Speaker симулятор

[Marton]

Изменил методику проведения эксперимента.
Записывал отклик системы на единичный импульс. Одновременно с "акустической" и электрической сторон.

Спектрограммы (голубая - зв.карта-УМ-каб-мик-зв.карта, пурпурная - зв.карта-УМ (на вторичке вых. транса (нагрузка)-зв.карта, ООС максимальна))



Нагрузка детализировано:

[Rst7]

ООС максимальна

Что значит "максимальна"?

[Marton]

Rst7, вырвано из контекста. Максимальна для усилителя, который препарировался. Это оконечник на паре 6L6 по схеме Солдано Хот Род 50 Плюс (стандартный пуш-пулл, отвод ООС от 4 Ом обмотки, 39к на 4к7 в хвосте фазика). Под максимальностью ООС подразумевались настройки презенса и депта на минимум.

[Marton]

Ещё маленький шажок.

Тренировка в мат.обработке.

ФЧХ и АЧХ каба по импульсной характеристике (её параметры: 96к, 32 бит, 8192 отсчётов)




Проверка организации процедуры свёртки (сравниваются "спектр свипа", прошедшего через усилитель+каб+мик со "спектром свипа", прошедшего через усилитель на реальной нагрузке и "свёрнутого" с импульсной характеристикой каба).

Ещё раз скажу - это проба работы алгоритмов, не истина в последней инстанции.




Гитарные сэмплы (через реальный каб и с выхода усила на реальной нагрузке, "свёрнутый" с импульсом каба)

http://www.onlinedisk.ru/file/943324/

[Marton]

Поправки:

1. Значение фазы не в градусах, а в радианах.
2. Значение амплитуды нужно переделать из сэмплов в децибелы.
3. Импульс содержит не только каб, но и комнату, чистого каба не получить вне безэховой (заглушённой) камеры (т.е. дома).

[Marton]

Около 40 кГц - наводка от монитора.

[Peratron]

Комментариев пока нет - но слежу с интересом.

[Marton]

Спасибо за поддержку .

Думаю, как устранить реверберацию из имп. характеристики...
Похоже, нужно записать импульсную характеристику комнаты в точке установки микрофона перед кабинетом с источником звука на месте динамика, а потом вычесть её из имп. хар-ки "каб+комната"... Вопрос в источнике звука...

Молотком по железке? Или теннисным шариком по полу? 

[Peratron]

Классика тестового импульса - электрический разряд.
Так, что емкость побольше заряжаешь - а потом отвёрткой 

[Marton]

После апробации клика барабанных палочек, хлопка в ладоши и стука теннисного мячика по ламинатному полу была вспомнена гидроакустика, в которой наряду с электроразрядными мощными излучателями используются пневматические. Посему в качестве источника ультракороткого звукового импульса был выбран лопающийся мини воздушный пузырь, выполненный путём вакуумирования ротовой полостью с последующим скручиванием основания некоторой площади тонкого резинового лоскутка, оставшегося после большого взрыва детского воздушного шара (ака "пуцка") . Этот пузырёк-шарик протыкался иголкой, в результате чего раздавался резкий хлопок.

Вот картинка.
Микрофон стоял в том же месте, напротив динамика кабинета, как и при записи щелчка через кабинет.



На осциллограмме виден период низкочастотного колебания. Полагаю, это "отзвук" динамика... Т.е. для записи отклика комнаты каб нужно убирать с его места. Но тогда эксперимент утратит свойство "единства места".

Кроме того, при записи щелчка с каба был записан также 100 Гц гул-фон (пусть и минус 70 дБ), искажающий импульсную характеристику.

Посему делаю вывод, что ну его на фиг заниматься дома такой хренью, где нет никаких условий для проведения акустических измерений и времени для развития и проведения новой стадии эксперимента. 

Свёртка получилась - и хорошо  8-).

[Raskita]

Ап.

К вопросу "объёмности" звучания кабинета 4х12.

