• Главная  /
  • Аудио   /
  • Выравниваем фазу между сабами и топами. Часть 3
Выравниваем фазу между сабами и топами. Часть 3 phase_3 Full view

Выравниваем фазу между сабами и топами. Часть 3

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

 

Жоан Ла Рода

В двух предыдущих частях (Часть1, Часть2) этой серии мы обсудили фазу и полярность, что приводит к изменениям фазы, что означает фазовое выравнивание, что такое кривые когерентности, и рассмотрели первый из трех иллюстративных примеров.

Если вы еще не прочитали первые две статьи из этой серии, которые доступны на этом сайте, я призываю вас сначала сделать это.

Если вы готовы продолжить, давайте рассмотрим остальные примеры.

Пример 2. «Измерения с уменьшенным масштабом: пересечение сабвуфера и топа на одной частоте».

В реальной системе частоты кроссовера для сабвуфера будут следующими:

HPF LR24дБ/окт, 30 Гц

LPF LR24дБ/окт, 85 Гц

Реальные частоты кроссовера для мид-хай топа будут следующими:

HPF LR24дБ/окт, 85 Гц

LPF LR24дБ/окт, 20 кГц

Частоты кроссовера для сабвуфера в системе уменьшенного масштаба будут:

HPF LR24дБ/окт, 30 Гц x 4,5 = 135 Гц

LPF LR24дБ/окт, 85 Гц x 4,5 = 382 Гц

Частоты кроссовера для топа в масштабированной системе будут следующими:

HPF LR24дБ/окт, 85 Гц x 4,5 = 382 Гц

LPF LR24дБ/окт, 20 кГц

Разместите боксы так же, как в примере 1, и следуйте процедуре:

1) Введите 20 мс в качестве задержки для каждого из выходов процессора (можно использовать другое время задержки).

Fig14DAS_PA

Рисунок 14: Это амплитудно-частотная характеристика, которая должна быть улучшена.

2) Сначала работаем только с мид-хай топом. Мы будем использовать утилиту «Delay Finder», чтобы добавить требуемую задержку в канал с опорным сигналом, чтобы синхронизировать опорный сигнал с измеряемым сигналом. (Более подробную информацию см. в руководстве пользователя для SATlive или вашего программного анализатора).

3) Измерьте амплитудно-частотную характеристику всей системы перед выполнением корректировки фазы. В худшем случае мы увидим значительные обнуления в частотном диапазоне, воспроизводимом обоими ящиками.

4) Отключите выход сабвуфера на процессоре и включите выход процессора для топа.

5) Измерьте мид-хай топ и сохраните кривую. В нашем примере — кривая на рисунке 15.

Fig15DAS_PA

Рисунок 15: Магнитуда и фазовый отклик для мид-хай топа.

6) Отключите выход мид-хай топа и включите выход сабвуфера.

7) Не используйте еще раз «Delay Finder» !!! (То есть — не синхронизируйте повторно опорный сигнал с измеряемым сигналом.)

Помните, что мы сравниваем фазу на обоих выходах, то есть — измеряем разницу во времени прибытия между двумя сигналами в зависимости от частоты. Поэтому задержка синхронизации опорного сигнала не должна опять измениться в программе измерения.

Имейте в виду, что мы выбрали топ в качестве нашей временной привязки, потому что это сигнал, от которого может быть получен лучший импульсный отклик.

8) Измерьте сабвуфер и сравните фазовую кривую с мид-хай топом. Результат показан на рисунке 16.

9) Добавьте или вычтите задержку с выхода сабвуфера, пока обе фазовые кривые не пересекутся на частоте кроссовера. Не забудьте сохранить кривые.

В этом примере не очевидно, нужно добавить или вычесть задержку на сабвуфере. Давайте попробуем оба варианта и посмотрим, какой из них лучше всего сработает.

Fig16DAS_PA

Рисунок 16: Фаза отличается в области кроссовера, поэтому понятно, что суммирование между сабвуфером и топом должно быть улучшено.

Вариант А. Удалите часть задержки на выходе сабвуфера. Зеленая кривая будет смещаться вверх.

Задержка на выходе сабвуфера составила 18,270 мс. Мы регулировали время задержки, пока фазовые трассы не пересеклись друг с другом на частоте акустического кроссовера.

Таким образом они отлично суммируются в фазе на этой частоте. Выше и ниже этой частоты есть разность фаз, которую необходимо оценить при сравнении разных сумм для ящиков с разными задержками.

Fig17DAS_PA

Рисунок 17: Мид-хай и сабовый отклики после регулировки времени задержки на сабовом выходе. Фазовые трассы пересекаются друг с другом на частоте акустического кроссовера, которая в этом случае равна 400 Гц.

