Jag köpte Motorola Pulse Escape Bluetooth-hörlurar. Överlag gillade jag ljudet, men en sak förblev otydlig. Enligt instruktionerna har de en utjämningsbrytare. Förmodligen har hörlurarna flera inbyggda inställningar som växlar i en cirkel. Tyvärr kunde jag inte avgöra på gehör vilka inställningar det fanns och hur många det fanns, så jag bestämde mig för att ta reda på det genom att mäta.
Så vi vill mäta amplitud-frekvensresponsen (AFC) för hörlurar - det här är en graf som visar vilka frekvenser som återges högre och vilka som är tystare. Det visar sig att sådana mätningar kan göras "på knäet", utan specialutrustning.
Vi kommer att behöva en dator med Windows (jag använde en bärbar dator), en mikrofon och även en ljudkälla - någon slags spelare med bluetooth (jag tog en smartphone). Och själva hörlurarna förstås.
(Det finns många bilder under klippet).
Förberedelse
Jag hittade den här mikrofonen bland mina gamla prylar. Mikrofonen är billig, för samtal, inte avsedd för att spela in musik, än mindre för mätningar.Naturligtvis har en sådan mikrofon sitt eget frekvenssvar (och framåtriktat mönster), så det kommer att förvränga mätresultaten kraftigt, men den är lämplig för uppgiften, eftersom vi inte är så intresserade av det absoluta hörlurarnas egenskaper, men hur de förändras när equalizern växlas.
Den bärbara datorn hade bara ett kombinerat ljuduttag. Vi kopplar in vår mikrofon där:
Windows frågar vilken typ av enhet vi anslutit. Vi svarar att det här är en mikrofon:
Windows är tyskt, tyvärr. Jag lovade att använda improviserade material.
Således är den enda ljudkontakten upptagen, varför en extra ljudkälla behövs. Vi laddar ner en speciell testljudsignal till smarttelefonen - det så kallade rosa bruset. Rosa brus är ett ljud som innehåller hela spektrumet av frekvenser och lika kraft över hela området. (Förväxla det inte med vitt brus! Vitt brus har en annan effektfördelning, så det kan inte användas för mätningar, eftersom det kan skada högtalarna).
Justera mikrofonens känslighetsnivå. Högerklicka på högtalarikonen i Windows och välj justera inspelningsenheter:
Hitta vår mikrofon (jag kallade den Jack Mic):
Välj den som inspelningsenhet (fågel i en grön cirkel). Vi ställer in dess känslighetsnivå närmare det maximala:
Mikrofonförstärkning (om sådan finns) tas bort! Detta är automatisk känslighetsjustering. Det är bra för rösten, men under mätningar kommer det bara att störa.
Vi installerar mätprogrammet på den bärbara datorn. Jag älskar TrueRTA för möjligheten att se många diagram på en skärm samtidigt. (RTA - frekvenssvar på engelska). I den fria demoversionen mäter programmet frekvensgången i oktavsteg (det vill säga närliggande mätpunkter skiljer sig i frekvens med en faktor 2). Detta är naturligtvis väldigt grovt, men för våra syften kommer det att duga.
Använd tejp och fäst mikrofonen nära bordets kant så att den kan täckas med en hörlur:
Det är viktigt att fixera mikrofonen så att den inte rör sig under mätningsprocessen. Vi ansluter hörlurarna med en sladd till smartphonen och placerar en hörlur ovanpå mikrofonen för att tätt stänga den ovanpå - ungefär som hur hörlurarna täcker det mänskliga örat:
Den andra hörluren hänger fritt under bordet, varifrån vi kommer att höra testsignalen slås på. Vi ser till att hörlurarna är stabila och inte kan flyttas under mätningsprocessen. Vi kan börja.
Mått
Vi lanserar TrueRTA-programmet och ser:
Huvuddelen av fönstret är fältet för grafer. Till vänster om den finns knapparna för signalgeneratorn, vi behöver den inte, eftersom vi har en extern signalkälla, en smartphone. Till höger finns inställningar för grafer och mått. Överst finns några fler inställningar och kontroller. Ställ in fältfärgen på vit för att bättre se graferna (menyn Visa → Bakgrundsfärg → Vit).
Vi sätter mätgränsen till 20 Hz och antalet mätningar, säg 100. Programmet kommer automatiskt att göra det angivna antalet mätningar i rad och genomsnittet av resultatet som är nödvändigt för en brussignal. Stäng av visningen av stapeldiagram, låt grafer ritas istället (knappen längst upp med bilden av staplar markeras i nästa skärmdump).
