa PC-jem...ili cime vec...

Naravno uz odgovarajuci software...

Jos bolje je sto je sve ovo samo deo 1... :D

inace da li si ono u pocetku govorio o Furijevoj Transformaciji ?

POzdrav ! ! !

Link to comment
Share on other sites

Deo II

Najgeneralnije govoreći, kod audio uredjaja mere se amplitudni i fazni odziv, Äesto nazivani frekvencijskim odzivom, a Äije se nesavrÅ¡enosti nazivaju linearnim izobliÄenjima, kao i nelinearna izobliÄenja, generalno podeljena na harmoniÄka i neharmoniÄka (intermodulaciona). OdreÄ‘ena merenja su specifiÄna za odreÄ‘ene ureÄ‘aje ili tipove ureÄ‘aja, na primer merenja jittera kod digitalnih izvora ili waterfall merenja zvuÄnika, pa će o njima neÅ¡to viÅ¡e biti reÄeno kasnije, a u ovom postu par napomena u vezi merenja nelinearnih izobliÄenja koja su zajedniÄka za razliÄite ureÄ‘aje.

HarmoniÄko izoblilÄenje je pojava nastanka parazitskih signala na frekvencijama koje su 2, 3 itd puta viÅ¡e od frekvencije osnovnog tona, tj. njegovi harmonici. HarmoniÄko izobliÄenje meri se puÅ¡tanjem u ureÄ‘aj Äistog sinusnog signala pri Äemu se na FFT analizatoru posmatra spektralni sastav nastalih parazitskih tonova. Ukupno harmonÄko izobliÄenje (THD) predstavlja zbir vrednosti pojedinaÄnih harmonika. THD+N parametar ukljuÄuje i nivo Å¡uma. Ukoliko se (notch filterom) ukloni osnovna frekvencija, pojavu je moguće posmatrati i u domenu vremena (bez ovoga, odnosno posmatrajući “golim okom“ na sinusoidi praktiÄno nije moguće uoÄiti bilo kakve promene sve dok su izobliÄenja ispod 1%). HarmoniÄka izobliÄenja je moguće (i poželjno) meriti i u zavisnosti od frekvencije, a na sliÄan naÄin, tj. u odnosu na frekvenciju, mogu se meriti i izobliÄenja pojedinih (drugog, trećeg itd) harmonika. Treba napomenuti da kod zvuÄnika izobliÄenja rastu na nižim, a kod pojaÄala, odnosno pojaÄavaÄkih stepena, rastu na viÅ¡im frekvencijama, pri Äemu je ovaj rast naroÄito izražen kod stepena sa primenjenom globalnom povratnom spregom. U sluÄaju pojaÄala snage meri se i izobliÄenje na razliÄitim snagama i opterećenjima, a u sluÄaju CD playera i DAC-ova na razliÄitim nivoima.

Intermodulaciono izobliÄenje je termin koji oznaÄava pojavu parazitskih signala prolaskom kroz ureÄ‘aj dva signala razliÄite frekvencije, pri Äemu se parazitski tonovi nalaze na frekvencijama koje su zbir ili razlika osnovnih frekvencija. Moguće je meriti ih SMPTE/DIN metodom. Upotrebljeni signal je kombinacija dva Äista sinusna signala, jednog niže i jednog viÅ¡e frekevencije. Korišćene frekvencije mogu biti 250Hz i 8020Hz, sa meÄ‘usobnim odnosom amplituda 4:1 (DIN standard). CCIF metod podrazumeva upotrebu oba signala jednakih amplituda i realtivno visokih frekvencija, obiÄno 19kHz i 20kHz. Kao podvrsta intermodulacionih izobliÄenja ponekad se mere i dinamiÄka (DIM), odnosno tranzijentna intermodulaciona (TIM) izobliÄenja u koju svrhu se koristi signal koji se sastoji iz kvadratnog signala niže i sinusnog signala viÅ¡e frekvencije. Sklonost ureÄ‘aja ovoj vrsti izobliÄenja Äesće se ipak izražava posredno parametrima kao Å¡to je slew rate koji saopÅ¡tava koju promenu napona je ureÄ‘aj sposoban da postigne u jedinici vremena (obiÄno u V/us), ali je ova vrsta merenja karakteristiÄna pre svega za pojaÄala.

Nije loÅ¡e napomenuti da ovo, iako jeste najuobiÄajenija i verovatno najpraktiÄnija (u smislu da je u direktnoj vezi sa standardizovanim merenjima), nije defintivna niti neupitna podela nelinearnih izobliÄenja. Sa sasvim dobrom argumentacijom, podrazumevajući da izvorni signal može biti izobliÄen/modulisan ili u domenu amplitude ili u domenu vremena (ili u oba), nelinearna izobliÄenja se mogu razvrstati na amplitudna (AM) i frekvencijska (FM).

Peđa

Link to comment
Share on other sites

Odlicno za pocetak, samo je WM-60 "obsolete", tj, Panasonic je prestao da proizvodi taj model, pa bi trebalo pronaci zamenu, takodje solidno linearnu, a ne previse skupu(da ne "zavrsimo" sa M30BX mernim mikrofonom za 570$ :wink: ). I mozda razmotriti Eric Wallin-ov pretpojacavac, ili Holmanov(naravno bez RIAA).