Вариант Б. Добавьте задержку к выходу сабвуфера, пока значения фазы не будут одинаковыми на частоте акустического кроссовера. Фазовое согласование лучше на частотах выше точки кроссовера, чем на тех, что ниже. И снова мы оценим результат на следующем шаге.

10) Еще раз измерим АЧХ системы и сравним её с первоначальным измерением.

Если фаза была отрегулирована правильно, сумма топа и сабвуфера будет лучше, и амплитудно-частотная характеристика будет отражать это.

Fig18DAS_PA

Рисунок 18: В этом примере, при добавлении задержки на сабвуфер, фаза перекрывается на частоте акустического кроссовера и выше нее, но не ниже нее.

Рисунок 19 сравнивает оба ящика, без задержки (красная трасса), с задержкой 20,848 мс на сабвуфере (зеленая трасса) и с задержкой 18,270 мс (синяя трасса).

Хорошо видно, что на зеленой и синей трассах амплитудно-частотная характеристика значительно улучшена. Однако между ними нет существенной разницы.

11) Возьмите наименьшее значение задержки и вычтите его из задержек сабвуфера и топа так, чтобы по крайней мере один из выходов имел время задержки 0 мс.

Допустим, мы выбрали синюю кривую. Имеется задержка 20 мс для топа и 18,270 мс для сабвуфера.

Fig19DAS_PA

Рисунок 19: Обе установки задержки улучшают амплитудно-частотную характеристику относительно начальной конфигурации (без задержки).

Так как мы добавили 20 мс в качестве произвольной величины, чтобы иметь возможность добавлять или вычитать из нее по мере необходимости, то после того, как корректировки были сделаны, нам больше не нужна эта избыточная задержка: вычитайте наименьшее время задержки из двух выходов, чтобы одна из них стала 0 мс.

В нашем примере задержка на выходе для мид-хай топа будет равна: 20 мс — 18,270 мс = 1,73 мс. Выход сабвуфера будет иметь 18.270 мс — 18.270 мс = 0 мс. Если бы мы хотели выполнить это измерение с динамиками разного размера, нам просто нужно найти соотношение между сабвуфером, который мы хотим имитировать, и динамиком, который будет использоваться для измерения.

Пример 3: «Измерения реальной системы».

При измерении реальной системы звукоусиления в живом звуке или в инсталляции следует измерять только один из массивов. Кроме того, микрофон должен располагаться примерно на полпути между источником и максимальным расстоянием, которое должно быть покрыто, при условии, что в этом месте достигается разумная согласованность.

Когда мы выбираем эту центральную точку для выравнивания фазы, мы гарантируем, что существенного изменения фазы не произойдет ни в каком другом месте прослушивания в зоне покрытия (если только мы не очень близко к массиву), будь то ближе или дальше от динамиков.

Убедитесь, что отражения от пола не создают бедную когерентность на частоте кроссовера. Это обычное явление при использовании микрофона на стойке.

В этом примере мы выравниваем фазу между линейным массивом DAS Aero 50 и сабвуферами DAS LX218A.

Разница в уровнях между этими двумя каналами сделает общий частотный диапазон более узким или более широким. В нашем примере перекрывается диапазон от 45 Гц до 125 Гц.

Сабвуфер DAS LX218A — это активная система, включающая обработку сигнала (кроссовер и эквализацию), но мы будем использовать внешний процессор для того, чтобы добавлять задержку для выравнивания с мид-хай топами.

Распространенной ошибкой применения внешнего процессора с активной системой является фильтрация кроссовера на тех же частотах, которые используются в аналогичной пассивной системе, таким образом — наклон, создаваемый внешним процессором, добавляется к крутизне, обеспечиваемой внутренним кроссовером.

Таким образом, например, мы получаем фильтр 48 дБ/окт. вместо 24 дБ/окт. В нашем примере на внешнем процессоре фильтрация не используется. Используется только фильтр, встроенный в сабвуфер.

DAS Aero 50 — это трехлинейная система линейного массива. Каждый из трех динамиков имеет установленное производителем время задержки, применяемое на внешнем процессоре.

Процедура такая же, как для предыдущих примеров:

1) Введите 20 мс задержки для каждого из выходов в процессоре (можно использовать другое время задержки).

2) Давайте сначала работать только с мид-хай топом. Мы будем использовать утилиту «Delay Finder», чтобы добавить требуемую задержку в канал с опорным сигналом, то есть синхронизируем опорный сигнал с измеряемым сигналом.

Fig20DAS_PA

Рисунок 20.

3) Измерьте частотную характеристику всей системы перед выполнением регулировки фазы. В худшем случае мы увидим значительное сокращение в частотном диапазоне, разделяемом обоими боксами. Верхний график на рисунке 20 показывает амплитудно- частотную характеристику, которую мы пытаемся улучшить. Ниже показано, что низкая когерентность выше 100 Гц обусловлена разным временем прихода звука от мид-хай бокса и от сабвуфера с аналогичными уровнями. Тот же эффект наблюдается с одним источником и отражениями.