Когда динамик выходит из поршневого режима, возникает зонный режим, обусловленный конечной жёсткостью диффузора, теперь участки диффузора перестают двигаться строго синхронно, а соответственно, и излучают уже не в фазе. На АЧХ зонные колебания естественным образом проявляются в виде изрезанной АЧХ, а как может быть иначе? Одни участки диффузора колеблются синфазно, и их излучение складывается «полной ступнёй». Другие — со сдвигом по фазе, их вклад в общее дело уже не такой, каким мог быть. Третьи — вообще колеблются в противофазе с другими и «отъедают» часть звукового давления. Размер и положение таких зон — функция частоты, отсюда и причудливость (той или иной степени тяжести) АЧХ в области зонного режима.

http://avtozvuk.com/az/2010/03/060.htm

Для начала немного о работе динамиков. Как известно, динамик состоит из катушки, расположенной в кольцевом магнитном поле, жестко связанного с ней диффузора, и системы подвеса. При подаче на катушку электрического тока, возникает магнитное поле, которое, взаимодействуя с постоянным кольцевым магнитным полем, приводит диффузор в движение. При этом, для любого динамика, с диффузором, выполненным из самых различных материалов существуют три характерные частотные области звучания:
Поршневая область. Это область низких частот. В этом диапазоне весь диффузор работает как единое целое.
Дифракционная область. Это в основном средние частоты. В этой области размер диффузора становится сравним, или даже меньше длины звуковой волны, а его жёсткости уже не хватает для работы в поршневом режиме. Соответственно, звуковая катушка возбуждает в материале диффузора звуковые волны, которые доходят до диффузородержателя, отражаются от него, и возвращаются назад, создавая дифракционную картину, с сопутствующей «гребенчатой фильтрацией», и стоячие волны. Для борьбы с этим малоприятным явлением диффузор «разбивают на части» с помощью кольцевых концентрических углублений, изменением толщины диффузора, подбором его материала, и пр.
Высокочастотная область. В этой области работает только маленький участок рядом со звуковой катушкой, так как волны высокой частоты быстро затухают в материале диффузора. Вероятно, вы видели конусы или мини-рупоры, вклеенные в центр динамика — это сделано специально для воспроизведения высоких частот. В гитарных динамиках задача воспроизведения широкополосного сигнала не стоит, поэтому роль ВЧ-излучателя в них выполняет сферический колпачок, заодно выполняющий функцию защиты магнитного зазора от пыли.

http://www.rp-studio.ru/articles/psixoakustika-i-mikrofonnye-texniki-part9-mikrofonnye-texniki-4/

[Raskita]

Странно, не могу редактировать сообщение после его загрузки (пропали кнопки "изменить", "удалить").




https://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&ved=0CEIQFjAC&url=http%3A%2F%2Fwww.ewp.rpi.edu%2Fhartford%2F~ernesto%2FSPR%2FMiller-FinalReport.pdf&ei=FRRgU-2XEKWwyAPL-oDwCQ&usg=AFQjCNG2w-et42ixfPEM08Hm47gnyHmAWQ&sig2=dPpgXalY6RIwK67hewHYQQ&bvm=bv.65397613,d.bGE&cad=rjt

Резонанс подвижной системы динамика (подвес)
[media]http://www.youtube.com/watch?v=5vjyt1EVNBI[/media]















Звуки:
1. 4х12 V30 без оформления
https://app.box.com/s/5yh2yx6qq31taf8ml6b5

2. 4х12 в оформлении.
https://app.box.com/s/9q43gz29b60alxkquulo

На АЧХ 4х12 в кабе в области 500-600 Гц и >1 кГц имеются провалы-пики, обусловленные модовостью колебаний конической диафрагмы-диффузора. Они и придают "гнусавость" и "объёмность" (помимо буханья НЧ) звучанию каба 4х12. (Увеличение частоты основного резонанса и отдачи на НЧ при помещении ГД в оформление подразумевается и здесь пока не рассматривается в силу "пройденности" этого этапа на форуме.)

Некогда была тенденция поиска призвуков в виде (пере)отражений, так вот в данном случае имеет место параметрический резонанс со своей АЧХ-ФЧХ, который может рассматриваться как отдельный источник колебаний, дающий вклад в итоговый результат.

