Передаточная функция: как измерить? Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Акустические системы

 Комментарии к статье

Опытные установщики прекрасно знают, что звучание сабвуферного динамика во многом зависит от параметров корпуса, в котором он работает. Как правило, нужные характеристики (параметры Тиэля-Смолла) указываются в сопроводительных документах басовой головки, а существующие в настоящее время различные компьютерные программы позволяют смоделировать короб теоретически оптимального типа и объема. Для практического же воплощения задуманного следует учитывать еще один фактор, а именно передаточную функцию салона конкретного автомобиля.

1) Необходимые инструменты: тестовый сабвуфер, анализатор спектра, усилитель, рулетка, цифровой вольтметр и т.д.

2) Тестовый сабвуфер установлен в грузовом отсеке, а микрофон - у подголовника водителя,

3) Расстояние от динамика до микрофона следует тщательно измерить

Для начала немного вводной информации. Компьютерный софт, конечно, порядком облегчает работу инсталляторам, но не до такой степени, чтобы целиком и полностью на него полагаться. В принципе различные программы для расчета сабвуферных корпусов, появившиеся в последнее время, довольно точно прогнозируют частотную характеристику басового динамика. Однако полученная с помощью электронного разума кривая АЧХ относится к открытому пространству, а не к салону автомобиля, где, собственно, сабвуферу и предстоит работать. В то же время НЧ-динамик, "одетый" в корпус того или иного типа в фольксвагенском "жуке", звучит совсем не так, как будучи расположенным в центральном круге футбольного поля. Больше того. Один и тот же сабвуфер играет по разному в разных машинах. К примеру, саб, имеющий отменную частоту в огромном Ford Explorer, в багажнике среднеразмерного Nissan Primera будет работать из рук вон плохо. Те, кто уже набил руку в сабвуферостроении или хоть раз пытался по желанию заказчика (а то и ради эксперимента) не мудрствуя лукаво перенести корпусированный низкочастотный динамик из одного автомобиля в другой, об этом прекрасно осведомлены.

Почему так происходит? Здесь тоже особых секретов нет: небольшие замкнутые пространства воздействуют на распространение звуковых волн. И чем меньше пространство, тем больше воздействие, которое главным образом сводится к подъему в области низких частот, который отнюдь не всегда благотворно сказывается на звучании всего аудиокомплекса. Вот поэтому-то и приходится учитывать передаточную функцию каждого конкретного салона транспортного средства. Тем более что большая часть клиентов установочных центров почему-то в первую очередь требуют "хороших басов", не всегда, правда, до конца понимая, что стоит за словом "хороших".

Итак, передаточная функция - это тот эффект, который оказывают на частотную характеристику акустические условия салона автомобиля. Поскольку сабвуферы практически всегда играют до 200 Гц (а в данном материале мы разбираем только проблемы, возникающие с басовой составляющей частотного спектра), то все, что выше, нас не интересует. Какой-либо универсальной формулы для вычисления передаточной функции, естественно, не существует, и каждый конкретный случай приходится разбирать эмпирическим путем.

Что для этого нужно? В порядке перечисления: анализатор спектра (RTA); микрофон; цифровой вольтметр; тестовый диск с записанными на нем фрагментами розового шума; усилитель мощности; тестовый сабвуфер в закрытом корпусе; рулетка; бумага; карандаш.

Вычисление передаточной функции салона сводится к трем операциям:

1). Измерения частотной характеристики сабвуфера внутри транспортного средства; 2). Измерения частотной характеристики сабвуфера в открытом пространстве при том же уровне сигнала и на таком же расстоянии от микрофона, что и в первом случае;

3). Вычитание частотной характеристики, полученной в открытом пространстве из частотной характеристики, полученной внутри транспортного средства.