Efter att ha gjort inställningarna gör vi den första mätningen - detta kommer att vara mätningen av tystnad. Vi stänger fönstren och dörrarna, ber barnen att vara tysta och trycker på Go:
Om allt är gjort korrekt kommer en graf att börja dyka upp i fältet. Låt oss vänta tills det stabiliseras (slutar "dansa" fram och tillbaka) och klicka på Stop:
Vi ser att "tystnadsvolymen" (bakgrundsbrus) inte överstiger -40dBu, och vi ställer in (dB Nedre kontrollen på höger sida av fönstret) den nedre visningsgränsen till -40dBu för att ta bort bakgrundsljud från skärm och se grafen för signalen vi är intresserade av i en större vy.
Nu ska vi mäta den verkliga testsignalen. Slå på spelaren på din smartphone, börja med låg volym.
Vi startar mätningen i TrueRTA med Go-knappen och skruvar gradvis upp volymen på smarttelefonen. Ett väsande ljud börjar komma från den fria hörluren och en graf visas på skärmen. Lägg till volym tills grafen når en höjd av ungefär -10...0dBu:
Efter att ha väntat på att grafen ska stabiliseras stoppar vi mätningen med hjälp av stoppknappen i programmet. Vi stoppar också spelaren för tillfället. Så vad ser vi på grafen? Bra bas (förutom de djupaste), viss roll-off mot mellanfrekvenserna och en skarp roll-off mot de höga frekvenserna. Låt mig påminna dig om att detta inte är hörlurarnas verkliga frekvensrespons.
Vi tar denna graf som referens. Hörlurarna fick en signal via tråd, i detta läge fungerar de som passiva högtalare utan några equalizers, deras knappar fungerar inte. Låt oss spara grafen i minne nummer 1 (via menyn Visa → Spara i minne → Spara i minne 1 eller genom att trycka på Alt+1). Du kan spara grafer i minnesceller och använda Mem1..Mem20-knapparna längst upp i fönstret för att aktivera eller inaktivera visningen av dessa grafer på skärmen.
Nu kopplar vi bort sladden (både från hörlurarna och från smartphonen) och ansluter hörlurarna till smartphonen via bluetooth, var noga med att inte flytta dem på bordet.
Vi slår på spelaren igen, startar mätningen med Go-knappen och, genom att justera volymen på smarttelefonen, för den nya grafen i nivå till referensen. Referensdiagrammet visas i grönt och det nya diagrammet visas i blått:
Vi stoppar mätningen (du behöver inte stänga av spelaren om väsandet från en ledig hörlur inte irriterar dig) och är glada att hörlurarna via Bluetooth producerar samma frekvenssvar som via tråd. Vi sparar grafen i minne nummer 2 (Alt+2) så att den inte lämnar skärmen.
Nu byter vi equalizern med hörlursknapparna. Hörlurarna rapporterar med en glad kvinnlig röst "EQ har ändrats." Vi slår på mätningen och efter att ha väntat på att grafen ska stabiliseras ser vi:
Hm. På vissa ställen finns skillnader på 1 decibel, men detta är på något sätt inte allvarligt. Mer troligt ser det ut som mätfel. Vi lägger in denna graf i minnet, byter equalizer igen och efter mätningen ser vi en annan graf (om du tittar noga):
Tja, du förstår redan. Oavsett hur mycket jag bytte equalizern på hörlurarna gjorde det ingen skillnad!
På detta kan vi i princip avsluta arbetet och dra följande slutsats: Dessa hörlurar har ingen fungerande equalizer. (Nu är det klart varför han inte kunde höras).
Men det faktum att vi inte sett några förändringar i resultaten är en besvikelse och väcker till och med tvivel om metodikens riktighet. Kanske mätte vi något fel?
Bonusmått
För att vara säker på att vi mätte frekvenssvaret, och inte vädret på månen, låt oss vända utjämnaren på ett annat ställe. Vi har en spelare i vår smartphone! Låt oss använda dess equalizer:Förkortningen AFC står för amplitud-frekvenssvar. På engelska låter denna term som "frekvenssvar", som bokstavligen betyder "frekvenssvar." Amplitud-frekvenskarakteristiken för kretsen visar beroendet av nivån vid utgången av en given anordning på frekvensen för den sända signalen vid en konstant amplitud av den sinusformade signalen vid ingången till denna anordning. Frekvenssvaret kan bestämmas analytiskt genom formler eller experimentellt. Alla enheter är utformade för att överföra (eller förstärka) elektriska signaler. Anordningens frekvenssvar bestäms av beroendet överföringskoefficient(eller förstärkning) på frekvensen.
Överföringskoefficient
Vad är transmissionskoefficient? Överföringskoefficientär förhållandet mellan utsignalen från kretsen och spänningen vid dess ingång. Eller formeln:
Var
U ut– kretsutgångsspänning
U in– spänning på kretsens ingång
I förstärkningsanordningar är transmissionskoefficienten större än enhet. Om enheten introducerar dämpning av den sända signalen, är överföringskoefficienten mindre än enhet.
Överföringskoefficienten kan uttryckas i termer av:
Vi bygger frekvensgången för RC-kretsar i Proteus-programmet
För att noggrant förstå vad frekvenssvaret är, låt oss titta på figuren nedan.