Link to comment
Share on other sites

Da, zaista, nisam bio u toku sa ovim, hvala na informaciji. Digi-key ih već nema na lageru. Zanimljivo je da Panasonic kao zamenu preporuÄuje WM-64, iako prema njihovim grafikonima ona izgleda neÅ¡to manje linearna od WM-61 (mada praksa ionako govori da Panasonicovi grafikoni prećutkuju nelinearnost iznad 10kHz). Svejedno, moguće je koristi ih obe, a odgovarajući kalibracioni fajl može i veoma sumnjiÄave uÄiniti spokojnim. Oni najsumnjiÄaviji, tj. oni koji smatraju da su tolerancije u proizvodnji za njih suviÅ¡e velike, mogu da na nekoliko mesta za par desetina EUR naruÄe kalibracioni fajl za sopstveni primerak kapsule.

Nakon Panasonicovih kapsula, kao sledeće najjeftinije rešenje moguće je koristiti Behringer ECM8000 (50EUR).

Peđa

Link to comment
Share on other sites

Pa cujna iskustva su neophodna, da bi na neki nacin "povezala" ono sto se meri, i sta se "dobija" , u slucaju, recimo konstrukcije pojacala. Da li jaca ili slabija povratna sprega, raspored komponenata na ploci, potiskivanje ili izdizanje harmonika...

Neke "izmerene" stvari, neko cuje a neko ne, a neke se pak i ne cuju, ali uticu na rad komponenti.

BTW, trebalo bi nastaviti sa ovim, mada sam tanak sa vremenom. Osim kapsule, potrebno je izraditi nosac, mesinganu cev, odabrati kvalitetne kablove i konektore...

Poz.

Link to comment
Share on other sites

Predlog Liberty Instruments:

http://www.libinst.com/micassem.htm

Pri ovome je pre svega važno sledeće (sve ostalo je važno manje): blizu kapsule ne sme da bude nikakvih povrÅ¡ina, naroÄito ne velikih, zato se kapsula montira u cev, tj. kućiÅ¡te cevastog oblika. U tu svrhu se uspeÅ¡no može upotrebiti i jedan malo duži flomaster.

Peđa

Link to comment
Share on other sites

Deo III

Sledi opis nekoliko parametara koji se mogu meriti kod CD playera, odnosno DAC-ova.

HarmoniÄka izobliÄenja

Kod digitalnih reproduktora mere se na punom (0dBFS), a po mogućstvu i na niskom (obiÄno -60dBFS) nivou. Digitalni proces, za razliku od analognih kola, karakteriÅ¡e rast harmoniÄkih izobliÄenja na nižim nivoima (gde se smanjuje broj raspoloživih bitova), s tim Å¡to harmoniÄka izobliÄenja uzrokovana izlaznim analognim stepenima normalno mogu rasti na viÅ¡im nivoima.

Grafikon prikazuje harmoniÄko izobliÄenje signala od 1kHz punog nivoa (0dBFS) mog primerka Marantza CD-63SE. Iznad noise floora vide se drugi i neÅ¡to Äetvrtog i petog harmonika.

cd63_freq.gif

Intermodulaciona izobliÄenja

Grafikon prikazuje intermodulaciono izobliÄenje TDA1543 DAC-a sa potpuno pasivnom 1kOhm I/V konverzijom. Korišćene frekvencije su 250Hz i 8020Hz, odnos amplituda 4:1 (SMPTE/DIN).

tda1543-1k_imd.gif

Grafikon ispod predstavlja intermodulaciono izobliÄenje Krella KAV-300CD, mereno CCIR metodom (19kHz i 20kHz).

(Izvor: Stereophile, http://www.stereophile.com//digitalsour ... ndex5.html )

K30FIG6.jpg

Jitter

J-test signal je signal frekvencije Fs/4 na koji je superponiran LSB (Least Significant Bit) signal obiÄno 48 puta manje frekvencije, Å¡to za 44.1kHz format znaÄi frekvencije 11025Hz i 229Hz. Jitter je vidljiv kao sidebandovi oko osnovnog 11025Hz tona. OdreÄ‘enom nivou sidebanda odgovara odreÄ‘ena vrednost jittera. Ukupan jitter predstavlja zbir vrednosti svih sidebandova (u odreÄ‘enom opsegu), ali obzirom da analizatori koji proraÄunavaju ovu vrednost joÅ¡ uvek nisu Äesti, ukoliko postoji nekoliko dominantih sidebandova, sabiranje njihovih vrednosti će dati dovoljno dobru aproksimaciju ukupne vrednosti. ViÅ¡e o merenju jittera u sledećim tekstovima Juliana Dunna, odnosno Juliana Dunna i Iana Dennisa:

http://www.aesitalia.org/Materiale/arch ... heory%20(2).pdf

http://www.nanophon.com/audio/diagnose.pdf

Grafikon prikazuje spektralnu analizu J-test signala u sistemu sampling frekvencije 48kHz sa i bez 3.5ns jittera.