Пока для меня открыт вопрос об "усилении" этого эффекта именно в 4х12 по сравнению с 1х12 в том же кабе и по сравнению с дином без оформления.
Скорее всего, при уменьшении общей гибкости (при помещении 4х инов в один каб) условия для "махания крыльями" частями диффузора становятся более благоприятные.

ИЗГИБНЫЕ ВОЛНЫ
- деформации изгиба, распространяющиеся в стержнях и пластинках. Длина И. в. всегда много больше толщины стержня и пластинки. Если длина волны становится сравнимой с толщиной, то движение в волне усложняется и волну уже не наз. изгибной. Примеры И. в.- стоячие волны в камертоне, в деках музыкальных инструментов, в диффузорах громкоговорителей, а также волны, возникающие при вибрациях тонкостенных механич. конструкций (корпусов самолётов и автомобилей, перекрытий и стен зданий и т. п.).В бесконечных стержнях и пластинках возникают бегущие И. в. В стержне направлением распространения волны является его ось; в пластинке плоские И. в. могут распространяться по любому направлению, ориентированному в её плоскости и, кроме того, возможны цилиндрич. И. в. При распространении И. в. каждый элемент стержня или пластинки смещается перпендикулярно оси стержня или плоскости пластинки (рис.).

http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/1044/%D0%98%D0%97%D0%93%D0%98%D0%91%D0%9D%D0%AB%D0%95

Диффузор — основной излучающий элемент громкоговорителя, который должен обеспечивать линейную АЧХ (Амплитудно-частотная характеристика) в заданном диапазоне частот. В идеале диффузор должен работать как поршень, совершая возвратно-поступательные движения передавать колебания звуковой катушки окружающему воздуху. Однако по мере повышения частоты в нём появляются изгибающие усилия, что приводит к появлению стоячих волн, а значит — пиков и провалов резонанса на АЧХ громкоговорителя, и к искажениям звука.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%B3%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C

На низших частотах диффузор ведет себя как колеблющийся поршень. АЧХ головки с оптимально сконструированным диффузором имеет в этой области гладкую форму. На средних частотах скорость изменения фазы сигнала в звуковой катушке превышает скорость распространения механического возбуждения в материале диффузора. Последний уже нельзя рассматривать как колеблющийся поршень, поскольку не все его участки колеблются в фазе с подводимым к катушке сигналом. Однако затухание колебаний в материале диффузора на этих частотах еще недостаточно велико и, достигая диффузородержателя, они отражаются от него и распространяются в обратном направлении. Из-за взаимодействия прямых и отраженных колебаний на диффузоре образуются участки с интенсивным противофазным излучением — стоячие волны (такой режим возбуждения называется парциальным). В результате на АЧХ головки возникают значительные нерегулярности (пики и провалы), размах которых у плохо сконструированного диффузора достигает десятка децибел.

http://rfanat.ru/s3/aud-486.html

[Raskita]

Для V30 D_д.эф. приблизительно равно 254 мм, тогда критическая частота имеет значение:
1,1*10⁴/25,4=433 Гц.

[Raskita]

Ещё звуки:
3. 1х12 V30 без оформления
https://app.box.com/s/vsq71isttbawv6k13l8v

4. 1х12 в оформлении 4х12
https://app.box.com/s/bhpz4muj1kh8u0dbn75o


По поводу "стоячих волн внутри кабинета" и якобы возникающих из-за них осцилляциях результирующего спектра.

Нет их.

Мне удалось поймать осцилляции при наличии эхоимпульса от угла комнаты, где проводились "измерения" (это было проверено изменением геометрии эксперимента).
В случае отсутствия эхоимпульса осцилляций нет (изображения ниже).

Ещё один довод.
Временная задержка эхоимпульса в данном случае - 13 мс, что соответствует расстоянию 2,145 м (как раз расстояние в комнате до угла, откуда пришёл эхосигнал).
В случае наличия эхоимпульса от задней стенки каба, приходящего на микрофон (именно этот механизм я рассматриваю как возможный для образования интерференции с возникновением осцилляций в результирующем спектре) задержка должна составить примерно 1,8 мс, что примерно в 10 раз меньше.
На осциллограмме на "расстоянии" 1,8 мс от начала отклика нет никакого эхоимпульса.
Далее.
Разностная частота биений тем ниже, чем меньше фазовый сдвиг между ними (не совсем корректно, но пока так на скорую руку), следовательно, чем ближе эхоимпульс к излучённому импульсу, тем ниже частота осцилляций. В этом случае на результирующей спктрограмме мы имели бы медленные осцилляции, которых реально нет.