Så vi har en "svart låda", till vars ingång vi kommer att leverera en sinusformad signal, och vid utgången av den svarta lådan tar vi bort signalen. Villkoret måste vara uppfyllt: du måste ändra frekvensen för den ingående sinusformade signalen, men dess amplitud måste vara konstant.
Vad ska vi göra härnäst? Vi måste mäta amplituden för utsignalen efter den svarta rutan vid ingångssignalens frekvensvärden av intresse för oss. Det vill säga, vi måste ändra frekvensen på insignalen från 0 Hertz (likström) till något slutvärde som kommer att tillfredsställa våra mål, och se vad amplituden på signalen kommer att vara vid utgången vid motsvarande ingångsvärden.
Låt oss titta på det hela med ett exempel. Låt oss ha den enklaste i den svarta lådan med redan kända värden för radioelement.
Som jag redan har sagt kan frekvenssvaret konstrueras experimentellt, såväl som med hjälp av simulatorprogram. Enligt min mening är den enklaste och mest kraftfulla simulatorn för nybörjare Proteus. Låt oss börja med det.
Vi monterar denna krets i arbetsområdet för Proteus-programmet
För att applicera en sinusformad signal till kretsens ingång klickar vi på knappen "Generatorer", väljer SINE och ansluter den sedan till ingången på vår krets.
För att mäta utsignalen, klicka bara på ikonen med bokstaven "V" och anslut popup-ikonen till utgången på vår krets:
För estetik har jag redan ändrat namnet på ingången och utgången till synd och ut. Det borde se ut ungefär så här:
Nåväl, halva arbetet är redan gjort.
Nu återstår bara att lägga till ett viktigt verktyg. Det kallas "frekvenssvar", som jag redan sa, ordagrant översatt från engelska - "frekvenssvar". För att göra detta, klicka på knappen "Diagram" och välj "frekvens" från listan.
Något liknande kommer att dyka upp på skärmen:
Vi klickar två gånger på LMB och ett sånt här fönster öppnas, där vi väljer vår sinusgenerator (sin) som insignal, som nu ställer in frekvensen vid ingången.
Här väljer vi frekvensområdet som vi ska "driva" till ingången på vår krets. I det här fallet är detta intervallet från 1 Hz till 1 MHz. När den initiala frekvensen ställs in på 0 Hertz, ger Proteus ett fel. Ställ därför in den initiala frekvensen nära noll.
och som ett resultat bör ett fönster med vår utdata visas
Tryck på mellanslagstangenten och njut av resultatet
Så, vilka intressanta saker kan du hitta om du tittar på vårt frekvenssvar? Som du kanske har märkt minskar amplituden vid kretsens utgång när frekvensen ökar. Det betyder att vår RC-krets är ett slags frekvensfilter. Ett sådant filter passerar låga frekvenser, i vårt fall upp till 100 Hertz, och börjar sedan, med ökande frekvens, "krossa" dem. Och ju högre frekvensen är, desto mer dämpar den utsignalens amplitud. Därför, i det här fallet, är vår RC-krets den enklaste f iltrom n izkoy h frekvens (lågpassfilter).
Bandbredd
Bland radioamatörer och inte bara finns det också en sådan term som. Bandbredd– detta är det frekvensområde inom vilket frekvenssvaret för en radiokrets eller anordning är tillräckligt enhetligt för att säkerställa signalöverföring utan betydande förvrängning av dess form.
Hur bestämmer man bandbredd? Detta är ganska lätt att göra. Det räcker med att hitta en nivå på -3 dB från grafen för maximal frekvenssvar på frekvenssvarsgrafen och hitta skärningspunkten för den räta linjen med grafen. I vårt fall kan detta göras lättare än ångade kålrot. Det räcker med att utöka vårt diagram till helskärm och, med hjälp av den inbyggda markören, titta på frekvensen på en nivå av -3 dB i skärningspunkten med vår frekvenssvarsgraf. Som vi ser är det lika med 159 Hertz.
Frekvensen som erhålls vid en nivå av -3 dB kallas gränsfrekvens. För en RC-krets kan den hittas med formeln:
För vårt fall visade sig den beräknade frekvensen vara 159,2 Hz, vilket bekräftas av Proteus.
De som inte vill ta itu med decibel kan dra en linje på nivån 0,707 från utsignalens maximala amplitud och titta på skärningspunkten med grafen. I det här exemplet, för tydlighetens skull, tog jag den maximala amplituden som en nivå på 100%.
Hur bygger man frekvensrespons i praktiken?
Hur bygger man frekvensresponsen i praktiken, med i sin arsenal och?
Låt oss gå. Låt oss sätta ihop vår kedja i verkligheten:
Nåväl, nu kopplar vi en frekvensgenerator till kretsens ingång, och med hjälp av ett oscilloskop övervakar vi amplituden på utsignalen, och vi kommer också att övervaka amplituden på insignalen så att vi är helt säkra på att en sinusvåg med konstant amplitud matas till ingången på RC-kretsen.
