AUDIO / 07
Simulace a skutečné měření
Mikrofon a graf nám pomohou pochopit, co soustava skutečně dělá. V této kapitole projdeme sestavu, postup i omezení měření, abychom se nenechali zmást zdánlivě přesnými čísly.
Co chceme měřením zjistit
Měření pomáhá oddělit to, co dělá bedna, od toho, co přidává místnost nebo poslechová úroveň. Nejdříve si položíme otázku: hledáme přenos celé soustavy, vhodné dělení měničů, chování basů v pokoji, nebo elektrickou zátěž zesilovače? Každý úkol potřebuje jiné podmínky. Jedna krásně vypadající křivka bez popisu nezodpovídá všechny otázky najednou.
Frekvenční charakteristika ukazuje, jak se mění výstup podle frekvence při definovaném buzení. K tomu můžeme sledovat fázi, impulzní odezvu, doznívání nebo zkreslení. Impedanční měření je elektrické a používá jiný postup než mikrofonní měření. Výsledek vždy čteme spolu s informací o vzdálenosti, směru, místnosti, úrovni a zpracování dat.
Základní měřicí sestava
Pro akustické měření potřebujeme zdroj zkušebního signálu, zesilovač, bednu a vhodný mikrofon. Program může přehrát sweep, tedy tón postupně procházející frekvencemi, a z odezvy vypočítat přenos. USB měřicí mikrofon může mít vlastní převodník; běžný analogový mikrofon potřebuje odpovídající zvukové rozhraní. Diagram ukazuje směr signálu a samostatnou akustickou cestu.
Kalibrační soubor mikrofonu může korigovat jeho známé odchylky. Musí odpovídat konkrétnímu mikrofonu a správné orientaci. Absolutní hodnoty SPL vyžadují správné nastavení citlivosti nebo kalibraci úrovně; relativní křivka sama z programu neudělá přesný hlukoměr. Telefon může posloužit k první orientaci, ale jeho automatické úpravy a neznámý mikrofon komplikují přesný návrh.
Poloha mikrofonu a srovnatelnost
Mikrofon umístíme do známé vzdálenosti a na popsanou osu. U vícepásmové soustavy není libovolně blízká poloha přímo před tweeterem reprezentativní pro součet všech měničů. Rozdíly drah se s polohou mění a u dělení mohou být velmi významné. Při porovnávání před a po úpravě proto neměníme neplánovaně polohu bedny nebo mikrofonu.
Zaznamenáme také vstupní úroveň, nastavení zesilovače a měřicí rozsah. Začínáme nízkou úrovní a zvyšujeme ji pouze v rámci požadovaného testu. Samostatný výškový měnič nepouštíme bez vhodné ochrany do hlubokého sweepu. Měření není výjimkou z pracovních limitů reproduktoru. Pokud změříme jednu variantu tiše a druhou hlasitě, může se projevit i rozdílná komprese nebo zkreslení.
Bedna versus odrazy místnosti
V místnosti dorazí nejprve přímý zvuk a za ním odrazy od podlahy, stěn a stropu. V impulzní odezvě se dají časově rozlišit, pokud jsou dostatečně oddělené. Časové okno může některé pozdější odrazy vyloučit. Krátké okno ale zhoršuje rozlišení nízkých frekvencí: nízký tón potřebuje delší dobu, aby se jeho chování dalo spolehlivě vyhodnotit.
Takové měření proto není dokonale bezodrazové v celém pásmu. Pokud ukážeme výsledek s oknem a vyhlazením, uvedeme obě úpravy. Vyhlazení může graf zpřehlednit, ale také skrýt úzké problémy. Pro výhybku je důležité zachovat použitelnou amplitudu a časovou vazbu jednotlivých měničů; pro pokoj nás naopak zajímá soustava společně s místností.
Blízké pole a basová oblast
Přiblížení mikrofonu k membráně zvýrazní její příspěvek vůči vzdáleným odrazům a může pomoci v nízkofrekvenční oblasti. U bassreflexu ale hraje také nátrubek. Samotné měření membrány tak může ukázat propad tam, kde port výrazně přispívá. Pro odhad společného basového přenosu potřebujeme zohlednit oba zdroje, jejich velikost, měřítko a fázi.
Spojení blízkého měření basů s vzdálenějším měřením zbytku pásma vyžaduje správné zpracování. Není to prosté spojení dvou čar v místě, kde se nám to líbí. Musíme řešit vzájemnou úroveň, vhodnou oblast návaznosti a vliv čelní stěny. Pro začátečníka je cenné hlavně vědět, proč se basový graf z běžného pokoje a katalogový graf nemusí shodovat.
Impedance, zkreslení a doznívání
Impedance se měří pomocí známého zapojení a reference proudu či napětí. Výkonový výstup zesilovače se nesmí přímo připojit do mikrofonního vstupu počítače. Používáme odpovídající přípravek a ověřený postup. Impedanční průběh pomůže odhalit rezonanci, přibližné ladění bassreflexu, některé netěsnosti i zátěž, se kterou bude pracovat výhybka a zesilovač.
Měření zkreslení sleduje složky, které systém přidal k původnímu signálu. Měření při jedné malé hlasitosti ale nepopisuje výkonové limity. Doznívání může ukázat, že určitá frekvence zůstává v systému nebo místnosti déle. Pro hledání příčiny musíme opět rozlišit vlastní rezonanci bedny od akustického problému prostoru.
Od grafu k rozhodnutí
Nejdříve hledáme opakovatelný problém. Pak měníme jednu věc a měření zopakujeme za srovnatelných podmínek. Může jít o polohu, hodnotu prvku výhybky nebo tlumení. Pokud najednou vyměníme měniče, posuneme mikrofon a změníme hlasitost, nedozvíme se, která změna pomohla. Součástí výsledku je proto i jednoduchý měřicí deník.
Poslech zůstává důležitý, ale srovnáváme jej při vyrovnané hlasitosti a na více nahrávkách. Rovná čára na ose není jediný znak dobré soustavy a jednotlivý propad nemusí být hned vada měniče. Měření poskytuje podklady pro rozhodnutí, ne jediný univerzální žebříček kvality. Poctivý protokol uvádí, co se měřilo, jak a s jakými omezeními.