[Rst7]

По поводу "стоячих волн внутри кабинета" и якобы возникающих из-за них осцилляциях результирующего спектра.

Нет их.

Вы не туда смотрите. Покажите полностью АЧХ по импульсу от 20Гц до 20кГц с логарифмической шкалой частоты.

[zEROID]

Мужики, с праздником, глубоко копаете, молодцы. Я вижу такое решение - из исходного сигнала выделять огибающую, для начала с довольно быстрым временем раегирования,потом от неё выделять ещё одну, медленнее, это будет по сути вторая производная, ускорение от ускорения. И всю систему фильтров и задержек нужно делать взаимозависимой и модилировать  всё друг от друга. Именно так мы получим "живость" звучания. Нет смысла упираться в моделирование какого-то одельно взятого кабинета. Принцип поняли, ок. Нужно создать инструмент для формирования звучания электрогитары, баса да чего угодно, с "живым" откликом, вот и всё. Как только будет многомодовость резонансов, зависимость частот, добротностей, нелинейностей от динамики сигнала с плавающими таймингами, сразу получим вменяемый результат.

Ещё для размышления - в закрытом кабинете на никочастотных пиках амплитуды меняется давление и от этого меняется скорость звука и всё что происходит в более высоком диапазоне. Можно ещё и изменение температуры начать считать, но с ума сойдёшь :-)

[zEROID]

Мужики, с праздником, глубоко копаете, молодцы. Я вижу такое решение - из исходного сигнала выделять огибающую, для начала с довольно быстрым временем раегирования,потом от неё выделять ещё одну, медленнее, это будет по сути вторая производная, ускорение от ускорения. И всю систему фильтров и задержек нужно делать взаимозависимой и модулировать  всё друг от друга. Именно так мы получим "живость" звучания. Нет смысла упираться в моделирование какого-то отдельно взятого кабинета. Принцип поняли, ок. Нужно создать инструмент для формирования звучания электрогитары, баса да чего угодно, с "живым" откликом, вот и всё. Как только будет многомодовость резонансов, зависимость частот, добротностей, нелинейностей от динамики сигнала с плавающими таймингами, сразу получим вменяемый результат.

Ещё для размышления - в закрытом кабинете на никочастотных пиках амплитуды меняется давление и от этого меняется скорость звука и всё что происходит в более высоком диапазоне. Можно ещё и изменение температуры начать считать, но с ума сойдёшь :-)

[zEROID]

Ой, написал с ошибками, решил подправить и вышел такой глюк ( И исправить не выходит...

[TrueVAL]

@  Raskita

Максим, закрывшись в маленькой комнате и развесив динамики по стульям, вы оказались внутри очень большого кабинета!
 Об "осцилляциях результирующего спектра" замечу, что они малы и будут присутствовать с любым акустическим оформлением динамиков - лишь бы стены были. Это же просто реверберация! А стоячие волны внутри кабинета есть, и их просто удобно симулировать линиями задержки. Например, с задержкой 1.8мс (задняя стенка) как раз и получится провал в районе 500-600 Гц, который делает гнусавыми все звуки, попадающие в эту яму первыми гармониками. C той же ЛЗ на АЧХ будут провалы на частотах 1.5кГц и 2.5кГц, примерно. Это уже имитация нелинейности АЧХ собственно динамика V30 без корпуса. Задержка в 5мс (боковые стенки), даст еще один ряд колебаний, хорошо видимых на АЧХ кабинета. В звуке появится "коробочность", "объемность", присущие акустическим инструментам с деками.

[Columbo]

Комрады, вопросы по теории:
1. Стои ли встраивать спикерсимулятор в усилитель между предом и оконечником если я использую не гитарный динамик. Усилитель - Хай Октан
2. В какую часть схему обычно встраивается спикосим?
Заранее спасибо.