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:

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

AirPods Pro с инфракрасными камерами 27.11.2025

Apple традиционно играет роль новатора, поэтому ожидания от следующего поколения AirPods Pro особенно высоки. Новая модель, над которой компания уже активно работает, должна не просто улучшить звук, но и расширить способы взаимодействия человека с цифровой средой. Одним из наиболее заметных нововведений станет появление чипа Apple H3. Сегодняшние AirPods Pro используют поколение H2, обеспечивающее высокую скорость обработки звука, однако переход к H3 обещает еще более точное шумоподавление и сокращение задержки при беспроводной передаче аудио. По данным источников, новая архитектура улучшит энергоэффективность, а также позволит чипу глубже интегрироваться с устройствами экосистемы Apple. Особенно это касается гарнитуры Vision Pro, которая получит более синхронную работу с будущими наушниками. Не менее интригующей выглядит вторая инновация - миниатюрные инфракрасные камеры, встроенные непосредственно в корпус AirPods. Специалисты предполагают, что эти сенсоры смогут фиксировать дв ...>>

ИИ нужно воспринимать как пользователя 26.11.2025

Искусственный интеллект постепенно перестает быть скрытым компонентом программных решений и выходит на передний план. Сегодня алгоритмы не просто помогают обрабатывать данные, но и активно участвуют в рабочих процессах, принимают решения, взаимодействуют с корпоративными сервисами и получают доступ к критически важной инфраструктуре. Такое расширение их возможностей заставляет специалистов по безопасности переосмыслить, что именно означает присутствие ИИ в цифровой среде. Президент по продуктам и технологиям Okta Рик Смит подчеркивает, что воспринимать ИИ исключительно как технологическую надстройку уже невозможно. По его словам, компании обязаны учитывать, что искусственные агенты становятся участниками процессов наравне с живыми сотрудниками, а значит, требуют аналогичных мер защиты. Он формулирует это предельно прямо: "Мы должны защищать клиентов не только от людей, но и от ИИ-агентов - относиться к ним как к пользователям". Однако многие организации продолжают рассматривать И ...>>

Случайная новость из Архива Углеродное кольцо 20.08.2019 Химики из Оксфордского университета и исследовательского центра IBM сообщили о первом успешном синтезе молекулы, содержащей восемнадцать атомов углерода, объединенных в кольцо. И да, здесь нет никакой ошибки, они получили именно молекулу - в единственном экземпляре. Однако этот синтез очень сильно отличался от привычных химических опытов. Сначала исследователи взяли молекулу, в которой уже содержался прообраз будущего углеродного кольца, но оно было стабилизировано своеобразными "скрепками", которые не давали ему развалиться. Полученную заготовку затем разместили на специально подготовленной подложке. После чего при низкой температуре и низком давлении с помощью атомно-силового микроскопа от этой молекулы последовательно отделили те самые скрепки, оставив одно углеродное кольцо, состоящее из восемнадцати атомов. Что самое удивительное, молекула не развалилась и осталась "лежать" на подложке в целости и сохранности. Больше всего исследователей интересовал вопрос, как устроены связи между атомами углерода в кольце. Представим, что у углерода есть четыре "руки" - они будут символизировать четыре химические связи. Когда такие четырехрукие атомы находятся в кольце, у них есть два варианта, как держаться друг за друга. Первый вариант, когда каждый атом держит соседа слева и справа двумя руками. В таком случае все связи в кольце будут одинаковыми и по длине и по прочности. В другом варианте атом углерода может держать соседа слева одной рукой, а соседа справа - всеми оставшимися тремя руками. Тогда в кольце будут чередоваться одинарные связи и тройные. Вот именно второй вариант и подтвердился на практике для углеродного кольца из восемнадцати атомов. Что может быть полезного в этом необычном веществе, если только чтобы получить одну его молекулу, нужно затратить такие огромные усилия? Исследователи предполагают, что у подобных систем могут быть свойства полупроводников, и вполне возможно, что в будущем им найдут свое применение. К тому же эта работа открывает целое новое направление в синтезе углеродных соединений.

Другие интересные новости:

▪ Ультразвук лечит перелом

▪ Обнаружен механизм, превращающий запахи в воспоминания

▪ Первый многостандартный интерфейс для драйверов дисков 90 нм

▪ Робот-пылесос Anker Eufy X8 Pro

▪ Использование дождя для уменьшения загрязнения воздуха

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. ПТЭ. Подборка статей

▪ статья Лингвистическая теория Гумбольдта. История и суть научного открытия

▪ статья Что является забавой королей? Подробный ответ

▪ статья Конский чеснок. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Звуковой усилитель для меломанов и аудиофилов от Ульянова. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Преобразователь напряжения с ШИ стабилизацией. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025