För att experimentellt studera frekvenssvaret måste vi sätta ihop en enkel krets:
Vår uppgift är att ändra frekvensen på generatorn och observera vad oscilloskopet visar vid kretsens utgång. Vi kommer att köra vår krets genom frekvenser, med början från de lägsta. Som jag redan har sagt är den gula kanalen avsedd för visuell kontroll att vi genomför experimentet ärligt.
Likströmmen som passerar genom denna krets kommer att producera amplitudvärdet för insignalen vid utgången, så den första punkten kommer att ha koordinater (0;4), eftersom amplituden på vår insignal är 4 volt.
Vi tittar på följande värde på oscillogrammet:
Frekvens 15 Hertz, utgångsamplitud 4 Volt. Så, den andra punkten (15:4)
Tredje punkten (72;3.6). Notera amplituden för den röda utsignalen. Hon börjar sjunka.
Fjärde punkten (109;3.2)
Femte punkten (159;2,8)
Sjätte punkten (201;2.4)
Sjunde punkten (273;2)
Åttonde punkten (361;1,6)
Nionde punkten (542;1.2)
Tionde punkt (900;0,8)
Tja, den sista elfte punkten (1907;0.4)
Som ett resultat av mätningarna fick vi en tallrik:
Vi bygger en graf baserad på de erhållna värdena och får vårt experimentella frekvenssvar;-)
Det blev annorlunda än i den tekniska litteraturen. Detta är förståeligt, eftersom de använder en logaritmisk skala för X, och inte en linjär, som i min graf. Som du kan se kommer amplituden på utsignalen att fortsätta att minska när frekvensen ökar. För att bygga vårt frekvenssvar ännu mer exakt måste vi ta så många poäng som möjligt.
Låt oss gå tillbaka till denna vågform:
Här, vid gränsfrekvensen, visade sig amplituden för utsignalen vara exakt 2,8 volt, vilket är exakt på nivån 0,707. I vårt fall är 100% 4 volt. 4x0,707=2,82 volt.
Bandpassfilter frekvenssvar
Det finns också kretsar vars frekvenssvar ser ut som en kulle eller en grop. Låt oss titta på ett exempel. Vi kommer att överväga det så kallade bandpassfiltret, vars frekvenssvar har formen av en kulle.
Egentligen själva schemat:
Och här är dess frekvenssvar:
Det speciella med sådana filter är att de har två gränsfrekvenser. De bestäms också vid en nivå av -3 dB eller vid en nivå av 0,707 från maxvärdet för transmissionskoefficienten, eller mer exakt Kumax /√2.
Eftersom det är obekvämt att titta på grafen i dB, byter jag den till linjärt läge längs Y-axeln och tar bort markören
Som ett resultat av omstruktureringen erhölls följande frekvenssvar:
Det maximala utgångsvärdet var 498 mV med en insignalamplitud på 10 volt. Hmmm, ingen dålig "förstärkare") Så vi hittar frekvensvärdet på en nivå av 0,707x498=352mV. Resultatet är två gränsfrekvenser - en frekvens på 786 Hz och 320 KHz. Därför är bandbredden för detta filter från 786Hz till 320KHz.
I praktiken, för att erhålla frekvenssvaret, används instrument som kallas karakteristiska kurvanalysatorer för att studera frekvenssvaret. Så här ser ett av proverna av Sovjetunionen ut
PFC står för fas-frekvenskarakteristik, fassvar - fassvar. Fasfrekvenskarakteristiken är beroendet av fasförskjutningen mellan de sinusformade signalerna vid enhetens ingång och utgång på frekvensen av ingångssvängningen.
Fasskillnad
Jag tror att du har hört uttrycket mer än en gång: "han upplevde ett fasskifte." Detta uttryck kom in i vårt ordförråd för inte så länge sedan och det betyder att en person har rört sig något. Det vill säga, allt var bra, och sedan igen! Och det är allt :-). Och detta händer ofta i elektronik också) Skillnaden mellan faserna av signaler i elektronik kallas fasskillnad. Det verkar som att vi "kör" någon signal till ingången, och utan någon uppenbar anledning har utsignalen flyttats i tid relativt ingångssignalen.
För att bestämma fasskillnaden måste följande villkor vara uppfyllt: signalfrekvenserna måste vara lika. Även om en signal har en amplitud på Kilovolt och den andra på millivolt. spelar ingen roll! Så länge lika frekvenser upprätthålls. Om likhetsvillkoret inte uppfylldes skulle fasförskjutningen mellan signalerna förändras hela tiden.
För att bestämma fasförskjutningen används ett tvåkanalsoscilloskop. Fasskillnaden betecknas oftast med bokstaven φ och på oscillogrammet ser det ut ungefär så här:
Bygga fassvaret för en RC-krets i Proteus
För vår testkrets
För att visa det i Proteus öppnar vi igen funktionen "frekvenssvar".
