Автоматическая коррекция помещения

[Мусатов Константин]

Константин, как бы удалить комментарии 23-26, 28-32?

Делаю последний раз. Я не подряжался уборщиком. Если я убираю, что вместе с автором.

[Владимир R-V-A]

#25,26, плиз, в последний раз.



АЧХ фильтров левого, правого канала и канала обратной связи на 1 плате (20-40 Гц)



Переходим к пайке узлов автоматического эквалайзера сабвуфера. Они будут вторым слоем микросхем над фильтрами для минимизации наводок и просто места уже нет...

Вложение 3450 Вложение 3451

Будет еще один слой микросхем со стороны печатной платы - мультиплексоры для сдвига частот настроек фильтров, чтобы попасть поточней на самые плохие частоты для любой точки прослушивания.

Примерно так, но на 1/6 октавы (а не на пол октавы как на графиках АЧХ), чтобы почти остаться в параметрах High-End, где полоса частот по - 3 дБ начинается с 20, а не с 40 или 60 Гц, как это бывает чаще всего в неплохих полочниках и даже напольниках.

[Владимир R-V-A]

Вчера еще раз провел измерения АЧХ сабвуфера Урал AS-012а и своих, самодельных напольников в разных точках прослушивания.

АЧХ сабвуфера Урал AS-012а






АЧХ широкополосной АС







Сами можете убедиться как сильно искажается сигнал прослушивания в области НЧ (да и Сч-Вч) от точки к точке даже при незначительном смещении (шаг смещения примерно 0,5 м). Уровень сигнала небольшой- снимал АЧХ ночью.
Например, на графиках АЧХ саба Урал хорошо видно, что в неудачных точках завал на 20-25 Гц может достигать порядка - 20-25 дБ (зеленый и голубой график). И наоборот, в удачной точке прослушивания, неравномерность АЧХ может быть порядка +- 3-5 дБ на частотах от 20 до 80 Гц (желтая АЧХ).
Понятно, что в очень плохих точках прослушивания никакой эквалайзер не поможет и вытянуть АЧХ на 30 дБ просто нереально.

На втором графике (АЧХ АС напольника в области НЧ) примерно похожая картина, хотя сабвуфер и АС стояли в разных точка комнаты (примерно в 2,5 м друг от друга) относительно тех же точек просушивания (точек расположения зондирующего микрофона).

Из графиков АЧХ, например, видно, что есть плохие частоты, которые дают и провалы в АЧХ до 15-30 дБ, так и точки прослушивания, где есть сильный подъем АЧХ (до 10-15 дБ - 3, 5 график АЧХ на второй картинке).

В тех точках, где есть сильный подъем АЧХ явно на одной частоте, звук будет приобретать окраску гула на одной частоте в НЧ диапазоне. А там, где есть очень глубокий провал в АЧХ, просто не будет слышно некоторых частот (нот) инструментов на НЧ частотах.

Вывод можно сделать такой.

Без специального подбора мест расположения АС относительно точки или точек прослушивания невозможно в реальной жилой комнате получить звук High-End качества какую бы дорогую и классную аппаратуру в традиционной комплектации вы не приобрели. Цена тут уже не определяющая.

Специальную акустическую обработку в реальной жилой комнате делать наугад тоже не имеет смысла. Эти незначительные вмешательства в помещение, где есть большие по площади жесткие, хорошо отражающие поверхности (стены, потолок, пол, мебель) принципиально не изменят акустические свойства помещения прослушивания.

С помощью компьютерных программ (симуляторов) рассчитать структуру поля тоже нереально за счет того, что невозможно точно ввести трехмерную картину реальной жилой комнаты и она может сильно меняться.

Вместе с тем, из графиков видно, что для многих точек прослушивания, где нет аномально больших искажений АЧХ (искажения АЧХ порядка +-6-12 дБ), использование ручного или автоматического эквалайзера может помочь в выравнивании АЧХ практически до самых высоких стандартов качества High-End аппаратуры и сигналов.

