Доброго времени суток, сегодняшняя тема измерений, измерений в помещении, несмотря на кажущуюся сложность, довольно проста в освоении на начальном уровне, чего хватит, наверное, 95% людей.
В этой части мы рассмотрим некоторые принципы, использующиеся при проведении измерений в условиях обычных помещений, и (надеюсь) научимся пользоваться REW, она же Room Eq Wizard, хотя бы на базовом уровне.
Начнём с простого: что мы делаем? Мы определяем передаточную характеристику(и) устройства. Точка.
Как мы это делаем? С помощью обратной связи, в том или ином виде.
Как изменяется наш сигнал? Мы преобразуем цифровой сигнал из источника (генератора) с помощью ЦАПа в аналоговый, который затем подаётся на вход устройства, в нашем случае – вход усилителя (отдельного или интегрированного в АС).
Что происходит дальше? С помощью микрофона мы преобразуем звуковое давление обратно в электрический сигнал (аналоговый, естественно), который затем преобразуется при помощи АЦП обратно в цифровой вид.
Для наглядности:
То есть мы выполняем преобразование цифра-аналог-цифра, просто в определенный момент в эту цепь включается устройство, передаточную характеристику которого нам необходимо узнать.
Что в нашем случае передаточная функция? Передаточная функция системы может быть описана АЧХ (амплитудно-частотная характеристика, FR) и ФЧХ (фазо-частотная характеристика, PR). Связка АЧХ+ФЧХ полностью описывает поведение системы в частотном плане (frequency domain), кроме этого, передаточная функция может быть представлена в виде Impulse Response (IR, или импульс), который описывает поведение системы с точки зрения времени (time domain).
Сразу скажу, что ФЧХ для нас будет бесполезна, так как мы НЕ слышим относительные фазовые сдвиги, тем более в обычном, не безэховом помещении. Я пока не наткнулся ни на одно исследование, где удалось бы доказать слышимость и деградацию звука от нелинейности ФЧХ.
Импульс, сам по себе, также бесполезен «для людей», так как мы его не в состоянии «считать» графически, т.н. по графику «импульса» нельзя понять (без его FFT преобразования) реальное поведение системы. Несмотря на это, вкладка Impulse в REW является одной из ключевых, но об этом позже.
Запомните: АЧХ+ФЧХ == Impulse Response! Зная одно, можно вычислить другое, спасибо быстрому преобразованию Фурье (aka FFT).
Итак, что нас интересует? АЧХ, точнее зависимость АЧХ от положения в пространстве. Как я уже писал, АЧХ АС – это не просто один график…
Что подаётся на вход устройства? На вход подаётся логарифмический свип сигнал (log sweep), т.е. сигнал, у которого удвоение частоты происходит через равные промежутки времени (необходимость в этом следует из принципа работы частотного анализатора, точнее, размера его окна, в то я вдаваться не буду).
Чем мы измеряем? Само «измерение», то есть захват звукового давления происходит с помощью КАЛИБРОВАННОГО измерительного микрофона. Без файла калибровки(коррекции) любой микрофон, даже самый дорогой (https://www.audiosciencereview.com/forum/index.php?threads/i-measured-the-deviation-of-6-earthworks-microphones.40546/) можно использовать только до средних частот, всё что выше непригодно для анализа вследствие естественной неравномерности АЧХ капсюлей. Запомнили.
Надо сказать, что в последнее время появились USB измерительные микрофоны, которые при своей почти копеечной стоимости имеют калибровочные файлы + обладают калибровкой по уровню звукового давления с завода, т.е. софт всегда знает какой уровень давления на входе, что бывает важно при проведении и публикации качественных измерений.
Самый известный USB микрофон такого типа – miniDSP UMIK-1 (https://www.minidsp.com/products/acoustic-measurement/umik-1), ставший уже легендой в DIY кругах. На него стоит обратить внимание, если не планируется использование специализированного интерфейса.
Особо приятно то, что в таком случае не нужно тратиться на внешний интерфейс (пусть даже и дешёвый Behringer за 3к). Для наших измерений в качестве источника подходит встроенные в материнские платы решения! Нам НЕ важно сколько нулей у показателя THD+N встроенного кодека, мы НЕ анализируем нелинейности!
У автора сего опуса имеется связка Komplete Audio 6 mkii (никому не советую) и Sonarworks Xref 20 (советую), ныне Sonarworks SoundID Reference Measurement Microphone, которая будет использоваться для измерений позже.
Хорошо, практически разобрались с железом, но, если не USB микрофон? Аудиоинтерфейс + любой измерительный микрофон с файлом калибровки.
Вот мы и завели нашу обратную связь!
Ещё раз, наша цепь: ЦАП-усилитель-АС-микрофон-предварительный усилитель-АЦП. Часть из этого интегрирована в разные устройства, поэтому физическое расположение этих блоков может быть разным.
Сейчас последует очень важный блок!
Что делать если не понимаешь? Читать мануал! Мануалы REW (https://www.roomeqwizard.com/REWhelp.pdf) и VituixCAD (https://kimmosaunisto.net/Software/VituixCAD/VituixCAD_help_20.html) написаны довольно доступным языком.
У REW имеется шикарный индекс по всем статьям, который последовательно проходит от теории к практике измерений - https://www.roomeqwizard.com/help/help_en-GB/html/index.html
НЕЛЬЗЯ ЗАНИМАТЬСЯ ИЗМЕРЕНИЯМИ НЕ ЗНАЯ, ЧТО И КАК ИЗМЕРЯЕШЬ! Сила в интерпретации, результат будет лишь в случае понимания процесса, благо, основы не так сложны. Имея на руках лишь малый и недорогой набор оборудования можно творить страшные (с точки зрения традиционной аудиофилии вещи).
Пойти по этому пути дальше или нет – ваше решение. Вы ничего не потеряете, но сможете обрести самое главное в нашем хобби: возможность осмысленно подстраивать систему под себя.
На этом предлагаю закончить часть, следующая будет посвящена непосредственно REW, а в последней я «на коленке» проведу измерения и анализ одной очень плохой АС и буквально за пару движений превращу её во что-то вполне сносно играющее.
https://www.audiosciencereview.com/forum/index.php?threads/i-measured-the-deviation-of-6-earthworks-microphones.40546/ - измеренная девиация АЧХ выборки из 6 измерительных микрофонов Earthworks
https://www.roomeqwizard.com/REWhelp.pdf - мануал REW
https://kimmosaunisto.net/Software/VituixCAD/VituixCAD_help_20.html - мануал VituixCAD
https://www.roomeqwizard.com/help/help_en-GB/html/index.html - оглавление FAQ по REW