(Izvor: prethodno linkovan tekst Juliana Dunna)

dunn_jitter.gif

Low level odziv

Kao Å¡to je reÄeno u vezi harmoniÄkih izobliÄenja, na nižim nivoima digitalni medij raspolaže sa manje bitova za kodiranje signala. Izuzimajući mogućnosti koje pruža upotreba dithera, najniži nivo koji je 16-bitnim formatom moguće zapisati je -90.3dBFS, na kome je signal zapisan pomoću jednog bita. Test prikazuje na koji naÄin player (ili DAC) rekounstruiÅ¡e signal ovog nivoa. Merenje se može obaviti i u domenu frekvencije.

Izgled sinusiode na nivou -90.3dBFS kod Krella KAV-300CD

(Izvor: Stereophile, http://www.stereophile.com//digitalsour ... ndex5.html )

K30FIG5.jpg

Potiskivanje van prenosnog opsega

Po definiciji, digitalni medij proizvodi odreÄ‘enu koliÄinu HF Å¡uma za koji je pretpostavljena potreba uklanjanja low pass filterima, bilo u digitalnom (oversamplingom) ili analognom domenu. Krajnji efekat je pretpostavljena ispravna rekonstrukcija originalnog signala. U domenu frekvencije idealan filter propuÅ¡ta sve na 20kHz i niÅ¡ta na Fs/2 (22.05Hz). Treba napomenuti i to da idealna filtracija rezultuje i u linearnom odzivu unutar propusnog opsega u domenu frekvencije (bez ove filtracije 44.1kHz format ima pad od oko 3.2dB na 20kHz), odnosno željenom rekonstrukcijom sinusnih signala, ali i podrazumeva problematiÄan odziv na impulsne signale. Većina digitalnih filtera ima guÅ¡enje van prenosnog opsega izmeÄ‘u 50 i 120dB.

Grafikon prikazuje filtraciju Rotela RCD-955.

(Izvor: Ole J. Gauteplass, http://www.mindspring.com/~ojg/DAC1704/DAC1704.html )

freqresp_1541e.gif

Frekvencijski (amplitudni) odziv

Osim realtivno oÅ¡trim filterom uzrokovanog odreÄ‘enog ripplea pri vrhu prenosnog opsega, a koji se ponekad meri, i koji je obiÄno unutar ±0.1dB ali može biti i znatno manji (ispod ±0.001dB), u tehniÄkom smislu nije problem postići potpuno linearan amplitudni odziv. Ipak, odreÄ‘eni ureÄ‘aji sa netipiÄnim (blažim) filterima (Wadia, Pioneer, i naroÄito non-oversampling ureÄ‘aji) mogu odstupati od ovoga. Tako non-oversampling ureÄ‘aji imaju karakteristiÄan pad na viÅ¡im frekvencijama (ripple od oko ±0.1dB koji se može uoÄiti iznad 5kHz pripada oÅ¡trom filteru AD sekcije zvuÄne karte upotrebljene za merenje).

1543-f.gif

Linearnost frekvencijskog odziva je, zajedno sa gušenjem van prenosnog opsega, parametar u vezi koga se pravi kompromis sa tranzijentnim odzivom.

Tranzijentni odziv

Upotreba brickwall rekonstrukcionih filtera uslovljava generalno loš izgled impulsnih signala. Savršen brickwall filter u domenu frekvencije ima u domenu vremena oblik funkcije sin(x)/x.

sinc.gif

Odziv takvog filtera na kvadratni signal od 1kHz izgleda ovako.

sinc_sq.gif

U naÄelu, merenja tranzijentnog, zajedno sa merenjem frekvencijskog odziva i potiskivanja van prenosnog opsega, govore kakav je filter upotrebljen u ureÄ‘aju, tako da ova merenja sama po sebi pre otkrivaju vrstu neko kvalitet ureÄ‘aja. Neki ureÄ‘aji nude izbor izmeÄ‘u dva ili viÅ¡e tipova filtera. Ispod je prikazan Stereophileov rezultat merenja TEAC Esoteric DV-50 playera kvadratnim signalom. U prvom sluÄaju je korišćen kalsiÄan FIR (Finite Impulse Response), u drugom blaži filter (koji proizvoÄ‘aÄ zbog odreÄ‘enih razloga nazva „RDOT“). Cena boljeg izgleda tranzijentnog odziva „RDOT†filtera je pad od 2dB na 20kHz.

(Izvor: Stereophile, http://www.stereophile.com/digitalsourc ... ndex5.html )

D50fig03.jpg

D50fig04.jpg

Treba znati da upotreba blažih filtera može dovesti do rasta intermodulacionih izobliÄenja, pa se, ukoliko player/DAC omogućava izbor izmeÄ‘u viÅ¡e filtera, pri njihovoj izmeni, osim impulsnog i amplitudnog odziva, mogu i ona proveravati.

_____

Na Audio Precision sajtu postoji opširniji tekst Juliana Dunna o merenju D/A konvertera (TechNote TN-25: Digital-to-Analog Converter Measurements), ali je za njegov download potrebna (besplatna) registracija.

http://www.audioprecision.com/index.php ... 1000000161

Peđa

Link to comment
Share on other sites

Ustvari ja uopšte nisam zagrižen za merenja (iako je sasvim moguće da znam nešto o njima, i iako ih ponekad obavljam). Zapravo, petljajući oko audia, ja veoma retko donosim odluke na osnovu merenja.