Поскольку таких критериев качества в настоящее время нет в виде общепризнанных стандартов, то я считаю, что по акустическим сигналам неравномерность АЧХ сигналов в точках прослушивания не должна быть больше +- 3 дБ во всей полосе частот 20-20000 Гц и не более +-1 дБ в полосе частот от 300 до 3000 Гц.

Сразу заметим, что подобных акустических систем, которые бы могли обеспечить такой уровень качества по АЧХ в реальной жилой комнате, сейчас не существует в мире. Такую систему вы нигде не купите - ни за какие деньги, хоть за 10 000 000$.

На втором графике показаны (красным и голубым) цветом частоты регулировки ручного и автоматического эквалайзера НЧ частот, который я сейчас делаю.

Как я уже говорил, он позволяет осуществлять коррекцию частот примерно на +-10-15 дБ на указанных частотах.

Поскольку удачные точки расположения больших АС типа напольников очень трудно найти в жилой комнате с мебелью, то наиболее прогрессивной идеологией построения системы High-Ebd класса можно считать комбинацию из малогабаритных полочников (объемом 2-10 л) и сабвуфера совместно с эквалайзером, имеющим высокое разрешение при коррекции АЧХ.

Наиболее точную балансировку сигналов между правым и левым каналами можно будет получить с использованием автоматически самонаводящейся на голову слушателя (зрителя) системы на базе автоматической поворотной подставки под каждую из АС или сразу для двух АС (СЧ и ВЧ диапазонов).

Любая другая архитектура построения системы не сможет дать того же качества реального акустического сигнала в большинстве случайных точек прослушивания.

Такой подход вписывается в современные тенденции развития High-End систем https://www.salonav.com/arch/2020/10...na-cabasse.htm , но на более высоком научно-техническом уровне.

Как показал анализ устройства современных типовых активных сабвуферов, на их базе можно реализовать подобную систему. И она будет общедоступной по цене для большинства меломанов. Малогабаритные АС СЧ-ВЧ диапазона намного проще разместить в наиболее удачные точки для качественного прослушивания звуковых сигналов. А использование специального эквалайзера позволит минимизировать искажения помещения прослушивания.

Для реализации такой системы потребуется некоторая, несложная доработка типового сабвуфера.

Эта доработка необходима для того, чтобы обеспечить возможность отключения встроенного НЧ фильтра, подключения внешнего эквалайзера к усилителям сабвуфера и вывода напряжения питания - для подачи напряжения на дополнительный блок УНЧ для усиления сигналов СЧ-ВЧ.

БП для такой системы очень просто сделать из типового компьютерного БП мощностью 300 - 1200 Вт. Двойное преобразование сигнала по цепям питания может существенно снизить уровень наводок по сети и существенно снизить массо-габаритные показатели всей системы за счет исключения тяжелого трансформатора и электролитических конденсаторов большой емкости.

Чтобы не загромождать тут описание собственно системы для автоматической коррекции искажающих свойств помещения прослушивания, описание полной акустической системы на базе типового сабвуфера (за исключением собственно самого эквалайзера) я выложу в отдельный пост в разделе акустические системы или усилители.

[Владимир R-V-A]

Сделал индикатор уровня расхождения энергии сигнала в полосе анализа и корректировки сигнала от источника (опорного) сигнала и сигнала в точке прослушивания (искаженного сигнала).


Получился как бы треть октавный спектроанализатор с четырьмя фиксированными уровнями.
Если уровни сигналов точно совпадают (с точность порядка +-1 дБ и менее), то горят только зеленые светодиоды.


Если есть превышение гармоник сигнала в точке прослушивания над сигналом источника (примерно от +1 дБ), то начинает загораться верхний красный светодиод. При этом зеленый начинает постепенно гаснуть. И примерно при +3 дБ зеленый полностью гаснет и горит только верхний красный.



И также наоборот, если сигнал в точке прослушивания имеет провал в конкретной полосе анализа начинают загораться нижние, красные, первые светодиоды (при -1-3 дБ). И потом, примерно, при -10 дБ загорается второй нижний светодиод, яркость которого тем больше, чем больше провал в АЧХ на этой частоте.