Последняя кривая и будет передаточной функцией конкретного автомобиля. Она затем может быть соотнесена с АЧХ инсталлируемого НЧ-динамика, чтобы с достаточной точностью предсказать его "поведение", внести необходимые изменения в конструируемый корпус еще до начала его строительства и в результате "отрегулировать" амплитудно-частотную характеристику в нужную сторону. Естественно, надо учитывать, что многое зависит от позиции сабвуфера в машине. Поэтому не лишним будет получить графики передаточной функции для нескольких положений саба, заодно определив оптимальное место для его установки.

4) Вся информация на экране измерительного комплекса,

5) С полюсов динамика снимается напряжение,

6) При "наружных" измерениях микрофон располагается строго по оси диффузора.

Для проведения первого измерения тестовый сабвуфер должен быть водружен на выбранную для монтажа реального ящика с реальным динамиком позицию в автомобиле. В нашем варианте саб (с позволения клиента одного из московских установочных центров) был размещен с правой стороны грузового отсека Mitsubishi Eclipse 1995 года выпуска. Во избежание никому не нужных расхождений и ошибок в конечных результатах надо быть абсолютно уверенным в идентичности заданных параметров. То есть расстояние от динамика до микрофона (он по общепризнанным нормам IASCA устанавливается в районе подголовника водительского кресла), а также уровень сигнала (как правило, на частоте 25 Гц он должен превышать на 10 дБ уровень шума в салоне), подаваемый на динамик, при обоих ("внутренних" и "наружных") измерениях должны быть одинаковыми. Поэтому выбранные при первом ("внутреннем") замере величины при втором менять уже будет нельзя.

После того, как необходимая информация  появилась на экране измерительного комплекса, с помощью цифрового вольтметра снимаются показатели напряжения на полюсах динамика. Дальше лучше быть поосторожней и не трогать регулятор усиления, контроллеры входной и выходной чувствительности на анализаторе спектра и любые другие регуляторы, которые могут повлиять на уровень сигнала, подаваемого на динамик или же на изменяемые параметры RTA.

Завершающий этап - распечатка информации. Анализаторы типа AudioControl SA-3050A или LinearX pcRTA позволяют получать данные в виде таблицы, что довольно удобно для последующих вычислений. Если же анализатор не подключен к принтеру, то приходится от руки записывать уровень сигнала на частотах, которые фигурируют на дисплее (20, 25, 31.5, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160 и 200 Гц). Шаблон таблицы можно раздобыть, к примеру, на интернет-сайте jbl.com.

Вторая стадия, как мы уже сказали, сводится к измерениям вне транспортного средства. В идеале их рекомендуется проводить при минимальном окружающем шуме, при этом звуковые волны, создаваемые тестовым сабвуфером, не должны "натыкаться" на какие-либо отражающие поверхности. Поскольку идеальных условий так называемой безэховой камеры добиться редко когда удается, за удобоваримый вариант можно принять измерения в тихом помещении, в котором минимальное расстояние от динамика до ближайшей стены равно не менее 10 метров. В противном случае возможны погрешности на самых нижних басовых частотах.

Тестовый сабвуфер с излучающей поверхностью, обращенной к микрофону, помещается на подставку (стол) высотой не менее одного метра от пола. В свою очередБ микрофон располагается строго по центральной оси диффузора динамика на том же расстоянии, что и при внутрисалонных измерениях. После этого при помощи все того же RTA снимается частотная характеристика, а затем - показания с вольтметра. Если напряжение на полюсах динамика не соответствует значению, которое фигурировало при предыдущем замере, то вам потребуется отрегулировать усиление или громкость на головном устройстве, чтобы привести уровень выходного сигнала в соответствие с ранее заданными параметрами (но только в этом случае). После чего измерения проводятся еще раз. Дальше - все как на предыдущей стадии: распечатка или запись полученных значений в таблицу.

Теперь, когда у вас есть две частотные характеристики тестового сабвуфера, можно приступать к вычислению передаточной функции, которое сводится к вычитанию второго набора уровней SPL на соответствующих частотах из первого. Результаты заносятся в таблицу и точками помечаются на графике. Соединение точек дает нам кривую передаточной функции. Вот как это выгладит в нашем варианте.

