Резонансы помещения – расшифровка кардиограммы

На плане комнаты: Ш – шкаф, К – комод, С – стол, М – мягкая мебель. Акустическая система – синим, место установки микрофона – красным. Зона прослушивания – жёлтым.

Резонансы помещения - расшифровка кардиограммы

Размеры комнаты в сантиметрах: 452х294х245 (высота). Нет ни одного ковра. Потолок подвесной. Слева внизу – дверь в коридор. Длина коридора с дверным проёмом 315 см.

Положение центра НЧ динамика: 41 см от стены, 30 см от пола, 150 см от правой стены.

Положение микрофона: 40 см от стены, 75 см от пола, 165 см от правой стены, над раскладным креслом.

АС – https://ldsound.club/index.php?threads/3-x-polosnaja-as-na-baze-35as-028-start.366/. На момент измерений представляла собой ЗЯ с резонансной частотой приблизительно 37 Гц и добротностью не больше 0,6, с двумя приличными неуплотнёнными щелями.

Динамик – 75 ГДН-1Л-4 с минимальным куполом, вблизи АЧХ ровная до 500 Гц: https://ldsound.club/index.php?threads/75-gdn-1-4-30-gd-2.121/post-7421.

Микрофон – электретный, вместе с микрофонным усилителем чувствует включение газовой колонки и закрывание форточки (инфразвук).

Измерение на синусоиде, вручную.

Получилась такая кардиограмма:

Резонансы помещения - расшифровка кардиограммы

Чёрная линия – дверь в коридор открыта, красная – дверь закрыта, зелёная – ожидаемая ЧХ без самого нижнего резонанса. За опорный уровень принята полка 80…100 Гц. До 300 Гц включительно – без сглаживаний, выше – очень узкие пики/провалы игнорировал.

Расчётные частоты резонансов:

452+315 => 22,4 Гц – самый первый (комната + коридор),

452 => 38 Гц – продольный комнаты,

294 => 59 Гц – поперечный без мебели,

294-40=254 => 68 Гц – нижний ярус с мебелью.

245 => 70 Гц – вертикальный.

Сложные виды стоячих волн не рассматриваю, хватит и этих с головой… Но их, кажется, здесь нет.

Двигаемся от инфранизких частот вверх.

Для меня стал неожиданностью уровень -13 дБ на 20 Гц. Но, вспомнив, как измерял, успокоился. Для измерения частот ниже 35 Гц я увеличивал уровень на генераторе на 10 дБ, амплитуда получалась приличная. В результате суммировались уровни 20 Гц + вторая гармоника 40 Гц (комнатой не усиливается) + третья гармоника 60 Гц (попадает на пик +11 дБ).  Практически, я измерил уровень третьей гармоники, составившей -24 дБ = 6,3%. Первый вывод: не прыгайте, если Вы намерили обычным вольтметром у своего маленького сабвуфера -15 дБ на 20 Гц. Скорее всего, это уровень гармоник. Правильное значение даст селективный вольтметр или осциллограф. То же самое касается полочки на 30 Гц, только уровень основного тона уже сопоставим. Уровень второй гармоники, попавшей на пик +11 дБ, около -20 дБ = 10%. Высокий уровень искажений связываю с наличием двух щелей, акустического подвеса не было, из щелей фыркало :-) .

Вторая непонятка – значительное отличие расчётной частоты 22,4 Гц от реально измеренной 25 Гц. Видимо, сыграла роль геометрия коридора. Следующий момент –  малое влияние закрывания двери. Всего -4 дБ на частоте резонанса (25 Гц). Второй вывод: не надо пренебрегать наличием коридоров/смежных комнат, даже при условии, что слушаете с закрытой дверью. Также будет изменение в сторону уменьшения соответствующих резонансов при открывании окна. Третий вывод: перед тем, как сочинять любые АС (особенно с ФИ и его разновидностями), измерьте реальные частоты резонансов помещения, и выберите значение резонанса ФИ подальше от них. Возможно, Вы измените проект в сторону ЗЯ или кардинального повышения нижней граничной частоты (с экономией места и денег). Например, в моём случае, маленькая полочная АС с ФИ (литров под 6), имеющая всего -10 дБ на 60 Гц и -3 дБ на 75 Гц, в точке прослушивания дала бы ровную АЧХ до 60 Гц включительно (но с дико резким обрывом ниже, разумеется). Я планировал настраивать ФИ на 25 Гц, но теперь вижу, что в данном случае окно для настройки ФИ – всего 25+3…38-5 Гц = 28…33 Гц, оптимально 29…30 Гц.