Некоторая разница в яркости светодиодов и порога их переключений связана с тем, что пришлось использовать светодиоды с разными параметрами. Если использовать светодиоды одного типа, то разброс будет не более +-0,1-0,3 дБ.

Этот индикатор реально позволит достаточно быстро сориентироваться слушателю и быстро понять, какая неравномерность АЧХ в любой точке прослушивания любого специально неприспособленного помещения.

Ориентируясь на свечение светодиодов, он может скорректировать усиление или ослабление эквалайзера на плохих частотах и наблюдать в реальном времени работу автоматического эквалайзера, как по реальным звуковым сигналам, так и по тест - сигналам.
Полезность этого индикатора в том, что пользователь, который приобретет такой эквалайзер, может с его помощью, буквально за пару минут достаточно точно настроить эквалайзер в ручном режиме для конкретной точки прослушивания, используя зондирующий микрофон, который он установит в точке прослушивания на специальном приспособлении или на голове реального человек. Для ускорения этого процесса будет использоваться встроенный в устройство генератор шума. Генератор шума можно будет также переключать в режим работы тест-сигнала в самом начале работы автоматического эквалайзера или в паузах между песнями для быстрого автоматического анализа АЧХ помещения во всем диапазоне. Потом оптимальные настройки будут только поддерживаться узлами автоматического эквалайзера, работая длительное время как бы по памяти.

Практически спаял узлы автоматического эквалайзера в первых четырех полосах анализа и настройки АЧХ. Платы решил установить в виде книжки-раскладушки с возможностью оперативного поворота плат друг относительно друга. Без этого было бы очень трудно настраивать устройство, поскольку между платами будут десятки тонких проводников, отрыв которых создавал бы бесконечные проблемы с нахождением места их подсоединения. Связь индикатора спектроанализатора с другими платами будет на шлейфовом соединении.



Возможно установлю и трех полосный фильтр - автоматический эквалайзер с переключателем частот разделения ВЧ и НЧ частот.



В устройстве также будут тонкомпенсированные регуляторы громкости, чтобы АЧХ автоматически выставлялось с учетом свойств слуха человека. В это же устройство скорей всего встрою измеритель интегральных искажений (УНЧ и всего тракта, включая АС и комнату). Источник питания будет внешний, скорей всего, доработанный БП для компьютера с дополнительными LC фильтрами.
Таким образом, потребитель, приобретая такое устройство, получает современный измерительный комплекс для анализа любой аппаратуры High-End класса и робота - звукооператора не используя дополнительные приборы или измерительный компьютер.

После завершения основных слесарных работ, начну настройку. Сначала с первой платы фильтров 20-40 Гц в режиме ручного эквалайзера, а потом буду отлаживать узлы автоматического эквалайзера и других частот. Тут может быть несколько вариантов их работы. Как они будут работать, и какой из них окажется лучше, сейчас сложно сказать. В конструкцию заложил коммутаторы постоянных времени регулирования, анализаторы спектров сигналов П и Л каналов и несколько цепей дополнительных АРУ.

Надеюсь, на индикаторе все процессы автоматической коррекции АЧХ сигнала в реальном времени будут хорошо видны в очень наглядной и понятной форме для простого потребителя.

[Louise Hawkins]

мда, делал что то подобное, но моя схема была на уровень ниже

[Владимир R-V-A]

Пока я делаю Умный корректор для винила, предлагаю любителям теории звукового распространения в обычной жилой комнате и способов компенсации влияния помещения на АЧХ в точках прослушивания посмотреть занятное кино от Сталкера. Заодно посмотрите и на его дублера. Потом обсудим увиденное и услышанное, если будут вопросы по существу этой проблемы.



Тут тоже про АЧХ в специально обработанной комнате прослушивания.