Tokom sledećih dana ovde će stići par postova vezanih za merenja pojaÄala i zvuÄnika, i nakon toga možda joÅ¡ jedan zavrÅ¡ni. Ako neÅ¡to od svega ovoga odgovara za Äasopis, onda može da se koristi, mada bih u takvu svrhu tekst radije popunjavao iskljuÄivo sopstvenim primerima, tj. grafikonima. Za ovo popunjavanje, ipak, kao i za eventualno pisanje novih tekstova vezanih za istu tematiku, ja neću imati vremena tokom sledećih par meseci, Å¡to znaÄi da poÄetak naredne godine može biti termin za tako neÅ¡to.

Peđa

Link to comment
Share on other sites

Deo IV-a

U ovom delu sledi neÅ¡to o parametarima koji se obiÄno mere kod pojaÄala, a u njegovom nastavku o TIM izobliÄenju, koje se retko meri ali se neuporedivo Äešće pominje.

Frekvencijski odziv

Osim kod odreÄ‘enih cevnih ureÄ‘aja, linearan frekvecijski odziv unutar audio opsega sam po sebi nije konstrukcijski problem. Ogromna većina pojaÄala ima potpuno linearan amplitudni i odliÄan fazni odziv, a eventualna odstupanja su, kao takva, uglavnom neÄujna. Ponekad se smatra da Å¡iri frekvencijski opseg znaÄi i bolji tranzijentni odziv, ipak relacija izmeÄ‘u ova dva parametra uglavnom nije tako jednostavna.

HarmoniÄka izoblicenja

Kod pojaÄala snage harmoniÄka izobliÄenja se specifikuju za odreÄ‘enu snagu i odreÄ‘eno opterećenje, a poželjno je meriti ih na razliÄitim snagama i pri razliÄitim opterećenjima. Merenje se može obaviti FFT analizom sinusoda na nekoliko zadatih snaga (recimo 0.125W, 1W i 1dB pre clippinga). Zavisnost izobliÄenja od snage moguće je prikazati i jednim grafikonom kao izobliÄenje pojedinih harmonika ili ukupno harmoniÄko izobliÄenje.

Grafikon ispod ih prikazuje na ovaj poslednje pomenuti naÄin, i odnosi se na 47Lab Gaincard pojaÄalo na opterećenju od 8, 4 i 2 Ohm.

(Izvor: Sterophile, http://www.stereophile.com/amplificatio ... ndex4.html ).

47lfig10.jpg

Grafikon ispod prikazuje izobliÄenje (ukljuÄujući i Å¡um) istog ureÄ‘aja u domenu vremena nakon uklanjanja osnovnog tona od 1kHz, na snazi pri kojoj dati ureÄ‘aj ulazi u clipping (22W na 4 Ohm).

(Izvor: Sterophile, http://www.stereophile.com/amplificatio ... ndex4.html ).

47lfig06.jpg

Intermodulaciona izobliÄenja

IMD merenja su uobiÄajena, i obavljaju se na naÄin već opisan u prethodna dva dela.

Snaga

Snaga pojaÄala je odreÄ‘ena onom taÄkom na kojoj dolazi do rezanja amplitude, odnosno na kojoj poÄinje clipping. Sinusoida na ovom mestu poÄinje da dobija kvadratni oblik, Å¡to znaÄi da posmatrana u domenu frekvencije naglo dobija neparne harmonike. Na konstruktoru pojaÄala je da na adekvatan naÄin dimenzioniÅ¡e upotrebljeni materijal, tako da pojaÄalo može kontinuirano da radi na maksimalnom nivou ispod clippinga (a ne da lipsava pos’ des’ minuta).

Sinusna ili RMS snaga pojaÄala data je sa P=U*I, odnosno P=U*U/R, odnosno P=U^2/R, gde je U RMS vrednost napona sinusnog signala maksimalnog nivoa pre clippinga a R impedansa datog opterećenja, pri Äemu standardan test podrazumeva Äisto otpornu impedansu.

Grafikoni poput prvog u ovom postu, osim Å¡to prikazuju harmoniÄka izobliÄenja, prikazuju i snagu pojaÄala.

DIN 45500 standard merenja snage u obzir uzima i sposobnost pojaÄala da na odreÄ‘enoj snazi radi odreÄ‘eno vreme, pa je snaga prema njemu ona koju je ureÄ‘aj u stanju da razvija tokom deset minuta pri Äemu je maksimalna dozvoljena vrednost izobliÄenja 1%.

Iako postoji nekoliko predloga za specifikovanje parametara za merenje trenutne ili “muziÄke“ snage, a u koje treba ubrojati i onaj definisanjem pojma dinamiÄke rezerve, nijedan do sada nije uvojen kao opÅ¡ti. Drugim reÄima, svako je slobodan da odabere Å¡ta mu odgovara, pa je njeno navoÄ‘enje od strane proizvoÄ‘aÄa, bez specifikovanja Å¡ta zapravo oznaÄava (mada je i ovo specifikovanje mahom beskorisno obzirom da uglavnom nedostaju reference spram kojih bi podatak imao smisla), u tehniÄkom smislu irelevantno i nema za cilj da zainteresovanima predstavi parametre pojaÄala već da pojaÄalo predstavi jaÄim.