Может возникнуть вопрос: что с этой передаточной функцией делать дальше и ради чего пускаться во все тяжкие? Все очень просто. Зная, как особенности салона воздействуют на работу сабвуфера, проще выбрать оптимальный тип акустического оформления НЧ-головки и получить требуемую амплитудно-частотную характеристику басового агрегата. -К примеру, если вам нужна плоская АЧХ или кривая с "горбиком" от 40 до 50 Гц (как в нашем случае), то ее (кривую) можно отобразить на том же графике. Значения SPL для каждой "пограничной" частоты из идеального графика заносятся в отдельную колонку ("желаемая АЧХ") таблицы, а затем из них вычитаются значения передаточной функции. Результаты записываются в колонку "АЧХ сабвуфера" и уже по ним выстраивается "идеальная" кривая, то есть та, что учитывает влияние передаточной функции салона на воспроизведение баса.

Передаточная функция салона

Автор: А. Краснер, 12 Вольт; Публикация: 12voltsmagazine.com

Смотрите другие статьи раздела Акустические системы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Йогурт борется с депрессией 25.12.2020 Пробиотики, содержащиеся в натуральном йогурте, улучшают настроение людей, поскольку влияют на работу мозга. Исследователи Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе обнаружили, что активность мозга людей, которые ели пробиотический йогурт два раза в день в течение месяца, изменилась. Это наблюдалось как во время отдыха мозга, так и в реакции на "задачу, связанную с эмоциональным вниманием", которая отслеживала, как мозг реагирует на определенные эмоции. Давно известно, что симбиотические кишечные бактерии, сложная экосистема микроорганизмов, живущих в пищеварительной системе человека, защищают от болезней, укрепляя иммунную систему, помогая пищеварению и способствуя поддержанию здорового веса и кровяного давления. Известно, что мозг посылает сигналы в кишечник, поэтому стресс и другие эмоции могут привести к заболеваниям желудочно-кишечного тракта. Новое исследование показывает, что сигналы движутся в противоположном направлении. Ученые отобрали 36 женщин со здоровым весом в возрасте от 18 до 53 лет. Их разделили на три группы. Одна группа употребляла йогурт с пробиотическими штаммами, такими как Bifidobacterium animalis, Streptococcus thermophiles и Lactobacillus bulgaricus, два раза в день в течение месяца. Другая группа потребляла молочный продукт без живых бактерий, а третья группа вообще не употребляла молочные продукты. До и после одномесячного исследования исследователи сканировали мозг женщины. На каждом сеансе они начинали с пятиминутного сканирования мозга в состоянии покоя, в то время как женщины лежали неподвижно с закрытыми глазами. Затем участников попросили выполнить "задание на эмоциональное внимание", в котором их мозг сканировали, когда они связывали лица, выражающие гнев и страх, с другими лицами на экране компьютера. Результаты показали, что во время выполнения эмоциональной задачи у женщин, потреблявших пробиотический йогурт, снижалась активность в той части мозга, которая соответствует прикосновениям. У женщин, которые ели йогурт без пробиотиков или не употребляли молочные продукты, со временем не наблюдалось изменений активности в этой части мозга. Ученые теперь надеются определить, какие сигналы от кишечных бактерий приводят к изменению активности мозга.

Другие интересные новости:

▪ Водная замена литий-ионным аккумуляторам

▪ Выращены мини-органы из амниотической жидкости человека

▪ Роботизированное обслуживание радиотелескопа

▪ Android-проектор Canon M-i1

▪ Тактильная обратная связь для смартфонов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоприем. Подборка статей

▪ статья Дела на завтра! Крылатое выражение

▪ статья Где находятся специальные детские города, в которых дети могут осваивать взрослые профессии? Подробный ответ

▪ статья Машинист блочной системы управления (БСУ) агрегатами (котел-турбина). Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Схема электрооборудования автомобиля ВАЗ-2115. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Телефонный автоответчик. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026