На частотах, кратных частоте самого низкого резонанса (50, 75, 100 Гц), проблем нет. Удачное расположение АС и микрофона относительно правой стены: далеко от угла.

По той же причине нет проблем на частоте продольного резонанса комнаты без коридора (38, 76 Гц). И АС, и микрофон примерно на 1/3 длины стены от угла. Запомним такое расположение, пригодится.

Чисто и на частотах вертикальных резонансов (70, 140 Гц). Хотя АС и находится в опасном месте с точки зрения возбуждения стоячей волны (и возле пола её слышно), но ухи – почти на 1/3 высоты от пола, и над мягкой мебелью, всё простилось. Четвёртый вывод: при таком расположении АС во всей зоне прослушивания (два кресла) на частотах двух продольных и вертикального резонансов проблем не будет. Для гарантии можно было повторить измерение в крайней точке зоны прослушивания (зелёный кружок), но поленился :-) .

Зато поперечный – 60 Гц – в полной красе! Излучатель близко к краю – хорошие условия возбуждения стоячей волны. И микрофон – под противоположной стенкой. На следующем пике видим интересное явление: на самом деле поперечных резонансов – два, с частотами 55 (расчёт 59!), 110, 165 Гц и 65 (расчёт 68!), 130, 195 Гц. В пике 60 Гц они, видимо, слились, в пике 110-130 Гц их видно раздельно, 165 стоит особняком. Зону выше скушал провал, вызванный отражением от задней стены без звукопоглощения (40 см туда + 40 см назад = 80 см = полволны на 215 Гц, по измерению ровно 200) и от передней стены за АС (тех же 41 см х 2 = 82 см туда+назад). Происхождение относительно мощного, но узкого пика 240 Гц непонятно, надо было подвигать микрофоном в разные стороны в конце измерений, не догадался. Выше по частоте существенных выбросов в «плюс» нет, заметные в «минус» – на графике.

Что с забором делать? Главное – не нервничать J. Оценим адекватность результатов. Измерена АЧХ одним микрофоном в одной точке. Ушей – двое. Логично предположить, что слух усреднит слышимое двумя ушами. Но, как я заметил раньше, продольные и вертикальный резонансы при смещении влево-вправо не создадут проблем, по ним принимаем результат = близко к истине. Так как АЧХ снята в положении «голова на максимум назад», то высота пиков поперечных резонансов при других положениях микрофона внутри зоны прослушивания будет меньше, причём с ростом частоты ослабление усилится. Особенно чувствителен антирезонанс 200 Гц, у которого и частота, и уровень будут изменяться в зависимости от положения головы относительного задней стены (у резонансов – зависит только уровень). Начиная с пика 165 Гц и выше выбросы настолько узкие, что на баланс и окраску звучания почти не влияют. Итак, сзади головы на спинки кресел ложу 2 больших валика от дивана, плотно набитых поролоном. На НЧ секции будет стоять большой террариум высотой 50 см минимум. Надеюсь, что антирезонанс пропадёт, а пики 130 Гц и выше – присядут на 2…5 дБ.  До измерения идея с Валико не посещала… Оставшееся компенсирую электрически. Слушаю, как правило, с закрытой дверью. Значения ослаблений на пиках выбираю пока по собственному усмотрению, заношу в строчку для АРО. Примерно так:

20 Гц 0;
28 Гц +7;
40 Гц 0;
50 Гц -2;
60 Гц -9;
70 Гц -4;
80 Гц 0;
100 Гц 0;
110 Гц -4;
120 Гц -4;
130 Гц -8;
140 Гц -2;
180 Гц 0,
дальше нули.