4) Отключите сигнал на сабвуферном выходе процессора и включите выход процессора для топа.

5) Измерьте мид-хай топ и сохраните кривую. В нашем примере получается кривая на рис. 21. В этом случае система, обычно дополненная сабвуферами, использует очень низкую частоту кроссовера.

Fig21DAS_PA

Рисунок 21.

6) Отключите выход для топа и включите выход сабвуфера.

7) Больше не используйте «Delay Finder»! (То есть — не синхронизируйте снова опорный сигнал с измеряемым сигналом).

Помните, что мы сравниваем фазу на обоих выходах, то есть — измеряем разницу во времени прихода между двумя сигналами в зависимости от частоты. Поэтому задержка синхронизации опорного сигнала не должна снова изменяться в программе измерения.

Fig22DAS_PA

Рисунок 22.

Имейте в виду, что мы выбрали среднюю высоту в качестве нашей временной привязки, потому что это сигнал, из которого может быть получен лучший импульсный отклик.

8) Измерьте сабвуфер и сравните фазовую кривую с фазой мид-хай топа. Результат показан на рисунке 22, где видно, что фаза между сабвуферами и топами существенно отличается. Aero 50 и LX218A перекрываются акустически в диапазоне от 45 Гц до 125 Гц для выбранного нами отношения уровней.

9) Добавляйте или вычитайте задержку на выходе сабвуфера до тех пор, пока две фазовые кривые не перекроются около частоты кроссовера, как показано на рисунке 23. При уменьшении времени задержки на выходе сабвуфера зеленая трасса сдвигается вверх (и появляется в нижней части графика) на фазовом графике SATLive, уменьшая его наклон в полосе пропускания. Не забудьте сохранить кривые.

Fig23DAS_PA

Рисунок 23.

В этом примере фазовая трасса сабвуфера показывает более крутой наклон в полосе пропускания, чем трасса топа. Очевидно, что задержка на сабвуфере должна быть уменьшена, пока кривые фазы не перекроются как можно больше в полосе разделения.

При уменьшении времени задержки для зеленой кривой с рис. 22 она будет смещаться вверх, со временем исчезая и появляясь снова в нижней части графика.

Нам нужно иметь в виду, что на фазовом графике отображаются значения только от +180 до -180 градусов. Если бы использовался более широкий диапазон, следы не могли бы отображаться зигзагообразно, как здесь.

10) Измерьте частотную характеристику системы и сравните ее с начальным измерением.

Если фаза была отрегулирована правильно, сабвуферы и топы складываются по фазе, и это отражается на амплитудно-частотной характеристике.

На рисунке 24 сравнивается комбинация системы до (синяя трасса) и после (красная трасса) корректировки. Обнуления и слабая когерентность, которые ранее наблюдались около 125 Гц, исчезли.

Fig24DAS_PA

Рисунок 24.

Как отмечалось ранее, низкая когерентность была обусловлена тем, что одна и та же полоса частот прибывала в разное время, что эквивалентно отражениям с аналогичным уровнем звукового давления.

После добавления правильной величины задержки общая полоса от двух кабинетов поступает одновременно, и согласованность возвращается в нормальное русло.

11) Возьмите наименьшее значение задержки и вычтите его из задержки сабвуфера и топа так, чтобы по крайней мере один из выходов имел время задержки 0 мс.

Мид-хай топ DAS Aero 50 — это трехлинейная линейная система линейного массива с внешним усилением. В результате получились следующие задержки:

Сабвуфер DAS LX218A: 14.458 мс.

DAS Aero 50:

Low: 20 мс;

Mid: 25.9167 мс;

High: 26.0104 мс.

То, что мы действительно хотим, установить разность во времени прибытия для выходов, которые должны быть выровнены по фазе. Поэтому из задержек каждой полосы следует вычесть самую низкую задержку (14,458 мс в данном случае).

Таким образом, конечное время задержек будет:

Сабвуфер DAS LX218A: 0 ms

DAS Aero 50^

Low: 5.542 мс;

Mid: 11.4587 мс;

High: 11.5524 мс.

После того, как были введены окончательные задержки, будет хорошей практикой снова провести измерение, чтобы проверить, что всё правильно. Прежде чем приступать к настройке реальной системы в первый раз, имеет смысл практиковать эту процедуру настолько часто, насколько это возможно, с разными комбинациями оборудования, пока не освоим хорошо технику.

Использование масштабированных измерений позволяет нам ознакомиться с процедурами, пока мы не будем уверены в себе для применения их на более крупных системах.

Часть 1. Часть 2.

Жоан Ла Рода

Оригинал материала.


  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Обсуждение