Vi väljer även vår generator
Glöm inte att ange vilket frekvensområde som testas:
Utan att tänka länge väljer vi vår utgång ut i det första fönstret
Och nu är den största skillnaden: i kolumnen "Axis" sätter du markören på "Höger"
Tryck på mellanslagstangenten och voila!
Du kan utöka den till helskärm
Om så önskas kan dessa två egenskaper kombineras i en graf
Observera att vid gränsfrekvensen är fasförskjutningen mellan in- och utsignalen 45 grader eller i radianer p/4 (klicka för att förstora)
I detta experiment, vid en frekvens på mer än 100 KHz, når fasskillnaden ett värde på 90 grader (i radianer π/2) och ändras inte.
Vi bygger FCHH i praktiken
I praktiken kan fasresponsen mätas på samma sätt som frekvensresponsen, helt enkelt genom att observera fasskillnaden och registrera avläsningarna i en surfplatta. I det här experimentet ska vi helt enkelt se till att vi vid gränsfrekvensen faktiskt har en fasskillnad mellan ingångs- och utsignalerna på 45 grader eller π/4 i radianer.
Så jag fick den här vågformen vid en gränsfrekvens på 159,2 Hz
Vi måste ta reda på fasskillnaden mellan dessa två signaler
Hela perioden är 2p, vilket betyder att halva perioden är π. Vi har cirka 15,5 divisioner per halvcykel. Det är en skillnad på 4 divisioner mellan de två signalerna. Låt oss göra en proportion:
Därför x=0,258p eller man skulle kunna säga nästan 1/4p. Därför är fasskillnaden mellan dessa två signaler lika med n/4, vilket nästan exakt sammanföll med de beräknade värdena i Proteus.
Sammanfattning
Amplitud-frekvenssvar kretsen visar beroendet av nivån vid utgången av en given enhet på frekvensen av den överförda signalen vid en konstant amplitud av den sinusformade signalen vid ingången till denna enhet.
Fas-frekvenssvarär beroendet av fasförskjutningen mellan de sinusformade signalerna vid enhetens ingång och utgång på frekvensen av ingångssvängningen.
Överföringskoefficientär förhållandet mellan utsignalen från kretsen och spänningen vid dess ingång. Om överföringskoefficienten är större än en, förstärker den elektriska kretsen insignalen, men om den är mindre än en försvagar den den.
Bandbredd– detta är det frekvensområde inom vilket frekvenssvaret för en radiokrets eller anordning är tillräckligt enhetligt för att säkerställa signalöverföring utan betydande förvrängning av dess form. Bestäms av nivån 0,707 från maxvärdet för frekvenssvaret.
Är det möjligt att använda en vanlig mikrofon för att ställa in ett ljudsystem?
Sedan jag satte upp mitt allra första system har det uppstått svårigheter med att bedöma ljudsystemets slutliga frekvenssvar (amplitud-frekvenssvar).
Mätutrustning är ganska dyr och alla kan inte ställa in sitt system, men vad kan jag säga, bara ett fåtal har råd att anslå en budget för inköp av en mätmikrofon.
Men varför inte använda en vanlig mikrofon för att utvärdera systemets frekvenssvar?
Svaret är ganska enkelt - mikrofonens eget frekvenssvar är olinjärt och skiljer sig till och med mellan mikrofoner av samma modell, men av olika delar.
Teori är teori, men som alltid finns det en lust att kolla, är det verkligen sant? Är det verkligen omöjligt att på något sätt anpassa en vanlig mikrofon för att mäta frekvensgången?
Och så, när jag (under en relativt lång tid) hade en mätmikrofon från SPL-LAB-företaget, kom naturligtvis tanken på att testa mikrofoner för deras användning för att utvärdera ett ljudsystems frekvenssvar med hjälp av budgetmetoder. igen.
Så. Jag rotade runt i huset och samlade alla mikrofoner jag har, nämligen:
SPL-LAB RTA
Karaokemikrofon BBK DM-200
Noname-mikrofon köpt i Kina (fruktansvärt högljudd)
Lavalier mikrofon Oklick MP-M008
Jag ville också lägga till installationsmikrofonen från Pioneer DEX-P99RS GU-kit, men den försvann någonstans och därför, för nu, utan den.
Hur gör man mätningar så att de är tillräckliga?
Mätningar utförs trots allt i ett rum där det finns mycket reflektioner.
Men eftersom vi kommer att jämföra mikrofoner under samma förutsättningar, bestämde vi oss för att helt enkelt täcka en del av rummet med tyg.
enligt kursen ”Högtalarna är anslutna via en inbyggd passiv delningsfilter.
Förstärkaren i systemet är en T-klass digital förstärkare Tripath TA2024,
högtalarkablar Canare 4S11. Signalkälla Hemdator med inbyggt Realtek HD-ljudkort.