[Владимир R-V-A]

Примерно год назад снял занятный фильм по акустике и разместил его на Ютубе. Он был про влияние помещения прослушивания на качество звука в правом и левом ухе. Но, к сожалению, мой фильм забанили как я понял юристы правообладателя на эти песенки, которые в моем фильме использовались как тест - материал во имя торжества науки, а не для наживы. Но фильм то у меня есть и есть аудиозапись - звуковой подкаст. Так, что слушайте и, если вытерпите, то поймете как сильно меняется окраска звука за счет изменения АЧХ для правого и левого уха слушателя. И это все - в ближней зоне.

- мой микрофон голова


был примерно в 0,9 м от АС, расставленных друг от друга на расстояние 0,7 м примерно так.



И при этом (этот эксперимент был примерно на дистанции - для измерения АЧХ АС в ближнем поле) помещение прослушивания и от части АЧХ АС (потом проверял АС из мини муз. центра SONY RX-90 - реально прокачивают 90-100 Вт, 6 Ом и имеют почти одинаковые АЧХ в широком секторе их поворота или расположения слушателя по отношению к ним) давали очень заметные на слух изменения спектра звука для правого и левого канала.

Сами послушайте (лучше в наушниках) и заодно обратите внимание на очень интересный эффект модуляции моего голоса тональными (стационарными - мало меняющимися во времени сигналами типа синусоид) сигналами АС, хотя запас динамического диапазона микрофона был далеко не исчерпан - звук был тихим.

Все записи делались ночью на мощности порядка 100-200 мВт на канал.

https://disk.yandex.ru/d/Gwv_oOZGg5rPyA

[Владимир R-V-A]

Информация к размышлению...







Это нужно смотреть перед сном, чтобы снились кошмары - ямы и подъемы в АЧХ и на фазе, еще примерно неделю. Потом приду я и все объясню с научной колокольни! А Константин будет как бы судьей!

[Игорь Тихомиров]

Делаю последний раз. Я не подряжался уборщиком. Если я убираю, что вместе с автором.

Я тоже.

[Владимир R-V-A]

Ну, зачем ты этот то пост удалил?

[Владимир R-V-A]

Ну, теперь я подготовился основательно для раскрытия тайн High-End звука.

Сделал разветвитель и пропустил сигнал с выхода зв. карты E-MU0202 через свою коробочку в двух режимах - как бы сквозной канал и через буфер корректор. Сравните разницу.



Без коробочки с внешним питанием +-13 В уровень фона на 50 Гц, в сквозном канале, на 6-10 дБ ниже (похоже это земляная петля).



Да, обнаружил не тривиальный эффект. может кому-то он и очевиден. Я тоже догадывался, что лучше коммутировать и вход и выход какого-то устройства, если оно (в данном случае буфер - корректор) не участвует в работе, а просто входы сквозного канала и устройства соединены все время, а коммутируется только выход устройства относительно его входа.

Короче, если устройство включено по питанию параллельно сквозному каналу - то дополнительных искажений от него нет (у меня там кстати 2шт. электролитов ро 100 мкФ встречно. и именно из-за них получаются такие длительные завалы фронтов на НЧ при разных положениях регуляторов уровней).

Если устройство выключено по питанию, то будут сильные искажения. У меня получались до -40 дБ (зависит от уровня) - как бы в цепь сигнала включили диод или иной нелинейный элемент.

Графики не сохранил - быстро спадающий строй всех гармоник.

А в буфере - корректоре сейчас у меня 4580 - дает добавку по уровню шумов примерно +4-7 дБ к карте. И, естественно лес гармоник из сети. Кстати, в левом канале у меня корректор работает как своеобразный эквалайзер - корректор по НЧ. Он в этом канале правит наиболее сильный завала карты. И поэтому на НЧ появляются дополнительные искажения в интемодуляционном режиме на 60 Гц (ООС в микросхеме на 6-10 дБ ниже и местами могут быть даже искажения из-за перегрузки и ограничению по питанию - примерно с 20-15 Гц).

[Владимир R-V-A]

Информация к размышлению...

Комментарий ко второму там видео и специальному завалу АЧХ на верхних СЧ.

