Измерения в помещении для начинающих. Часть III - АНАЛИЗ РЕАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

ЧАСТЬ I

ЧАСТЬ II

Добро пожаловать в заключительную часть нашего мини путешествия!

В прошлый раз мы немного пробежались по MMM технике, узнали про гейтирование и базовые основы измерений в целом. Сегодня пришло время применить эти знания в «полевых условиях».

Сейчас пойдёт самое интересное: последовательная эквализация на основе неполной CTA-2034 и MMM.

Зная, что АЧХ акустики – это не один график и хотя бы приблизительно понимая, что используется в 2034 представлении, мы можем в домашних условиях выполнить ряд измерений для получения качественных исходников для эквализации.

Для тех, кто хочет получить труЪ спинораму, предлагаю к прочтению потрясающий гайд на тему quasi-anechoic при помощи REW и VituixCAD:

https://www.audiosciencereview.com/forum/index.php?threads/how-to-make-quasi-anechoic-speaker-measurements-spinoramas-with-rew-and-vituixcad.21860/

Мы понимаем, какие позиции микрофона используются при измерениях CTA-2034. Важно, что при этом сам микрофон не перемещается, вращается только АС.

Что если мы выбросим часть, немного пожертвовав точностью и соответствием стандарту? Мы ведь не собираемся их публиковать и будем использовать на свой страх и риск)

А теперь следим за руками: что, если мы возьмём только горизонтальную плоскость и ограничимся 90-0-90 диапазоном? Это всего 19 позиций!

Много! Если нам повезло и акустика с зеркальным расположением излучателей, то мы смело можем выкинуть ещё почти половину, т.е. взять любую четверть сферы: +90-0 или -90-0, так как при зеркальном расположении направленность будет также зеркальной в подавляющем большинстве случаев.

У нас уже всего 10 позиций! Что будет теперь, если выкинуть всё после 60 и до 90 градусов? Во многих случаях ничего критичного, ибо резонансы будет прекрасно видно на первых 60 градусах, а с поворотом значительно увеличивается зашумлённость из-за падения уровня сигнала с самой АС и увеличения числа отражений на ВЧ.

Итак, что можно использовать? 0-60 с ходом в 10 градусов, а затем сразу 90. Это даст приблизительное понимание того, что отдаёт акустика и достаточно для настройки эквалайзера. Для большей точности коррекции в точке прослушивания, можно идти первые 30 градусов с шагом 5, а не 10 градусов.

Ещё раз: всего за 8 измерений мы можем определить с достаточной точностью поведение системы вне оси и просчитать её взаимодействие с помещением!

Внимание: в моём примере я вообще использую схему 0-40-60-90, где подряд через 10 градусов снимаются только первые 5 измерений! Я даже не буду измерять с обеих сторон, хотя акустика не зеркальна!

Все это сделано для того, чтобы показать, что методы настолько мощные, что неплохой результат можно достичь, не прикладывая никаких усилий!

Весь процесс, описанный ниже, занял у меня порядка 2 часов, при этом большую часть из этого времени я складывал диван и переносил оборудование.

Что мы делаем?

1.     Выставляем акустику в центр помещения, МАКСИМАЛЬНО ДАЛЕКО ОТ ПОВЕРХНОСТЕЙ (источников отражений)

2.     Производим серию измерений на акустической оси (по вертикали)

3.     Гейтируем, анализируем и считаем фильтры

4.     Применяем фильтры на основе гейтированных измерений

5.     Ставим акустику на место в комнате и выполняем MMM для каждого канала отдельно

6.     Считаем фильтры по MMM для НЧ, проверяем коррекцию выше Шрёдера, при необходимости считаем фильтры и там

7.     Применяем «вторую волну» фильтров

8.     Profit!

Сейчас последовательно пройдёмся по пунктам.

1. Поставили АС, выставили микрофон на акустическую ось по вертикали и горизонтали

Переносимся в помещение:

О да, теперь самое время поговорить про «дано» в нашей задачке.

Пятитажный хрущ, типичная комната без поглощения, RT порядка 600мс на СЧ, всюду мебель и отражающие поверхности. Казалось бы, как? Оказывается, на выходе терпимо.

А что же на «стойке»? А это страшный сон любого аудиофила, Sven, но в профиль. Это стоят Edifier R980T, купленные мною несколько лет назад за 3к  в качестве акустики к ПК. В то время меня они вполне устраивали, особенно за свою цену.

2. «Прокручиваем» акустику, соблюдая положение микрофона по вертикали и направление его в «точку» акустической оси, в моем случае – купол ВЧ излучателя.

Выполняем измерения, не забывая про профили калибровки, однако легче их заменить после снятия серии АЧХ.

В моём случае я вообще не парился и всё сделал на калибровке под 0 градусов, разница там не значительная, но так делать не надо.

3. Смотрим Impulse Response на 0 градусов, т.е. на оси:

Вертим, крутим, приближаем его так, чтобы был виден прилёт первичных отражений. В моём случае это ~4.4мс.