Stabilnost na reaktivnom opterećenju

Iako reaktivno podrazumeva i induktivno, pri razmatranju stabilnosti pojaÄala reaktivni teret se uglavnom, i to uglavnom sa dobrim razlozima, poistovećuje sa kapacitivnim. Za test u odreÄ‘enoj meri može da posluži i sinusni, ali standardno se koristi kvadratni signal pri Äemu se izlaz pojaÄala direktno optereti odreÄ‘enim kapacitetima, mada ni modelovanja reaktivnih opterećenja na naÄin da simuliraju realan zvuÄnik nisu neuobiÄajena. Nestabilnost se vidi kao overshoot i/ili ringing.

Prva dva merenja ispod (ovo piÅ¡e, ali vidim da ovde ima nekih kojima engleski može biti problem) upravo su uraÄ‘ena na kompleksnom reaktivnom opterećenju, kome impedansa varira izmeÄ‘u 2 i 60 Ohm i prikazani su odzivi kvadratnih signala od 40Hz i 20kHz pri Äemu je opterećenje na 20kHz skoro potpuno kapacitivno. Treći je takoÄ‘e kvadratni signal 20kHz, odziv na direktnom kapacitivnom opterećenju od 2.2uF u paraleli sa 8 Ohm. PojaÄalo je Hiraga 20W Class A.

(Izvor: Jean Hiraga i Gérard Chrétien: Réalisation d'un amplificateur Classe A de 20 watts, La version définitive, l’Audiophile #15, postavljeno na http://www.tcaas.btinternet.co.uk/hiraga3fig10.htm )

hiraga3fig10fgh.gif

Damping faktor

Damping faktor je odnos izmeÄ‘u datog opterećenja (obiÄno 8 Ohm) i izlazne impedanse, specifkovan obiÄno za 1kHz, ponekad za ceo audio opseg. Tranzistorska pojaÄala mogu imati izlaznu impedansu i manju od 0.01 Ohm, Å¡to odgovara damping faktoru od 800 na 8 Ohm. Tokom poslednjih par decenija etabliralo se miÅ¡ljenje po kome visok damping faktor korespondira sa sposobnoÄću pojaÄala da se izbori sa zaostalom energijom indukovanom pri kretanju zvuÄnike membrane, odnosno kalema, odnosno sa sposobnošću pojaÄala da „kontroliÅ¡e“ zvuÄnik. Prema ekstremnim zagovornicima ove teorije, damping faktor je Äak direktno proporcionalan subjektivnom kvalitetu pojaÄala. Ovakvim teorijama su suprotstavljeni, voljno ili nevoljno, manje-viÅ¡e svi ljubitelji cevnih pojaÄala. Cevna pojaÄala snage Äesto imaju izlaznu impedansu veću od 1 Ohm. TakoÄ‘e, jedan od najsvežijih revival-a, onaj ka tretiranju pojaÄala kao strujnih, umesto kao naponskih izvora (za razliku od idealnog naponskog, Äija je izlazna impedansa beskonaÄno niska, idealan strujni izvor ima bekonaÄno visoku izlaznu impedansu), stoji u potpunoj suprotnosti za teorijom važnosti niskog damping faktora.

Peđa

Link to comment
Share on other sites

Deo IV-b

Tranzijentna (dinamiÄka) intermodulaciona izobliÄenja, Slew indukovana izobliÄenja i Slew Rate

Termin TIM (ili DIM) izobliÄenje je nastao kao pokuÅ¡aj razlikovanja tranzijentnog (ili dinamiÄkog) od statiÄkih nelinearnih izobliÄenja pojaÄala (već pomenuto harmoniÄko i intermodulaciono) i opisuje njegovu sposobnost da se nosi sa signalima velike strmine (slew-a ili slope-a). Ova izobliÄenja se skoro iskljuÄivo vezuju za pojaÄala sa povratnom spregom i uglavnom razumevaju kao posledica Äinjenice da vreme prolaska kroz pojaÄalo (iako malo) ima konaÄnu vrednost i da pre nego Å¡to signal greÅ¡ke stigne nazad na ulaz, dolazi do preopterećenja pojaÄala.

Walt Jung je predložio termin SID (Slew Induced Distortion) kao podesniji za pojave koje se obiÄno podrazumevaju pod TIM ukazujući na to da one, ukoliko se ureÄ‘aj pobuÄ‘uje jednim signalom kao rezultat imaju (logiÄno) harmonike a ne intermodulaciju. Ipak, postoje autori koji nastoje da razliÄito tretiraju izobliÄenja koja nastaju kao rane manifestacije približavanja strmine signala slew rate-u pojaÄala, od onih koja su nastaju kada strmina signala premaÅ¡i slew rate, i u tu svrhu za jedna koriste termin SID a za druga TIM.