Есть интересный поток сознания, как говорят тут наши "партнеры", про то, какая должна быть правильная АЧХ и как она должна выглядеть с учетом психофизиологии ушей и мозга - как приемников и детекторов звуковых сигналов с точки зрения инженеров фирмы Сони 90-х годов.

Вот тут я снял на днях АЧХ популярного в свое время муз. центра и их АС фирмы Сони RX-90.



Грубо говоря, при расстоянии порядка 1-1,5 м до АС в обычной жилой комнате прослушивания они не привносят собственных искажений (правда УНЧ был другой на микросхеме 7294, но это не принципиально) по отношению к уровню шума комнаты -40-45 дБ). При более высокой мощности появляются гармоники, в основном, в районе 3-5 кГц.

А вот, что творится с фазой на расстоянии 1,5-2 м (бывает и хуже)



По искажениям - грубо говоря -35-40 дБ, примерно 1-2% от 60 Гц до 20 кГц. Но есть участок в середине (3-5 кГц), где искажения выше и достигают -35 дБ. Но с учетом спада АЧХ это те же примерно 1% по КНИ.

Прямо говоря, очень разочарован, хотя АС звучат - "мутно-очаровательно" и терпят реально мощность под 100 Вт без аномально больших искажений - порядка - 30 дБ в основной полосе частот.

Хорошо работает НЧ динамик, а по ВЧ аж 4 динамика, хотя самый верхний я бы отключил. У меня он почти ничего не излучает - типа обманки. А вот два боковых там просто эталон по АЧХ +-1-2 дБ в полосе от 10 до 20 кГц..



Учитывая цену этой системы в нижнем стоимостном сегменте Hi-Fi техники прошлого века (порядка 300$) я бы поставил 5 баллов.

[Владимир R-V-A]

Для тех кого интересует вид реальной АЧХ и искажения УНЧ и АС Hi-Fi и High-End класса рекомендую посмотреть графики на этом видео.

Хорошо видно, что даже, если у Вас дорогой УНЧ мощностью 100 или даже 300 Вт с искажениями порядка 0,001-0,01%, то основные искажения будут давать АС и ваше помещение прослушивания.

Неравномерность АЧХ в точках прослушивания даже в оборудованной комнате прослушивания может достигать порядка +- 10-15 дБ. А искажения общепризнанных в плане качества звучания АС могут достигать -40 (1%) и даже - 36-30 дБ ( -2-3%). Поэтому без системы ручного и автоматического регулирования АЧХ (эквалайзеров) хотя бы на нижних частотах в домашнем High-End обойтись невозможно. Либо КП надо превратить в безэховую камеру, что на порядки сложней и дороже сделать.

Так, что идея полностью автоматизированной системы регулировки АЧХ, на мой взгляд, пока остается весьма актуальной задачей в области традиционного качественного домашнего High-End. В среднем и дальнем поле размещения АС от головы слушателя без эквалайзеров и ручной или автоматизированной настройки согласованного с параметрами АС и КП фильтра обойтись невозможно.





Про пространственные эффекты воспроизведения в КП в средней и дальней зоне и важность записи звуков с помощью бинаурального микрофона в качестве достоверной акустической записи музыки мы уже говорили. Есть видео на эту тему. Но с некоторыми моментами я не согласен.

[Владимир R-V-A]

До кучи, чтобы снять все оставшиеся вопросы у матросов.

[Владимир R-V-A]

Жуть...

https://yandex.ru/video/preview/103289309414099844

Тут даже новая терминалогия нарисовалась - скормить роботу - звукооператору пресет, который вы намерили. Эх, молодежь, молодежь...

[Владимир R-V-A]

Вместо новых приключений Шурика...



Кто сразу ничего не понял - посмотрите дважды, подряд. Если после этого ничего непонятно - забудьте. Но это сделать у вас не получится. Вам даже во сне будут сниться сны, как вы ЭТО кому-то пытаетесь, то сдать на экзамене в школе или детском еще саду, а то и как надо ЭТО всё преподавать тупым студентам. И вы будете просыпасься весь в поту. И так - недели три. Потом вы начнете собирать информацию по этой теме примерно неделю, месяц или год и её осмысливать всё это время подсознательно. И вот может быть через недели две, три или год - пять вас осенит. И вы поймете, как это работает и почему так или сяк.