Режем гейтом всё с этого момента

Как видите, я уже убрал сглаживание, и мы видим «очертания» самого источника.

Теперь жмём Apply Windows To All, применяя гейт ко всей серии и контролируем прилёты по IR.

Как видно, на 90 градусах уже присутствует зашумлённость, о которой я говорил.

Что касается анализа: можно просто проэквализировать ачх на оси до состояния «палки», но это не всегда правильно, да и зачем мы тогда всё это городили?

Ещё раз всё проверив, экспортируем измерения как текст.

Заходим в VituixCAD и импортируем измерения во вкладке Drivers – Frequency Responses, предварительно проименовав их соотвествующе (обычно это hor/ver и градусы с плюсом или минусом). Не забываем прописать в настройках User hor и ver свои углы, если они не совпадают с CTA-2034 (в нашем случае это так).

Соединяем генератор и излучатель во вкладке Crossover, чтобы измерения появились.

После импорта устанавливаем диапазон для просмотра, в моём случае из-за малой длины гейта мы имеем 600/1000-20000Гц.

Далее можно пошаманить с графиками и диаграммами направленностей, чтобы оно выглядело красиво, всё это нет смысла описывать.

Мы знаем, что АЧХ в помещении выше Шрёдера диктуется Power Response АС, поэтому нам потребуется экспортировать несколько графиков обратно. Нам нужны: Power Response, In Room Response, Reference Angle у нас и так есть. Прежде чем мы продолжим, закономерный вопрос: почему мы должны доверять этим данным? Как понять, что мы всё сделали правильно?

В моём случае, на просторах ASR оказался обзор (https://www.audiosciencereview.com/forum/index.php?threads/edifier-r1280t-powered-speaker-review.16112/) Edifier R1280T – по сути 980T с прикрученным Bluetooth (моя догадка, драйверы визуально одинаковые, может быть отлчиие в прошивке внутреннего DSP).

Что же мы видим? Наши данные согласуются! Да, имеются отличия, если бы я произвёл измерения во всей полусфере, разница была бы ещё меньше, но всё же!

Понятно, что есть вариации в экземплярах (это вам не Neumann с их допусками в десятые децибела между партиями), может быть прошивку для их DSP всё же немного изменили, понятно, что мой «грубый» вариант дал некоторую ошибку, но опять же, это доказывает, что ДОМА без каких-либо усилий можно выполнять измерения, которые могут быть использованы без риска эквализации «вслепую»!

Насколько же хорош результат, если даже сделанные мною, максимально пофигистически, измерения дают подобный результат? А он хорош, услышать это можно в сравнении. Опять же, всем советую посетить тред https://www.audiosciencereview.com/forum/index.php?threads/how-to-make-quasi-anechoic-speaker-measurements-spinoramas-with-rew-and-vituixcad.21860/

и убедиться самим в возможности произведения высокоточных измерений вне безховой камеры и без помощи Klippel NFS.

Самое сложное пройдено, остались фильтры. Запихиваем экспортированные из VituixCAD графики обратно в REW и открываем окно EQ. СНИМАЕМ целевую кривую из настроек, если хотим лезть в Listening Window и прямой звук. Там нам нужна максимально ровная АЧХ, ну или имеющая небольшой спад с частотой, в случае Listening Window. Если решаем эквализировать на основе Power Response, наоборот – ставим свою кривую, не забывая выключить встроенный инструмент Add Room Curve.

В этот раз я немного отошёл от "канона" и решил эквализировать Listening Window (30-0-30), так как хотел побороть те торчащие резонансы. Обратите внимание на Range! Всё что ниже 600-1000Гц у меня – фикция, по сути никакой информации там нет, на основе этого нельзя строить фильтры!

Ожидаемо, с моими настройками «плоскости» АЧХ, REW немного офигел и выдал целых 11 фильтров, что чрезвычайно много.

После трех минут подбора я остановился на подобном варианте. Да, это не в «палку», но это Listening Window. Как будет видно дальше, потребуется ещё один широкий фильтр.

Забыл упомянуть: чем меньше фильтров – тем лучше, если вы выводите 20 полос, скорее всего, что-то не так) Мы слышим резонансы с высокой добротностью (узкие) хуже, чем с низкой. Чем ниже добротность – тем заметнее. Не стоит вырезать каждый пик фильтром с Q20! Такое можно практиковать с НЧ до Шрёдера, где, действительно, моды давятся довольно узко и направленно.

А теперь я покажу одну очень крутую вещь, что мы сделали совершенно не задумываясь. Как можно заметить, у нас есть фильтры, которые давят до 6дБ. Это означает, что на этих частотах уменьшается звуковое давление (по сути излучатель меньше «работает»), а значит уменьшаются искажения! Самое время глянуть на график искажений, полученный при замерах.