Uppspelningsprogrammet, älskat av alla musikälskare, är Foobar2000, där ljudutgången konfigureras med WASAPI-teknik, d.v.s. exklusiv användning av ljudutgång av ett program, exklusive operativsystembehandling (men detta är ett ämne för en annan diskussion).
Det är faktiskt så här jag använder det här systemet varje dag för att lyssna på musik.
Mätutrustning: SAMSUNG N110 netbook med Spectralab-mjukvara installerad och PeakHold-läge aktiverat.
För att undvika filtrering efter mikrofoningång inaktiverades alla mikrofonljudförstärkare.
Under mätningarna kopplades varje mikrofon i tur och ordning via en vanlig Jack 3.5-kontakt.
Så, mikrofonerna är monterade på ett stativ så nära varandra som möjligt så att de känsliga delarna av själva mikrofonerna är i samma vertikala plan.
Jag skulle vilja notera att vid noggrann undersökning av varje mikrofon (med undantag för BBK, som är elektrodynamisk), är de känsliga delarna i mikrofonerna samma typ av kapselelektretmikrofoner. Detta är för referens ifall det skulle hända något, som de säger.
Mätteknik.
Själva mättekniken är vald för att vara ganska enkel - vi tar först mätningar av varje mikrofon på den så kallade sveptonen (ett spår där en sinusformad signal, utan att ändra sin nivå, smidigt ändrar sin frekvens från 20 Hz till 20 000 Hz, som täcker hela det hörbara ljudområdet), och sedan mäter vi brussignalen.
I mitt ljudbibliotek var det första som fångade mitt öga okorrelerat rosa brus. Vad det är? Slå på radion på en frekvens där det inte finns någon radiostation så hör du den.
Men för säkerhets skull, för kontroll, så att säga, bestämde jag mig för att göra en tredje mätning med en sweepton baserad på rosa brus. Ja, ja, det finns det också.
Mått.
SPL-LAB RTA-mikrofonen användes först som ett referensprov eftersom Enligt tillverkaren citerar jag:
"Den rundstrålande elektretmikrofonkapseln har ett linjärt frekvenssvar, vilket minimerar prestandavariation mellan enheter i partiet. Enhetens hög känslighet uppnås med en inbyggd lågfrekvent förstärkare. Den nedre mätgränsen är 50 dB. Varje kopia genomgår grundlig testning och kalibrering"
Som du kan se med blotta ögat är graferna nästan identiska, med undantag för nivån. Detta förklaras av det faktum att nivån på brussignalen initialt är lägre än sinussignalen (med 6 dB, eftersom detta är den nivå där musik spelas in på CD, i motsats till sinussignalen med en maximal nivå på 0 dB). Förresten, om någon är intresserad så finns det speciella tjänster för att ta emot vilken typ av signal som helst och med vilken nivå som helst, men inte om det nu.
Med gehör bekräftas detta frekvenssvar, speciellt puckeln på HF vid 12 kHz, vilket ger ljudet en frätande kvalitet. Tja, det är nödvändigt att arbeta med frekvensgången i lågfrekvensområdet och eliminera sänkningen vid 4,5 kHz
För att göra det enklare att analysera graferna är de alla sammanställda till en enda fil.
Låt oss ta en närmare titt nu.
Den första testpersonen är en lavaliermikrofon från Oklick.
Wow!!! Det inspelade frekvenssvaret är mycket nära det frekvenssvar som registrerats av mätmikrofonen (det var inte för inte som det noterades att ljudet genom detta knapphål är ganska bra).
Som kan ses i det okorrelerade rosa bruset kan detta kryphål användas för att analysera frekvenssvaret upp till en frekvens på cirka 5 kHz. Tyvärr är Twitter-utbudet bortom hennes kontroll. Detta är förståeligt, eftersom huvudsyftet med en lavaliermikrofon är att sända röst, och detta är exakt upp till ungefär en frekvens på 5 kHz. Gör en anteckning och gå vidare till nästa testdeltagare.
Noname mikrofon, köpt i Middle Kingdom.
Här ser vi en nästan exakt upprepning av testfrekvensgången i intervallet 20-800Hz, sedan börjar mikrofonen själv släta ut frekvensgången på sina ställen, och på sina ställen visar den för mycket ojämnheter, och detta lämpar sig inte längre för oss. Visserligen verkar rösten genom den här mikrofonen på något sätt taggig och onaturlig, vilket i princip är väldigt logiskt med ett sådant frekvenssvar.
Jo, den sista deltagaren i testet är en elektrodynamisk mikrofon för karaoke från BBK.
Här ser vi att det händer något fel i intervallet upp till 30Hz, men jaja. Låt oss titta vidare. Mikrofonresponsen är inte heller tillräcklig ner till 100Hz. Okej, du kan glömma den nedre mellanbasen också. Vi går längre, upp till en frekvens på 3 kHz, mikrofonen överför frekvensgången relativt bra, men sedan börjar leapfrog i frekvenssvaret, därför kommer vi återigen inte att kunna utvärdera Twitter tillräckligt.