Ожидайте, покажу вам динамики и АС (по смешным ценам) с искажениями на 10-20 дБ лучше, чем у всеми признанных Ямах и прочих, безумно дорогих, студийных мониторов ЭТОГО, странного - цветного и безумного мира.)))

[Владимир R-V-A]

Зук в разных точках КП (с 11 мин).



Измерения, графики.

[Владимир R-V-A]

Вот, тоже полезное видео, если не придираться к оговоркам.

[Владимир R-V-A]

Как получить идеальную акустику помещения тут

[Владимир R-V-A]

Что было раньше - яйцо или курица - яйцо. Доказательства тут и потом по ссылке снова вверх.



А вот про сбир и сбер только тут.



Буфет и муз пауза тут...

[Владимир R-V-A]

Это можно применить к коррекции по АЧХ КП.



Обратите внимание 7 мин. искажения до 6-10 % на 120-220 Гц на динамиках его АС.

Для справки, если динамики показывают искажения не 0,3-0,1% ( -50-60 дБ), то это уже не High-End. Эти динамики - на мусорку или для озвучки лифтов и тамваев.

Он так и не понял, что эти динамики имеют низкие, рабочие искажения выше 2-3 кГц.

[Владимир R-V-A]

без комментариев...



Не надо такого вытворять с корпусом АС - НИКОГДА!!!

Корпус для АС должен быть глухим как бетонная стена - в идеальном случае потому, что у АС задача совсем другая как у скрипки или иного другого акустического инструмента. Сам корпус должен давать минимум призвуков. В идеале они должны быть равны нулю или хотя бы на уровнее -40-50 Дб. Звук должен издавать только динамик. АС нужно настраивать не на ритмику (что это такое современной науке неизвестно в плане критерия качества АС), а на АЧХ, ФЧХ, ИХ и искажения. Все остальные параметры вторичны.

[Владимир R-V-A]

"Чтобы карась не дремал...".



Делал я усь на соневской 4211.



Звучит неплохо и моща чувствуется. В импульсе пуляет до 120-130 Вт и не сгорает, но не High-End. Опять же гармоник много... пробовал даже их снизить на 6 % за счет увеличения глубины ООС. Звук менялся - становился как бы чище (без мяса, которое создает иллюзию, что в оркестре больше музыкантов, певцов и инструментов и фонограмма "содержательней"))) и графики тоже - прям как по учебнику.



Это акустические замеры при относительно небольшой мощности 3-5 Вт. При увеличении мощности на графики лучше не смотреть...

Кстати, сделал в этом УНЧ выходы на наушники по своей методике - через делитель напряжения.



Звук потрясный - лучше, чем у моей внешней карты E-MU 02 02 c искажениями до 0,0007 -0,001% на высокомной нагрузке.

До кучи...

[Владимир R-V-A]

Миша активизировался - вышел из зимней спячки.

[Владимир R-V-A]

Прослушка ( 30 мин.) проф тракта на мой слух показала явный завал НЧ, хорошую детализацию. У High-End системы (38 мин.) НЧ есть, но они медленные - не в попад с музыкой. Это как бы на первый взгляд и слух. Могу и ошибаться - начинающий в этом деле чувак, ничего не понимающий в фундаментальных законах природыЫЫЫ.

В качестве одного аспекта разницы двух устройств, в отличие от звукорежиссера из доктора Хед, я бы назвал СКО - это один параметр, который харакреризует все ошибке в звуке, хотя бы от 50 до 20 000Гц. До критики пластикового звука УНЧ класса Д я бы не опустился так низко в своих воможностях (на уровне -45-50 дБ), чем суперэксперт Миша.

Ботинки у Миши - внушают, как у сапожника без сапог!

Купил бы китайские сапоги и штаны ( тип. маде ин канада))) - стал бы похожим на профи, которому все пох... кроме точности звука...