И тут мы видим, что в области 2-10кГц имеется значительный рост искажений, поэтому ослабив эти частоты мы уменьшаем нелинейные продукты, которые кратны им и расположены выше по частоте. На самом деле, это всё было слышно на прогоне свипа, но теперь можно убедиться в этом своими глазами.

Замечу: из-за дискретизации в 44.1 все частоты выше ~10кГц нельзя рассматривать (вторая гармоника от 12кГц – это 24кГц, что выше частоты Найквиста, мы просто не в состоянии её захватить, занчит для анализатора на частоте 12кГц искажений нет). По этой причине я и написал, что 44.1 используется в случае, когда не стоИт задача оценивать нелинейные параметры системы (а их слышимость до конца не изучена, поэтому интерпретацию этих графиков я проводить в данном курсе не собираюсь, это далеко не начальный уровень).

4. (Урааа, цифра!) Применяем фильтры. Не имеет значения как и откуда. Скажу лишь, что для ПК можно использовать плагины параметрических эквалайзеров типа DMG Equilibrium (не FabFilter Pro-Q!!! у фабфильтра свои цифры добротности, они нормируют 0.707 как 1).

Самый удобный способ – это systemwide DSP типа Equalizer APO (https://equalizerapo.com/download.html), кто-то его юзает с оболочкой Peace (https://sourceforge.net/projects/peace-equalizer-apo-extension/).

Настраивается за минуту, в конфиг просто посторочно пишутся фильтры с параметрами, можно также выставлять задержки, делать эквализацию на основе импульсов и многое другое…

5. После применения фильтров ставим акустику обратно, ровняем по задержкам каналы и делаем MMM измерения каждой колонки. Стоит доводить количество усреднений до 100 и выше, благо, с включённым Overlap это происходит быстро.

Выводим график через сохранение Current и применяем сглаживание.

6. Сразу запускаем EQ и выбираем нужный диапазон, загружаем target curve и делаем ограничение по низу (highpass filter, он же LF Cutoff), если таковое необходимо

REW считает фильтры, мы соглашаемся или нет, модифицируем и получаем ещё примерно столько же «точек». Результат от MMM больше всего заметен при эквализации акустики, стоящей у стены, поэтому в видео сравнении будет представлен даже не самый «ужасный» сценарий.

Как видите, я рассчитал ещё пару фильтров. Всё-таки эквализация на основе Power Response подошла бы лучше. Это ещё один урок, что стоит ВСЕГДА пробовать разные варианты, отслушивая каждый.

7. Загружаем вторую «волну» фильтров!

В моём случае, с полочными АС без встроенного (как например в моих KH80) highpass фильтра для среза НЧ ОБЯЗАТЕЛЬНО делаем принудительный срез, чтобы сохранить подвижные системы НЧ излучателей и не допустить их порчу в случае проигрывания на высокой громкости контента с sub-басом. Приближение режима работы динамика к работе с близким к максимальному смещением чревато увеличением интермодуляционных (да и гармонических) искажений и проникновением гармоник от саб-низа в спектр сигнала выше.

8. Profit? Profit!

Вот и всё, наше мини приключение окончено! Теперь остаётся только послушать, что же автор сделал у самого себя.

Вы должны контролировать изменения путём прослушивания после каждого этапа, причём делать это по возможности в моно, т.е. с одним источником (наш мозг меньше отвлекается на пространство и прочие эффекты стерео).

Прежде чем вы отправитесь слушать «магию» эквализации подведу итог и посоветую одну книгу:

Dr. Floyd Toole - Sound Reproduction: The Acoustics and Psychoacoustics of Loudspeakers and Rooms (3rd edition)

Это – обобщение исследований за последние практически 100 лет, всё что нужно понимать большинству для осознанного выбора – в ней. Если каждый из нас прочтёт это, аудио, в том числе и домашнее, выйдет на совершенно иной уровень. Да, закроется или перепрофилируется бОльшая часть аудио форумов, обанкротятся тысячи корпораций, производящих аудио, однако, будем реалистами, такого никогда не произойдёт.

Одним людям надо во что-то верить, другим надо что-то кушать, а значит цикл не прервётся.

Каков же итог нашего, пусть даже местами поверхностного погружения в тему?

1. Измерения не страшны, если понимать, что ищешь и как оценивать результат, что приходит с опытом и изучением источников.

2. Включение дополнительного прибора обработки внезапно может уменьшить искажения!

3. При грамотном подходе субъективные результаты хорошо коррелируют с объективными, однако, одно невозможно без другого!

Этот список можно продолжать далее, но для каждого он будет немного отличаться.

Сравнение ниже записано на моно микрофон, поэтому не отражает реальных ощущений от прослушивания. Его цель – показать отличия в тональном балансе между «до» и «после» с привязкой к «оригиналу».

Позволю себе включить в текст свой же обзор, но уже Bowers&Wilkins 685, где проводится схожий анализ, но сначала с точки зрения субъективного восприятия, а потом уже объективного.