Подъёма на 28 Гц потом не будет, здесь сработает ФИ. По минимуму можно обойтись и одной полосой параметрического эквалайзера 60 Гц. Или одним режекторным контуром на гираторе на входе предварительного или оконечного усилителя, отключаемым при необходимости. Пятый вывод – в простых случаях (мой – простой) вложения/доработки минимальны, а эффект от них – просто не сопоставим.

Если у Вас будут выявлены существенные провалы в зоне прослушивания на важных участках НЧ, трижды подумайте, стоит ли их поднимать. Ведь если здесь меньше среднего, то где-то – больше! (Обычно такое при установке АС под стенкой, а стульчика – посреди комнаты.) Подумайте, что слышат другие (в том числе, соседи :-) ).

Какое звучание при включенной коррекции резонансов комнаты?

  1. Впечатление, что вырубили неправильно настроенный эквалайзер. До компенсации ломал себе голову: почему не слышно большой барабан, глупые вопросы задавал на сайте. Какой барабан, если от 42 до 60 Гц подъём 10 дБ? Сейчас вопросов к АС по басам НЕТ. И это при том, что она – неоптимальный ЗЯ со щелями.
  2. Контрабас контрабасит и отличается от бас-гитары по смыслу. Не ФИ, а комната убивала атаку. И не только вокруг 60 Гц, но и на пиках повыше.
  3. Баланс сильно посветлел, теперь он адекватен расчётам. Шестой вывод – без предварительной компенсации резонансов баланс на слух может быть выставлен неправильно. И колонка будет кричать, а нормального баса всё равно нет…
  4. Можно слушать минимум в 1,5 раза громче с тем же комфортом. Лучше восприятие всего диапазона, не только НЧ. Амплитуда (и искажения!) НЧ динамика ощутимо меньше. Счастливы Вы, динамик и УМ.
  5. В коридоре и на кухне нехватки НЧ не ощущается (дверь открыта, конечно). Дверь в коридор – в углу, а комната своё дело знает…

(Продолжение следует)

Автор: Николай Марков

25 комментариев: Резонансы помещения – расшифровка кардиограммы

  1. Andy_P пишет:

    Так коррекцию сделали с DSP или эквалайзером 60Гц было достаточно задавить, чтоб на слух стало ок?

    • Марков Николай пишет:

      Я делал эквалайзером АРО, установленным на Windows.

      • Коля пишет:

        А каково время реверберации помещения.

        • Коля пишет:

          Что в данном случае антирезонанс?

        • Марков Николай пишет:

          Большое. Мягкой мебели мало, ковров нет. В статье написано.
          Под антирезонансом имеется в виду острый провал, похожий на резонансный пик. Понятия такого нет, конечно.

          • Коля пишет:

            Есть понятие пучности и узла звукового давления

          • Евгений пишет:

            Николай, можно вставить свои 5 копеек? Вы забыли про диагональный резонанс комнаты: от одного нижнего угла до противолежащего верхнего. Там и частота будет довольно низкая. Подход у Вас весьма интересный…

            Вообще, резонансы помещения – не есть абсолютное зло, так как они поддерживают звучание… Но тут уже необходим грамотный и взвешенный подход.

            • Марков Николай пишет:

              Частота диагонального через всю комнату получается 29 Гц. Если он в комнате и есть, что не факт, поскольку АС далеко от угла, то на АЧХ в зоне его точно нет.

  2. Александр Ростов-на-Дону пишет:

    Аккурат сейчас в клубе LDSound Петр из Сочи выложил картинку , ачх усредненных замеров пары колонок в реальном помещении. Снято в разных точках помещения, разница уровня из-за расстояния от колонок до микрофона поддерживалась минимальной на средних частотах, пляска внизу , от 200гц и ниже хорошо выражена, прослеживается поведение самой колонки .
    Добавлю, что самая ровная ачх получена в треугольнике между колонками, ближе к ним. Она выделена зеленым цветом.