Låt oss sammanfatta.
Av alla mikrofoner som deltog i testet kom Oklick MP-M008 lavaliermikrofonen närmast testfrekvenssvaret. Inte utan synd, naturligtvis, men om pengarna är knappa kan du använda dem för att utvärdera frekvenssvaret för ett ljudsystem upp till frekvenserna för Twitter-drift som en del av en trebandsfront (upp till 6 kHz) med hjälp av sweeptone eller rosa brus som instrumentalspår. Det är i detta läge som frekvenssvaret som registreras av denna mikrofon är så nära som möjligt frekvenssvaret som registrerats av mätmikrofonen från SPL-LAB. Du kan också använda en mikrofon utan namn för att analysera systemets frekvenssvar i området från 20Hz till cirka 3,5 kHz, vilket också är bra, om än inte helt korrekt. Jo, en elektrodynamisk mikrofon kan, med vissa reservationer, användas för att se vad som händer i frekvenssvarssystemet i området från 100-3000 Hz.
Innan du kommer till recensionen kombinationer för att leka utomhus Jag skulle vilja ta reda på det viktigaste. Hur bildas ljudet vi hör?
Under bildningsprocessen går ljud ungefär så här:
Pickup eller mikrofon --->
förförstärkare --->
equalizer/effekter --->
effektförstärkare --->
akustiskt system.
Vi har ett akustiskt system (högtalare) vid utgången. Och även om högtalaren tar väldigt lite plats i bilden så bildar den ljudet, och bestämmer därför mycket.
Med andra ord: om högtalarsystemet är dåligt, så kommer vi, oavsett vilken högkvalitativ signal som kommer från PA:n, att höra vad högtalaren värdar sig att sända. Det är värt att notera att ibland tillverkare av bärbara förstärkare glömmer detta och installerar helt mediokra högtalare på sin design, som helt enkelt inte kan producera högkvalitativt ljud och förmedla det du spelar bra. Många kombinationer lider av denna nackdel.
Dock:
AKUSTIK BESTÄMMER FÖRST SYSTEMETS LJUD!
Och det är dess viktigaste komponent.
I allmänhet är det konstigt att det i den musikaliska miljön pratas mycket om trä och gitarrer, uppsättningar av effekter, etc. förstärkare och effektförstärkare, ledningar, men väldigt lite nämns om högtalare och högtalarsystem.
För mig uppstod denna fråga först och främst när jag började reda ut problemen med dåligt ljud från bärbar utrustning. Huvudproblemet är små, ohörbara, billiga högtalare med dålig känslighet.
I början av 90-talet, när Hi-End först började dyka upp i Ryssland, fanns det en underbar empirisk formel om fördelningen av resurser. Det såg ut ungefär så här: 50% - akustik, 10% - alla kablar, 40% - källa och förstärkare.
Och detta är i allmänhet sant, eftersom... det är den korrekt valda akustiken som är den grundläggande basen kring vilken du kan bygga ditt system och få ljud av hög kvalitet.
Och så, låt oss Låt oss gå vidare till högtalarna:
Högtalarens huvuddelar är en magnet, en spole, ett membran (diffusor), en ram (korg, diffusorhållare). Huvudkomponenterna som påverkar ljud, parametrar, konfiguration - syfte är de tre första.
Jag skulle också omedelbart vilja nämna de parametrar som anges på högtalarna och med vilka de kan väljas. (Och vi kommer att fördjupa oss i essensen av var och en av dem och hur varje del av talaren påverkar den - lite senare.)
HÖGTALARPARAMETRAR:
"Känslighet"- detta är standardljudtrycket (SPL) som högtalaren utvecklar. Den mäts på ett avstånd av 1 meter med en ineffekt på 1 Watt vid en fast frekvens (vanligtvis 1 kHz, om inte annat anges i högtalardokumentationen).
Ju högre känslighet högtalarsystemet har, desto högre ljud kan det producera för en given effekt. Med högtalare med hög känslighet kan du ha en inte särskilt kraftfull förstärkare, och tvärtom, för att "driva" högtalare med låg känslighet, behöver du en högre effektförstärkare.
Ett numeriskt känslighetsvärde, till exempel 90 dB/W/m, betyder att denna högtalare kan skapa ett ljudtryck på 90 dB på ett avstånd av 1 m från högtalaren med en ineffekt på 1 W. Känsligheten hos konventionella högtalare sträcker sig från 84 till 102 dB. Konventionellt kan känslighet 84-88 dB kallas låg, 89-92 dB - medium, 94-102 dB - hög. Om mätningar utförs i ett normalt rum, blandas ljudet som reflekteras från väggarna med högtalarnas direkta strålning, vilket ökar ljudtrycksnivån. Därför anger vissa företag en "ekoisk" känslighet för sina högtalare, mätt i en ekofri kammare. Det är tydligt att ekokänslig känslighet är en mer "ärlig" egenskap.
"Reproducerbart frekvensområde" anger frekvensgränser inom vilka ljudtrycksavvikelsen inte överstiger vissa gränser. Vanligtvis anges dessa gränser i en sådan egenskap som "ojämnhet i frekvenssvaret".
Frekvenssvar - amplitud-frekvenskarakteristik för högtalaren.
Visar högtalarens ljudtrycksnivå beroende på frekvensen som återges. Presenteras vanligtvis i grafform. Här är ett exempel på frekvensgången för Celestion Vintage 30-högtalaren: 
"Oregelbundenhet i frekvenssvar"- visar ojämn amplitud i området för återgivna frekvenser. Vanligtvis mellan 10 och 18 dB.
(Justering - ja, ± 3 dB - detta är den högtalarkaraktäristik som krävs för mer "ärlig" signalåtergivning inom det specificerade området.)
"Impedans" (RESISTANS)- Högtalarens totala elektriska impedans, vanligtvis 4 eller 8 ohm. Vissa högtalare har en impedans på 16 ohm, vissa är inte standardvärden. 2, 6, 10, 12 Ohm.
"Nominell elektrisk effekt" RMS (Rated Maxmum Sinusoidal) - konstant långtidseffekt. Syftar på mängden ström som en högtalare kan stå emot under en längre tid utan att skada konramen, överhetta talspolen eller andra problem.
"Topp elektrisk effekt"- maximal ineffekt. Indikerar den effekt som högtalaren tål en kort tid (1-2 sekunder) utan risk för skador.
Nu kan du överväga hur varje del av högtalaren påverkar högtalarens parametrar och ljudet som helhet. :) Men mer om detta i följande artiklar.
Andra parametrar för högtalaren är till exempel storleken och materialet på membranet. Och deras inflytande på egenskaper och ljud. Låt oss titta på det i en annan artikel.
Kirill Trufanov
Gitarrverkstad.
Det är känt att dynamiska processer kan representeras av frekvenskarakteristika (FC) genom att utöka funktionen till en Fourier-serie.
Anta att det finns något objekt och du måste bestämma dess frekvenssvar. Vid experimentell mätning av frekvensgången tillförs en sinusformad signal med amplitud Ain = 1 och en viss frekvens w till objektets ingång, d.v.s.
x(t) = A ingång sin(wt) = sin(wt).
Sedan, efter att ha passerat transienta processer vid utgången, kommer vi också att ha en sinusformad signal med samma frekvens w, men med en annan amplitud A ut och fas j:
y(t) = A output sin(wt + j)
För olika värden på w kommer värdena för Aout och j, som regel, också att vara olika. Detta beroende av amplitud och fas på frekvensen kallas frekvenssvar.
Typer av frekvenssvar:
· 
y” “ s 2 Y, etc.
Låt oss definiera derivatorna av frekvenssvaret:
y’(t) = jw A ut e j (w t + j) = jw y,
y”(t) = (jw) 2 A ut e j (w t + j) = (jw) 2 y, etc.
Detta visar korrespondensen s = jw.
Slutsats: frekvenskarakteristika kan konstrueras från överföringsfunktioner genom att ersätta s = jw.
För att konstruera frekvenssvaret och fassvaret används följande formler:
, 
,
där Re(w) och Im(w) är de verkliga och imaginära delarna av uttrycket för AFC, respektive.
Formler för att erhålla AFC från AFC och PFC:
Re(w) = A(w). cos j(w), Im(w) = A(w) . sin j(w).
Frekvenssvarsgrafen är alltid placerad i en fjärdedel, eftersom frekvens w > 0 och amplitud A > 0. Fassvarsgrafen kan placeras i två fjärdedelar, d.v.s. fas j kan vara antingen positiv eller negativ. AFC-schemat kan löpa genom alla kvarter.
När frekvenssvaret plottas grafiskt med ett känt frekvenssvar, identifieras flera nyckelpunkter som motsvarar vissa frekvenser på frekvenssvarskurvan. Därefter mäts avstånden från utgångspunkten för koordinater till varje punkt och plottas på frekvenssvarsgrafen: vertikalt - uppmätta avstånd, horisontellt - frekvenser. Konstruktionen av AFC utförs på liknande sätt, men inte avstånd mäts, utan vinklar i grader eller radianer.
För att plotta AFC grafiskt måste du känna till typen av AFC och PFC. I detta fall identifieras flera punkter som motsvarar vissa frekvenser på frekvenssvaret och fassvaret. För varje frekvens bestäms amplitud A från frekvenssvaret och fas j bestäms från fassvaret. Varje frekvens motsvarar en punkt på AFC, avståndet till vilket från origo är lika med A, och vinkeln relativt den positiva halvaxeln Re är lika med j. De markerade punkterna är förbundna med en kurva.
Exempel: 
.
För s = jw har vi
= = 
= =