Slew rate je definisan kao vrednost promene napona koju je ureÄ‘aj sposoban da dostigne u jedinici vremena, pri Äemu je veliÄina koja se uobiÄajeno koristi V/us i pri Äemu uopÅ¡teno važi da viÅ¡e jeste bolje, ali su miÅ¡ljenja o tome koliki je slew rate dovoljan veoma podeljena i variraju od onih kojima se tvrdi da je i 1V/us po Voltu signala dovoljan, do onih koja kažu da je problem, obzirom na zahteve koje može da postavi digialni medij, tek naÄet sa 1000V/us po Voltu signala. TakoÄ‘e, posmatrajući pojaÄalo kao gotov ureÄ‘aj, tj. spolja, treba imati u vidu da podatak o visokom slew rate-u može da ukaže na odsustvo pasivnog (RC) low pass filtera na ulazu, Å¡to pojaÄalo sigurno ne Äini manje sklonim ovoj vrsti izobliÄenja, naprotiv. Na isti naÄin postojanje ovog filtera, naroÄito ukoliko isti ima nisku reznu fekvenciju, rezultira u slabijem slew rate podatku, iako se isti koristi upravo u svrhu spreÄavanja dolaska signala velike strmine do aktivnih komponenti u ureÄ‘aju.

Marshall Leach je TIM izobliÄenje doveo u vezu sa frekvencijskim opsegom, tvrdeći da je potrebno da open loop bandwidth pojaÄala bude Å¡iri od bandwidtha signala, a posle nekog vremena korigujući tvrdnju da gain bandwidth pojaÄala odreÄ‘uje i mogućnost pojave TIM izobliÄenja.

Iako postoje i druge metode merenja TIM, recimo ona koja koristi sweep IM (B&K) ili ona koja koristi sawtooth signal (SGS-Thomson), najpoznatija je ona koja koristi signal koji je kombinacija kvadratnog od 3.15kHz i sinusnog 15kHz, i grafikon ispod prikazuje njegov spektralni sastav. Prema Eero Leinonenu, Matti Otali i Johnu Curlu, parazitski tonovi koji se prolaskom ovog signala kroz ureÄ‘aj javljaju kao posledica TIM izobliÄenja nalaziće se na 3.9kHz, 5.5kHz, 7.05kHz, 8.7kHz, 10.2kHz, 11.85kHz i 13.35kHz. PoÅ¡to sumnjam da bi bilo onih kojima bi neki konkretan merni rezultat iÅ¡ta znaÄio, prikazana je spektralna analiza samog mernog signala. Objavljeni testovi ove vrste i oni koji su ih ikad videli su jako retki. Zainteresovani za merenje TIM ovom metodom, mogu ovaj test signal da downloaduju odavde:

http://uk.geocities.com/react_71/index.html#tim

tim-signal.gif

ÄŒinjenica da je od otkrića TIM izobliÄenja proÅ¡lo viÅ¡e od 30 godina, i da je u meÄ‘uvremenu mnogo karijera i profita napravljeno na temu važnosti njihovog niskog nivoa, ali da, iako su pri tome predložene i neke merne metode, merenja TIM izobliÄenja („joÅ¡ uvek“) nisu uÅ¡la u standardni set merenja audio pojaÄala, govore neÅ¡to o jasnosti samog problema. Ipak, takav kakav je, nejasan i praćen nesporazumima, ili baÅ¡ zbog toga, bio je dugo vremena jedna od centralnih taÄaka high-end audio marketinga (i joÅ¡ uvek nije sasvim jalov u tom smislu). Å to ne znaÄi da ja mislim da problem i ne postoji, naprotiv.

Peđa

Link to comment
Share on other sites

Deo V

Ovaj deo se bavi merenjem zvuÄnika.

MLS merenja fekvencijskog odziva

Merenja frekvencijskog odziva zvuÄnika, zbog toga Å¡to su rezultati merenja klasiÄnim metodama zavisni od akustike prostora u kome se merenje obavlja (a gluva soba nije jeftino reÅ¡enje), danas se obavljaju uglavnom MLS (Maximum Lenght Sequence) signalom koji merenja Äini u dobroj meri nezavisnim od prostora u kome se obavljaju. Ovom metodom se, osim klasiÄnog frekvencijskog odziva, može dobiti i frekvencijski odziv u domenu vremena (waterfall).

Uvek je dobro obratiti pažnju na rezoluciju merenja. Iako usrednjavanje (smoothing) može biti deo normalnog postupka Äinjenja grafikona gledljivijim, i iako postoje tvrdnje da usrednjavanje po tercama daje sliku koja odgovara onome Å¡to se Äuje, usrednjavanje prisutno u grafikonima nekih proizvoÄ‘aÄa kao iskljuÄivi cilj ima njihovu želju da zvuÄnik prikažu linearnijim nego Å¡to zapravo jeste.

a) Frekvencijski (amplitudni i fazni) odziv

Grafikon ispod prikazuje MLS merenjem dobijen impulsni odziv zvuÄnika Martin S-30, Äijom su FFT analizom dobijeni frekvencijski i waterfall odziv prikazan ispod.

martinS-30_impuls.gif

Za grafikon ispod uraÄ‘ena je FFT analiza uzorka dužine 10ms, stoga je donja graniÄna frekvencija 100Hz. Plava kriva prikazuje amplitudni, narandžasta fazni odziv. I amplitudni i fazni odziv su u datom sluÄaju relativno linearni, uz odreÄ‘enu kolebanje izmeÄ‘u 4-7kHz, kao i relativno strm pad nakon 15kHz.

martinS-30_freq.gif

Može biti zanimljivo prikazati odziv pojedinaÄnih drivera (dobijen je, naravno, drugim merenjem).

martinS-30_freq-driveri.gif

Za dobijanje odziva na nižim frekvencijama, poÅ¡to, sa jedne strane, dužina potrebnog uzorka za analizu postaje predugaÄka za obavljanje merenja u konvencionalnim uslovima, a sa druge strane zbog Äinjenice da zvuÄnici Äesto na nižim frekvencijama kao izvore osim drivera imaju i otvore koje je potrebno adekvatno sumirati, koristi se metoda merenja u bliskom polju. Nakon merenja svih izvora i njihovog sumiranja uz uzimanje u obzir efektivnih povrÅ¡ine emitovanja pojedinih izvora, nerfield odziv se sumira sa odzivom na viÅ¡im frekvencijama.

Grafikon ispod prikazuje odziv zvuÄnika Focal-JMLab Nova Utopia. Prva siva kriva prikazuje nearfield odziv otvora, sledeća nearfield odziv bas zvuÄnika, malo tamnija linija prikazuje nearfield odziv srednjetonaca. Crna kriva prikazuje odziv celog zvuÄnika koji je sumiran odziv prethodno nabrojanih sa odzivom izmerenim na odstojanju od 91.5cm (1 jarda), a koji je korišćen iznad 300Hz.

(Izvor: Stereophile, http://www.stereophile.com/loudspeakerr ... ndex5.html )

FJUFIG2.jpg

:wink: Waterfall ili Cumulative Spectral Decay

Waterfall, ili Cumulative Spectral Decay prikazuje odziv zvuÄnika u tri dimenzije (amplituda vs. frekvencija vs. vreme), odnosno frekvencijski odziv u domenu vremena i izuzetno je koristan za lociranje rezonansi, odnosno njihovih izvora, a koje klasiÄan grafikon frekvencijskog odziva ne može da pokaže. Grafikon treba tumaÄiti kao naÄin na koji zvuÄni pritisak opada nakon Å¡to se zvuÄnik pobudi wideband signalom i nakon Å¡to ovaj signal prestane.

Na grafikonu ispod prikazana je waterfall analiza impulsa prikazanog na prvom grafikonu u ovom tekstu, a markeri na istom grafikonu prikazuju poÄetak i kraj analiziranog uzorka. Kao glavni problem može se uoÄiti postojanje rezonansi na oko 4.5kHz, odnosno pri vrhu opsega mid-bassa, kao i kod visokotnca na 6.5kHz, odnosno pri dnu opsega u kome je korišćen, i na oko 13kHz.

martinS-30_wf.gif

c) Panel Vibration Waterfall

Waterfall se može koristiti i u svrhu prikazivanja rezonansi kutije (kabineta) zvuÄnika. SluÄajevi u kojima kabinet znaÄajno uÄestvuje u zvuÄnoj slici nisu retki. Umesto mikrofona koristi se pickup za akustiÄku gitaru zalepljen na kutiju.

Grafikon ispod prikazuje rezonanse kabineta zvuÄnika BBC LS3/5a.

(Izvor: Stereophile, http://www.stereophile.com//loudspeaker ... dex11.html )

H35fig10.jpg

Osim ovih merenja, kojima se dolazi do odziva samih zvuÄnika, ponekad se publikuju i in-room merenja, obavljena sweep signalom, po pravilu usrednjena po tercama, koja trebaju da nagoveste odziv zvuÄnika u realnim, sobnim uslovima.

Osetljivost (efikasnost)

Ovaj parametar oznaÄava zvuÄni pritisak (u dB) koji zvuÄnik proizvodi sa 1W snage, ili ponekad sa 2.83V napona (Å¡to odgovara 1W na 8 Ohm). Može da da orijentaciju u vezi toga koliko snage će biti potrebno iz pojaÄala za sluÅ¡anje u datim uslovima.

Snaga

Kod zvuÄnika se, budući da je u pitanju pasivni pretvaraÄ, ne može govoriti o snazi u klasiÄnom smilsu. Kod zvuÄnika se pod „snagom“ podrazumeva njegova sposobnost da prihvati odreÄ‘enu snagu (power handling capacity). Kao i kod pojaÄala, postoji nekoliko pojmova vezanih za specifikovanje snage, pri Äemu su najuoÄljiviji pojmovi trajne (nominal) i muziÄke (peak handling) snage. Iako navoÄ‘enje muziÄke snage kod zvuÄnika može biti smislenije nego kod pojaÄala, i iako su kriterijumi za ovu snagu kod zvuÄnika neÅ¡to jasniji, sa ovim podatkom navedenim od strane proizvoÄ‘aÄa treba biti isto tako oprezan, odnosno najbolje je držati se podataka o trajnoj snazi.

AES (Audio Engineering Society), umesto testiranja Äistim sinusnim signalom, za testiranje kao relevantniji preporuÄuje pink noise signal onog opsega za koji se zvuÄnik specifikuje.

Impedansa

Impedansa pre svega govori kakvo je zvuÄnik opterećenje za pojaÄalo. Svaka vrsta zuÄnika (kompresioni, bass-reflex, transmisiona linija, horna) ima karatkteristiÄnu krivu impedanse, i na osnovu impedanse, odnosno njene „ispravnosti“, kao i Äinjenice da može da ukaže na postojanje odreÄ‘enih rezonansi vezanih za kutije (kabinete) i/ili same drivere, može se zakljuÄiti poneÅ¡to i o akustiÄkim svojstvima zvuÄnika.

Grafikon ispod prikazuje impedansu zvuÄnika kojim se bavim ovih dana. Iz njega se, na osnovu dva impedantna peaka na dnu opsega (24Hz i 49Hz) može pretpostaviti da se radi o bass-reflex (mada može biti i TL) kutiji, i da je u pitanju trosistemski zvuÄnik sa reznim frekvencijama na 380Hz i 6.7kHz (treba obratiti pažnju na to da su u pitanju rezne frekvencije skretnice i da one ne moraju biti podudarne sa akustiÄkim reznim frekvencijama). Glitchevi na krivi uglavnom ukazuju na postojanje odreÄ‘enih rezonansi, uglavnom vezanih za kabinete, i na ovoj ispod, koja je usrednjena na 1/16 oktave (ali btw i neusrednjena ne prikazuje nikakva veća trzanja od onih koja se vide i ovako), mogu da se uoÄe na oko 200Hz i 220Hz (ovaj na 220Hz jedva, ali kriva impedantne faze na istom mestu podvrÄ‘uje da glitch postoji), ali se može reći da se ovde radi o priliÄno malim glitchevima (triput ura za mene). Glitchevi, zajedno sa Panel Vibration waterfallom, mogu da daju dobar deo odgovora u vezi ponaÅ¡anja kabineta.

ob04_imped_121004.gif

Nelinearna izobliÄenja

Testovi nelinearnih izobliÄenja zvuÄnika nisu naroÄito Äesti i ukoliko se i sreću, sreću se uglavnom samo kao merenja harmoniÄkih izobliÄenja. Za dobijanje bilo kakve realne slike kod zvuÄnika ih je potrebno meriti na viÅ¡e frekvencija. HarmoniÄka izobliÄenja su kod zvuÄnika uglavnom veća nego kod drugih ureÄ‘aja i rastu na nižim frekvecijama, gde skoro nikada nisu ispod nekoliko desetih delova procenta. Za zvuÄnike je takoÄ‘e tipiÄno postojanje subharmoniÄkih izobliÄenja, odnosno pojave parazitskih signala na frekvencijama koje su za pola, Äetvrtinu, osminu itd. viÅ¡e od frekvecnije osnovnog tona.

Osim uobiÄajeno razmatranih intermodulacionih izobliÄenja, za zvuÄnike je karakteristiÄna i posebna vrsta IM izobliÄenja, uzrokovana odreÄ‘enim shiftom signala viÅ¡e u prisustvu signala niže frekvencije, odnosno Äinjenicom da se u ovom sluÄaju izvor signala viÅ¡e frekvencije kreće napred-nazad, i obiÄno razamatrana kao frekvencijsko IM, odnosno Dopplerovo izobliÄenje. Treba napomenuti da Siegfried Linkwitz ovo izobliÄenje smatra linearnim (nivo ovog izobliÄenja ne zavisi od amplitude signala viÅ¡e frekvencije), a jedno, pre par meseci objavljeno, istraživanje Roda Elliotta ukazuje da je posledice ovog mehanizma ispravnije smatrati faznim nego frekvencijskim (Dopplerovim) intermodulacionim izobliÄenjem, odnosno da je frekvencijska modulacija samo posledica fazne modulacije.

Tranzijentni odziv

Moguća su razliÄita merenja koja pokazuju tranzijentni odziv i/ili odziv zvucnika u vremenu, ukljuÄujući merenja step, kvadratnim i burst signalima. Nažalost ili ne, ova merenja uglavnom ne spadaju u standardna merenja zvuÄnika. PoÅ¡to sam se ja malo umorio od pisanja, evo par mesta na kojima se o ovome može pronaći viÅ¡e.

O step odzivu koji, uprkos odreÄ‘enim sliÄnostima, treba razlikovati od impulsnog odziva prikazanog na prvom grafikonu u ovom tekstu (a koji se, iako se koristi kao uzorak za FFT, skoro nikad ne analizira sam po sebi; i kada se to Äini, uglavnom se posmatra kao Energy Time Curve, tj. ne na naÄin na koji je prikazan ovde), kao i generalno o merenju zvuÄnika na Sterophile sajtu:

http://www.stereophile.com//features/100/index.html

http://www.stereophile.com//features/100/index2.html

Prvi i treći deo Sterophile-ove serije o merenju zvuÄnika su ovde:

http://www.stereophile.com//features/99/index.html

http://www.stereophile.com//features/103/index.html

O važnosti ispravnog odziva zvuÄnika na kvadratni signal na sajtu Johna Kreskovskog:

http://www.geocities.com/kreskovs/TimeAligned1.html

O merenju burst signalima na sajtu Siegfrieda Linkwitza:

http://www.linkwitzlab.com/frontiers_2.htm

Sledi jedan završni deo.

Peđa

Link to comment
Share on other sites

Archived

This topic is now archived and is closed to further replies.

×
×
  • Create New...