    • Коля пишет:

      А 20 Гц на уровне -10дБ, а ещё ниже… Не верю!!

      • Марков Николай пишет:

        У меня на ручных измерениях такого нет. Значит, это ошибка обработки программой+флуктуационные шумы электролитов+дрянь от вентиляторов, машин на улице, стройки за 1км (без шуток, если там чего в землю забивают, земля ИНЧ излучает, и далеко). Так что, не верить и графику 30 Гц и выше?

  3. Куприянов Александр пишет:

    Мне кажется это АЧХ самого микрофона.

    • Марков Николай пишет:

      На НЧ – почти невероятно. Вблизи Бейма у Петра – ровная. И у меня вблизи – степь от 50 до 600 Гц.

      • Коля пишет:

        Ровная АЧХ колебательной скорости

      • Куприянов Александр пишет:

        Я сколько микрофонов не проверял и ровных АЧХ не видел. Проверял студийные , радиоузловские , эстрадные. И все кривые. Даже среди однотипных подбирал для своего голоса. Одни более низкочастотные , другие более высокочастотные. Можно для каждой песни подобрать другой , на свой вкус. Это и говорит что все они кривые и кривизна разная.

        • Евгений пишет:

          Ну так для измерений нужен измерительный микрофон с малой неравномерностью АЧХ.

  4. Коля пишет:

    Есть старый способ, называется способ “сквозного” измерения. Применяется для эквалайзеров. На АС, установленных в желаемом месте подаётся сигнал розового шума, а месте прослушивания шумомером в октавных или третьоктавном диапазоне измеряется шум. И подстройкой полос эквалайзера более менее сглаживают характеристики системы. Фильтр подбирается под эквалайзер октавный так октавный или другой.

    • Марков Николай пишет:

      Да, тёзка. Такой вот я чудак.
      Результат на слух тем временем присутствует, и он радует. Что и оправдывает ВСЁ.

      • Коля пишет:

        А что по старому способу получаются ложные измерения? Это невозможно, поскольку. весь тракт участвует в процессе измерений. Потому они называются сквозными

        • Марков Николай пишет:

          А нэт у мэна шумомера с фильтрами. А есть то, что есть. Есть возможность достаточно точно измерить частоты и уровни пиков в зоне прослушивания, и есть продвинутый эквалайзер. Что не так?

  5. Коля пишет:

    Николай, уж коли Вы любите экспериментировать. У Вас дача есть? Вывезли на дачу свои АС и на табуреточке, на свежем воздухе измерили свои колонки. Если Вы сподобитесь на это, то гарантирую реакцию. Какую не скажу, сами увидите. Лучше один раз увидеть, чем всю жизнь находится с ложными убеждениями.

  6. ZLOIVOVAN пишет:

    Николай, почему назвали кардиограмма?
    КАРДИО… Первая часть сложных слов со знач.: 1) относящийся к сердцу, напр. кардиосклероз, кардиоспазм, кардиография, кардиостимулятор, кардиохирургия; 2) относящийся к кардиологии, напр. кардиоцентр, кардионеврологический.
    Может частотной характеристики или частотных свойств помещения?

    • Марков Николай пишет:

      Первая ассоциация, когда посмотрел на график… Не удержался.

  7. Куприянов Александр пишет:

    Да с такой кадиограммой вообще хана. Жить нельзя и слушать невозможно. Одна нота орёт другую неслышно. Музыканты передерутся и начнут друг друга учить как нужно играть.

    • Марков Николай пишет:

      Ага. Но сие АЧХ в реальной комнате. Потому и надо что-то решать. Например, для начала её измерить и разобрать. Может, надо всего на 30 см себя любимого по диагонали подвинуть? Или ФИ сместить по частоте от самого сильного резонанса? Или заткнуть вообще, если комната и так лишнего передобавила? Или уговорить жену и уцепить где надо ковер за 5 см от стены, хоть кратные резонансы поприбивать.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *