اشتريت سماعات البلوتوث Motorola Pulse Escape. أعجبني الصوت بشكل عام، لكن لحظة واحدة ظلت غير مفهومة. وفقا للتعليمات، لديهم مفتاح التعادل. من المفترض أن تحتوي سماعات الرأس على العديد من الإعدادات المضمنة التي تتحول في دائرة. لسوء الحظ، لم أتمكن من تحديد الإعدادات الموجودة وعددها عن طريق الأذن، وقررت معرفة ذلك بمساعدة القياسات.
لذلك، نريد قياس استجابة تردد السعة (AFC) لسماعات الرأس - وهذا رسم بياني يوضح الترددات التي يتم إنتاجها بصوت أعلى وأيها أكثر هدوءًا. اتضح أنه يمكن إجراء مثل هذه القياسات "على الركبة" بدون معدات خاصة.
سنحتاج إلى جهاز كمبيوتر يعمل بنظام Windows (استخدمت جهاز كمبيوتر محمولاً)، وميكروفونًا، بالإضافة إلى مصدر صوت - نوع من المشغلات المزودة بتقنية البلوتوث (أخذت هاتفًا ذكيًا). حسنًا ، سماعات الرأس نفسها بالطبع.
(تحت القطع - الكثير من الصور).
بالطبع، مثل هذا الميكروفون له استجابة ترددية خاصة به (وبالنظر للأمام، نمط اتجاهي)، لذلك سوف يشوه نتائج القياس بشكل كبير، ولكنه مناسب للمهمة، لأننا لسنا مهتمين كثيرًا بالخصائص المطلقة للميكروفون. سماعات الرأس، ولكن كيف تتغير عند تبديل المعادل.
يحتوي الكمبيوتر المحمول على مقبس صوت واحد فقط. نقوم بتوصيل الميكروفون الخاص بنا هناك:
وبالتالي، فإن موصل الصوت الوحيد مشغول، ولهذا السبب هناك حاجة إلى مصدر صوت إضافي. نقوم بتنزيل إشارة صوتية اختبارية خاصة على الهاتف الذكي - ما يسمى بالضوضاء الوردية. الضوضاء الوردية هي صوت يحتوي على كامل نطاق الترددات، وبقوة متساوية في جميع أنحاء النطاق. (لا تخلط بينه وبين الضوضاء البيضاء! تتميز الضوضاء البيضاء بتوزيع مختلف للطاقة، لذلك لا يمكن استخدامها للقياسات، لأنها قد تلحق الضرر بمكبرات الصوت.)
ضبط مستوى حساسية الميكروفون. نضغط بزر الماوس الأيمن على أيقونة مكبر الصوت في نظام التشغيل Windows ونختار ضبط أجهزة التسجيل:
نقوم بتثبيت برنامج القياس على الكمبيوتر المحمول. أحب TrueRTA لقدرته على رؤية العديد من المخططات على شاشة واحدة في وقت واحد. (هيئة الطرق والمواصلات - استجابة التردد باللغة الإنجليزية). في النسخة التجريبية المجانية، يقيس البرنامج استجابة التردد بخطوات أوكتاف (أي أن نقاط القياس المجاورة تختلف في التردد مرتين). وهذا، بطبيعة الحال، وقحا للغاية، ولكن لأغراضنا سوف يكون كافيا.
باستخدام شريط لاصق نقوم بتثبيت الميكروفون بالقرب من حافة الطاولة بحيث يمكن تغطيته بسماعة الأذن:
قمنا بتعيين حد القياس على 20 هرتز وعدد القياسات، على سبيل المثال، 100. سيقوم البرنامج تلقائيًا بإجراء العدد المحدد من القياسات على التوالي ومتوسط النتيجة، وهذا ضروري لإشارة الضوضاء. قم بإيقاف تشغيل عرض المخططات الشريطية، واسمح برسم الرسوم البيانية بدلاً من ذلك (تم وضع علامة على الزر الموجود في الأعلى الذي يحتوي على صورة الأشرطة في لقطة الشاشة التالية).
بعد إجراء الإعدادات، نقوم بإجراء القياس الأول - سيكون قياس الصمت. نغلق النوافذ والأبواب ونطلب من الأطفال التزام الصمت والضغط على Go:
الآن دعونا نقيس إشارة الاختبار الحقيقية. نقوم بتشغيل المشغل على الهاتف الذكي، بدءًا من مستوى صوت منخفض.
نبدأ القياس في TrueRTA باستخدام الزر Go ونرفع مستوى الصوت على الهاتف الذكي تدريجيًا. يبدأ سماع ضجيج هسهسة من سماعة الأذن المجانية، ويظهر رسم بياني على الشاشة. قم بإضافة الحجم حتى يصل الرسم البياني إلى حوالي -10...0dBu في الارتفاع:
سوف نأخذ هذا الرسم البياني كمرجع. تستقبل سماعات الرأس الإشارة عبر السلك، وفي هذا الوضع تعمل كمكبرات صوت سلبية دون أي معادلات، وأزرارها لا تعمل. احفظ الرسم البياني في الذاكرة رقم 1 (عبر القائمة عرض → حفظ في الذاكرة → حفظ في الذاكرة 1 أو بالضغط على Alt+1). يمكنك حفظ الرسوم البيانية في خلايا الذاكرة، واستخدام الأزرار Mem1..Mem20 الموجودة في الجزء العلوي من النافذة لتمكين أو تعطيل عرض هذه الرسوم البيانية على الشاشة.
الآن نقوم بفصل السلك (من سماعات الرأس ومن الهاتف الذكي) ونقوم بتوصيل سماعات الرأس بالهاتف الذكي عبر البلوتوث، محاولين عدم تحريكها على الطاولة.
الآن نقوم بتبديل المعادل باستخدام أزرار سماعة الرأس. تقرير سماعات الرأس بصوت أنثوي مبهج "تم تغيير EQ". نقوم بتشغيل القياس، وبعد الانتظار حتى يستقر الرسم البياني، نرى:
وعلى هذا، من حيث المبدأ، يمكننا الانتهاء من العمل ونستنتج: لا تحتوي سماعات الرأس هذه على معادل صوت فعال.. (الآن أصبح من الواضح لماذا لم يتم سماعه).
ومع ذلك، فإن عدم رؤية أي تغييرات في النتائج أمر مخيب للآمال، بل ويثير الشكوك حول صحة المنهجية. ربما قمنا بقياس شيء خاطئ؟
مقدمة من غير المرجح أن أقوم باكتشاف ما من خلال تسمية موضوع اختبار صوتيات الكمبيوتر كواحد من أكثر المواضيع التي لا تحظى بشعبية في صحافة الكمبيوتر. إذا قمنا بتحليل معظم المراجعات، فيمكننا التوصل إلى استنتاج مفاده أن جميعها ذات طبيعة وصفية بحتة وتتكون، كقاعدة عامة، من إعادة تجميع البيانات الصحفية مع إعادة كتابة المعلمات التقنية الرئيسية، والإعجاب بأداء الهيكل، والنهائي الذاتي للغاية التقييمات التي لا تدعمها أي أدلة. سبب هذا "الكراهية" هو عدم وجود أدوات قياس متخصصة تحت تصرف المختبرين، مثل أجهزة تحليل الصوت، والميكروفونات الحساسة، ومقاييس الميليفولتميتر، ومولدات الإشارات الصوتية، وما إلى ذلك. مثل هذه المجموعة من المعدات تكلف أموالاً جيدة، ولهذا السبب، لا يستطيع كل مختبر اختبار تحمل تكاليفها (خاصة أن تكاليف صوتيات الكمبيوتر قليلة بشكل غير متناسب مقارنة بمعدات القياس المماثلة). بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون لدى المختبر، بالطبع، "آذان صحيحة"، ويفضل أن يكون لديه فكرة عن صوت عالي الجودة ليس من مركز الموسيقى المحلي، ولكن من صوت الأوركسترا السيمفونية في قاعة المعهد الموسيقي، من أجل مثال. مهما كان الأمر، على الرغم من أن صوتيات الكمبيوتر لا تتظاهر بأنها تحل محل التقنية العالية وتسعد أذن المستخدم من خلال نقل موثوق للجرس، وتنقل المحتوى العاطفي للصورة الصوتية بدقة، إلا أنها يجب ألا تشوه الصوت على الأقل لعدد من الآلات، لا تجلب الانزعاج لعقل المستمع. من الناحية الموضوعية، تعمل الأذن البشرية، بالطبع، على تسوية معظم التشوهات، وعزل الصورة الصوتية واستعادتها حتى من طقطقة مكبر صوت البث الإذاعي، ومع ذلك، عند الاستماع إلى نفس العمل بصوتيات أفضل، يبدأ المستمع لتمييز التفاصيل الجديدة والإضافية، وبعض الظلال الموسيقية (مثل "... إذا نظرت بالعين المجردة، يمكنك رؤية ثلاثة نجوم! .."). ربما، ولهذا السبب أيضًا، ينبغي التعامل مع اختيار صوتيات الكمبيوتر بشكل أكثر جدية ووعيًا.
في الآونة الأخيرة، يتزايد بشكل مطرد عدد المستخدمين الذين يرغبون في تجهيز أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم بأنظمة صوتية عالية الجودة. ولتسهيل الاختيار عليك، قررنا تطوير هذا الموضوع على صفحات موقعنا، وحتى لا تكون المراجعات ذاتية بحتة بطبيعتها، ولا تعتمد فقط على التفضيلات الشخصية للمؤلف-المختبر، F - قام المركز بتجهيز معمل الاختبار بجهاز خاص - محلل الصوت PRO600S من إنتاج شركة Euraudio الفرنسية. دعونا نلقي نظرة فاحصة على هذا الجهاز.
ميكروفون نيوتريك
ميكروفون Linearx M52 عالي SPL
موصل للميكروفون الخارجي
طريقة قياس الدوائر الكهربائية عن طريق المدخلات الخطية
تحتوي اللوحة الخلفية لمحلل الصوت على: مدخل الخط (1)، ميكروفون مدمج (2)، مفتاح الطاقة (3)، موصل مصدر الطاقة الخارجي (4)، منفذ COM (5)، منفذ LPT (6)
اختيار مصدر الإدخال
اختيار طريقة الوزن
وضع المنافسة السليمة
المنحنيات "أ" و"ج"
في الوقت الحقيقي وضع قياس استجابة تردد ضغط الصوت
الحد الأقصى لوضع قياس مستوى ضغط الصوت
دائرة قياس المعاوقة
قائمة تشغيل الأقراص المضغوطة الخاصة بمسابقة IASCA
هناك العديد من الأنواع المختلفة لبواعث الصوت، ولكن الأكثر شيوعًا هي بواعث النوع الكهرومغناطيسي، أو كما يطلق عليها أيضًا مكبرات الصوت.
مكبرات الصوت هي العناصر الهيكلية الرئيسية للأنظمة الصوتية (AS). لسوء الحظ، مكبر صوت واحد غير قادر على إعادة إنتاج نطاق التردد المسموع بأكمله. لذلك، من أجل إعادة إنتاج النطاق الكامل في الأنظمة الصوتية، يتم استخدام العديد من مكبرات الصوت، حيث تم تصميم كل منها لإعادة إنتاج نطاق التردد الخاص بها. مبدأ تشغيل مكبرات الصوت ذات التردد المنخفض (LF) والعالي التردد (HF) هو نفسه، والاختلافات تكمن في تنفيذ العناصر الهيكلية الفردية.
يعتمد مبدأ تشغيل السماعة على تفاعل المجال المغناطيسي المتناوب الناتج عن التيار المتدفق عبر سلك الملف المغناطيسي مع المجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم.
على الرغم من البساطة النسبية للتصميم، فإن السماعات المصممة للعمل في أنظمة السماعات عالية الجودة لديها عدد كبير من المعلمات المهمة التي تؤثر على الصوت النهائي لنظام السماعات.
المؤشر الأكثر أهمية الذي يميز السماعة هو نطاق الترددات القابلة للتكرار. ويمكن تحديده كزوج من القيم (تردد القطع السفلي وتردد القطع العلوي)، أو إعطاءه كاستجابة ترددية (AFC). الخيار الثاني أكثر إفادة. استجابة التردد هي اعتماد رسومي لمستوى ضغط الصوت الناتج عن مكبر الصوت على مسافة متر واحد على طول محور العمل، على التردد. تتيح لك استجابة التردد تقييم تشويه التردد الذي أدخله مكبر الصوت في الإشارة الأصلية، وكذلك في حالة استخدام مكبر الصوت كجزء من نظام متعدد النطاقات، لتحديد قيمة تردد التقاطع الأمثل لمرشح التقاطع. إنها استجابة التردد التي تسمح لك بتصنيف مكبر الصوت على أنه منخفض التردد أو متوسط التردد أو عالي التردد.
بالنسبة لمكبرات الصوت، بالإضافة إلى استجابة التردد، هناك مجموعة أساسية من المؤشرات وهي ما يسمى بمعلمات Thiel-Small. بناءً عليها، يتم حساب معلمات التصميم الصوتي للسماعة (علبة النظام الصوتي). الحد الأدنى لمجموعة المعلمات هو تردد الرنين - fs، وعامل الجودة الإجمالي - Qts، والحجم المكافئ - Vas.
تصف معلمات Thiel-Small سلوك مكبر الصوت في منطقة عمل المكبس (أقل من 500 هرتز)، معتبرة إياه نظامًا تذبذبيًا. جنبا إلى جنب مع التصميم الصوتي (AO)، فإن مكبر الصوت عبارة عن مرشح تمرير عالي (HPF)، مما يجعل من الممكن استخدام الجهاز الرياضي المستعار من نظرية المرشح في العمليات الحسابية.
إن تقدير قيم Til-Small لمعلمات السماعة، وقبل كل شيء، عامل الجودة الإجمالي Qts، يجعل من الممكن الحكم على مدى استصواب استخدام السماعة في الأنظمة الصوتية مع نوع أو آخر من التصميم الصوتي (AO) . بالنسبة للسماعات ذات التصميم الصوتي من النوع المقلوب الطور، يتم استخدام مكبرات الصوت ذات عامل الجودة الإجمالي الذي يصل إلى 0.4 بشكل أساسي. تجدر الإشارة إلى أن الأنظمة المقلوبة الطورية هي الأكثر تطلبًا من حيث التصميم مقارنة بمكبرات الصوت ذات AO المغلقة والمفتوحة. هذا التصميم حساس للأخطاء التي تحدث في الحسابات وفي تصنيع العلبة، وكذلك عند استخدام قيم غير موثوقة لمعلمات مكبر الصوت.
عند اختيار مكبر الصوت، تلعب المعلمة Xmax دورًا مهمًا. يشير Xmax إلى الحد الأقصى المسموح به لإزاحة المخروط، حيث يتم الحفاظ على عدد ثابت من لفات سلك الملف الصوتي في فجوة الدائرة المغناطيسية لمكبر الصوت (انظر الشكل أدناه).
بالنسبة لمكبرات الصوت عبر الأقمار الصناعية، فإن مكبرات الصوت ذات Xmax = 2-4 مم مناسبة. بالنسبة لمكبرات الصوت، يجب استخدام مكبرات الصوت ذات Xmax = 5-9 مم. في الوقت نفسه، يتم الحفاظ على الخطية لتحويل التذبذبات الكهربائية إلى تذبذبات صوتية عند القوى العالية (وبالتالي، سعة كبيرة من التذبذبات)، والتي تتجلى في إشعاع منخفض التردد أكثر كفاءة.
إذا قررت إنشاء نظام مكبرات الصوت "بيديك"، فسوف تواجه حتما مسألة اختيار المكونات ذات العلامات التجارية، من حيث تردد السماعات. بدون خبرة في تشغيل المنتجات من مختلف الشركات المصنعة، يكون من الصعب أحيانًا اتخاذ الخيار الأفضل. علينا أن نسترشد بالعديد من العوامل، وأن نقارن بعدة طرق، ليس فقط فيما يتعلق بخصائص جواز السفر. ستكمل مكبرات الصوت ACTON مكبرات الصوت الخاصة بك بنجاح، لأنها تتمتع بعدد من المزايا، بالإضافة إلى الجودة العالية:
يمكنك التعرف على مجموعة طرازات مكبرات الصوت ACTON.
عند اختيار مكبر صوت، تحدد استجابة التردد التردد الأدنى للنطاق الذي يعيد إنتاجه. من الضروري أن يتداخل نطاق تردد مكبر الصوت قليلاً مع نطاق تردد مكبر الصوت.
تم تصميم بعض مكبرات الصوت للعمل جنبًا إلى جنب مع البوق. على عكس مكبرات الصوت ذات الإشعاع المباشر (أو، كما يطلق عليها، مكبرات الصوت)، فإن مكبرات الصوت ذات البوق، نظرًا لخصائص البوق، لها تردد قطع أقل لنطاق الصوت المعاد إنتاجه. يمكن أن يكون التردد الحد الأدنى لمكبر الصوت هذا حوالي 2000-3000 هرتز، والذي يسمح لك في كثير من الحالات بالتخلي عن مكبر الصوت متوسط المدى في مكبرات الصوت.
نظرًا لميزات التصميم، تميل مكبرات الصوت إلى أن تتمتع بحساسية أعلى من مكبرات الصوت. لذلك، في مرحلة تصميم المرشح، فإنه يوفر دائرة مخففة (كابتة) ضرورية لتقليل الإشعاع الزائد، مما يرفع قيم حساسية مكبرات الصوت ومكبرات الصوت إلى نفس المستوى.
عند اختيار مكبر الصوت، من المهم مراعاة قوته، والتي يتم تحديدها بناءً على قوة مكبر الصوت. في هذه الحالة، يتم أخذ قوة مكبر الصوت أقل من قوة مكبر الصوت، والتي تتبع تحليل الكثافة الطيفية للإشارة الصوتية المقابلة للضوضاء الوردية (مع انخفاض نحو الترددات العالية). لإجراء حساب عملي للطاقة التي يتبددها مكبر الصوت في مكبرات الصوت بتردد متقاطع يبلغ 3-5 كيلو هرتز، يمكنك استخدام الآلة الحاسبة على موقعنا.
تذكر أنه لا يمكن استخدام مكبرات الصوت بدون مرشح تمرير عالي (HPF)، مما يحد من اختراق الجزء منخفض التردد من الطيف.
في حالة التشغيل غير الطبيعي، من الممكن حدوث تلف ميكانيكي وكهربائي لمكبرات الصوت. يحدث الضرر الميكانيكي عندما تتجاوز سعة اهتزازات الناشر السعة المسموح بها، والتي تعتمد على الخواص الميكانيكية لعناصر النظام المتحرك. منطقة التردد الأكثر أهمية لمثل هذا الضرر تقع بالقرب من تردد الرنين الميكانيكي للمكبر وما دونه، أي. حيث تكون سعة التذبذب هي الحد الأقصى. ينتج الضرر الكهربائي عن ارتفاع درجة حرارة الملف الصوتي بشكل لا رجعة فيه. يتوافق نطاق التردد الأكثر أهمية للضرر من هذا النوع مع النطاق الموجود بالقرب من الرنين الكهروميكانيكي للمكبر. ويحدث الضرر في كلا النوعين نتيجة تجاوز الحد الأقصى المسموح به من الطاقة الكهربائية الموردة للسماعة. ومن أجل تجنب مثل هذه العواقب، يتم تطبيع قيمة الطاقة القصوى.
هناك العديد من المعايير التي تستخدمها الشركات المصنعة لتوحيد قوة منتجاتها، وأقربها من حيث الظروف الحقيقية في حالة استخدام نظام مكبرات الصوت لتسجيل الأحداث العامة يمكن أن يكون معيار AES. يتم تعريف الطاقة وفقًا لهذا المعيار على أنها مربع قيمة جذر متوسط تربيع الجهد في نطاق معين من الضوضاء الوردية، والتي يستطيع مكبر الصوت تحملها لمدة ساعتين على الأقل، مقسومة على قيمة الحد الأدنى للمقاومة Zmin. ينظم المعيار وجود مكبر الصوت في "الهواء الحر" بدون علبة. تضع بعض الشركات المصنعة مكبر الصوت في علبة أثناء الاختبار، مما يجعل ظروف عملها أقرب إلى الظروف الحقيقية، الأمر الذي يؤدي، من وجهة نظرهم، إلى نتائج أكثر موضوعية. تعتبر معرفة قوة مكبر الصوت بمثابة دليل عند اختيار مكبر الصوت الذي يجب أن تتوافق قوته مع قوة AES الخاصة بالسماعة.
تجدر الإشارة إلى أنه من الصعب تقييم القيمة الحقيقية للطاقة الموردة إلى مكبر الصوت بدون قياسات خاصة ويمكن أن تختلف بشكل كبير حتى مع نفس إعداد التحكم في مستوى الصوت على أجهزة مسار الصوت.
هناك العديد من العوامل التي يمكن أن تؤثر على ذلك، مثل:
تزيد الإجراءات التالية من موثوقية أنظمة السماعات:
لاحظ أن الأنظمة الصوتية المستخدمة للصوت الاحترافي (خاصة في المراقص) غالبًا ما تضطر إلى العمل بطاقة عالية. أثناء التشغيل، يمكن أن يصل تسخين الملف الصوتي للمتكلم إلى 200 درجة، وعناصر الدائرة المغناطيسية - 70 درجة. يؤدي التشغيل طويل الأمد في الظروف القاسية إلى حقيقة أن السماعات "تحترق". قد يكون السبب في ذلك هو تجاوز الطاقة الكهربائية المسموح بها للسماعة، بالإضافة إلى خلل في مكبر الصوت. من نواحٍ عديدة، تعتمد سلامة المجموعة على مؤهلات منسق الموسيقى. في هذا الصدد، أيًا كان مكبر الصوت الذي تختاره، يجب عليك مراعاة مدى توفر أدوات الإصلاح. في الوقت نفسه، يصبح الوضع أكثر تعقيدا بسبب حقيقة أنه، كقاعدة عامة، لا يحترق متحدث واحد في وقت واحد، ولكن عدة مكبرات صوت، مما يؤدي إلى تعطيل المجموعة بأكملها. بالنظر إلى كل ما سبق، نستنتج أن مسألة توقيت وتكلفة تسليم مجموعات الإصلاح مهمة للغاية أيضًا في مرحلة اختيار مكبرات الصوت للمتحدثين.
هل من الممكن استخدام ميكروفون عادي لإعداد نظام صوتي؟
منذ اللحظة التي قمت فيها بإعداد نظامك الأول، كانت هناك صعوبة في تقييم استجابة التردد النهائية (استجابة التردد) للنظام الصوتي.
معدات القياس باهظة الثمن للغاية ولا يستطيع الجميع إعداد نظامهم، وماذا يمكنني أن أقول، يمكن للوحدات تخصيص ميزانية لشراء ميكروفون قياس.
ولكن لماذا لا تستخدم ميكروفونًا عاديًا لتقييم استجابة التردد للنظام؟
الجواب بسيط للغاية - استجابة التردد الخاصة بالميكروفون غير خطية وتختلف حتى بين الميكروفونات من نفس الطراز، ولكن من دفعات مختلفة.
النظرية هي نظرية، ولكن كما هو الحال دائما هناك رغبة في التحقق مما إذا كان هذا صحيحا حقا؟ هل من المستحيل حقًا تكييف ميكروفون عادي بطريقة أو بأخرى لقياس استجابة التردد.
وهكذا، عندما كان لدي (لفترة طويلة نسبيًا) ميكروفون قياس من SPL-LAB، جاءت فكرة اختبار الميكروفونات لاستخدامها لتقييم استجابة التردد لنظام صوتي، بطرق الميزانية بالطبع، زار عقلي مرة أخرى.
لذا. قمت بالتفتيش في المنزل وجمعت كل الميكروفونات الموجودة لدي وهي:
SPL-LAB هيئة الطرق والمواصلات
ميكروفون الكاريوكي BBK DM-200
ميكروفون بدون اسم تم شراؤه في الصين (صوتي رهيب)
ميكروفون لافالير Oklick MP-M008
أردت أيضًا إضافة ميكروفون ضبط من مجموعة Pioneer DEX-P99RS PG، لكنه اختفى في مكان ما وبالتالي بدونه في الوقت الحالي.
كيفية إجراء القياسات بحيث تكون كافية؟
بعد كل شيء، يتم إجراء القياسات في الغرفة التي يوجد بها الكثير من الانعكاسات.
ولكن بما أننا سنقوم بمقارنة الميكروفونات في ظل نفس الظروف، فقد تقرر ببساطة تغطية جزء من الغرفة بقطعة قماش.
بمعدل "يتم توصيل مكبرات الصوت من خلال التقاطع السلبي الأصلي.
مكبر الصوت الموجود في النظام هو مضخم رقمي Tripath TA2024 T-class،
الأسلاك الصوتية كناري 4S11. جهاز كمبيوتر منزلي بمصدر إشارة مزود ببطاقة صوت Realtek HD مدمجة.
برنامج التشغيل، الذي يعشقه جميع محبي الموسيقى Foobar2000، حيث يتم تكوين إخراج الصوت باستخدام تقنية WASAPI، أي. الاستخدام الحصري لمخرجات الصوت من قبل البرنامج، باستثناء معالجة نظام التشغيل (ولكن هذا موضوع لمناقشة أخرى).
في الواقع، في هذا النموذج كل يوم أستخدم هذا النظام للاستماع إلى الموسيقى.
جهاز القياس عبارة عن جهاز كمبيوتر محمول SAMSUNG N110 مع تثبيت Spectralab وتمكين PeakHold.
لمنع التصفية حسب إدخال الميكروفون، تم تعطيل كافة تحسينات صوت الميكروفون.
أثناء القياسات، تم توصيل كل ميكروفون بدوره من خلال موصل Jack 3.5 القياسي.
لذلك، يتم تثبيت الميكروفونات على حامل ثلاثي الأرجل بالقرب من بعضها البعض قدر الإمكان بحيث تكون العناصر الحساسة للميكروفونات نفسها في نفس المستوى الرأسي.
أود أن أشير إلى أنه عند الفحص الدقيق لكل ميكروفون (باستثناء BBK - فهو كهروديناميكي)، فإن العناصر الحساسة للميكروفونات هي نفس نوع ميكروفونات الكبسولة الإلكتريت. هذا للإشارة فقط، فقط في حالة حدوث فجأة، كما يقولون.
تقنية القياس.
تم اختيار تقنية القياس نفسها بكل بساطة - فنحن نقيس كل ميكروفون أولاً على ما يسمى بصوت الكنس (مسار تغير فيه الإشارة الجيبية ترددها بسلاسة من 20 هرتز إلى 20000 هرتز دون تغيير مستواها، مما يغطي نطاق الصوت المسموع بالكامل) ومن ثم نقوم بقياس إشارة الضوضاء.
في مكتبتي الصوتية، أول شيء لاحظته هو الضوضاء الوردية غير المرتبطة. ما هذا؟ قم بتشغيل الراديو على تردد لا توجد فيه محطة راديو، وسوف تسمعه.
ولكن في حالة التحكم، إذا جاز التعبير، قررت أيضًا إجراء القياس الثالث باستخدام كاسحة على أساس الضوضاء الوردية. نعم، نعم، وهناك واحد أيضا.
قياسات.
كان ميكروفون SPL-LAB RTA هو أول ميكروفون تم استخدامه كعينة مرجعية. ووفقا للصانع، فإنه يقتبس:
"تتمتع كبسولة الميكروفون الإلكتريت متعدد الاتجاهات باستجابة تردد خطية، مما يقلل من التباين في الأداء بين الأجهزة في دفعة واحدة. يتم تحقيق الحساسية العالية للجهاز باستخدام مضخم التردد المنخفض المدمج، والحد الأدنى للقياس هو 50 ديسيبل. يتم فحص كل نسخة ومعايرتها بعناية"
كما ترون بالعين المجردة، فإن الرسوم البيانية متطابقة تقريبًا، باستثناء المستوى. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن مستوى إشارة الضوضاء يكون في البداية أقل من الإشارة الجيبية (بمقدار 6 ديسيبل، لأنه بهذا المستوى يتم تسجيل الموسيقى على القرص المضغوط، على عكس الإشارة الجيبية بحد أقصى 0 ديسيبل). بالمناسبة، إذا كان شخص ما مهتما، فهناك خدمات خاصة لتلقي أي نوع من الإشارات وبأي مستوى، ولكن هذا ليس الآن.
عن طريق الأذن يتم تأكيد استجابة التردد هذه، خاصة الحدبة على التريبل عند 12 كيلو هرتز، مما يعطي الصوت كاوية. حسنًا، أنت بحاجة إلى العمل مع استجابة التردد في نطاق التردد المنخفض والقضاء على الانخفاض عند 4.5 كيلو هرتز
ولتسهيل تحليل الرسوم البيانية، تم تلخيصها جميعًا في ملف واحد.
دعونا نلقي نظرة فاحصة الآن.
موضوع الاختبار الأول هو ميكروفون صغير من Oklick.
رائع!!! استجابة التردد المسجلة قريبة جدًا من استجابة التردد التي يلتقطها ميكروفون القياس (لم يكن عبثًا أن يكون الصوت من خلال هذا العروة جيدًا جدًا).
كما يمكن رؤيته في الضوضاء الوردية غير المرتبطة، يمكن استخدام هذا الحوض لتحليل استجابة التردد حتى تردد يبلغ حوالي 5 كيلو هرتز. لسوء الحظ، نطاق تويتر لا يخضع لها. هذا أمر مفهوم، لأن الغرض الرئيسي من الميكروفون Lavalier هو نقل الصوت، وهذا يصل إلى حوالي 5 كيلو هرتز. ضع علامة لنفسك وانتقل إلى المشارك التالي في الاختبار.
ميكروفون بدون اسم، تم شراؤه في الصين.
هنا نرى تكرارًا شبه دقيق لاستجابة تردد الاختبار في نطاق 20-800 هرتز، ثم يبدأ الميكروفون نفسه في تلطيف استجابة التردد في الأماكن، وفي الأماكن يظهر الكثير من التفاوت، وهذا لم يعد مناسبًا لنا. في الواقع، يبدو الصوت من خلال هذا الميكروفون شائكا إلى حد ما وغير طبيعي، وهو، من حيث المبدأ، منطقي للغاية مع استجابة التردد هذه.
حسنًا، آخر مشارك في الاختبار هو ميكروفون الكاريوكي الكهروديناميكي من BBK.
هنا نرى أن هناك خطأ ما في نطاق يصل إلى 30 هرتز، ولكن حسنا. نحن ننظر إلى أبعد من ذلك. كما أن استجابة الميكروفون ليست كافية حتى 100 هرتز. حسنًا، يمكنك أيضًا أن تنسى أمر الجهير الأوسط السفلي. نذهب أبعد من ذلك، حتى تردد 3 كيلو هرتز، ينقل الميكروفون استجابة التردد بشكل جيد نسبيًا، ولكن بعد ذلك تبدأ القفزة في استجابة التردد، لذلك لن نتمكن مرة أخرى من تقييم مكبر الصوت بشكل مناسب.
دعونا نلخص.
من بين جميع الميكروفونات التي شاركت في الاختبار، اقترب ميكروفون Oklick MP-M008 lavalier قدر الإمكان من استجابة تردد الاختبار. لا يخلو من الخطيئة بالطبع، ولكن إذا كان المال ضيّقًا، فيمكنك استخدامه لتقييم استجابة تردد النظام الصوتي حتى ترددات تويتر كجزء من واجهة ثلاثية النطاق (حتى 6 كيلو هرتز) باستخدام سويبتون أو الضوضاء الوردية كمسار موسيقي. في هذا الوضع تكون استجابة التردد التي يلتقطها هذا الميكروفون أقرب ما يمكن إلى استجابة التردد التي يلتقطها ميكروفون القياس من SPL-LAB. يمكنك أيضًا استخدام ميكروفون بدون اسم لتحليل استجابة التردد للنظام في النطاق من 20 هرتز إلى حوالي 3.5 كيلو هرتز، وهو أيضًا ليس سيئًا، على الرغم من أنه ليس دقيقًا تمامًا. حسنًا، يمكن استخدام الميكروفون الكهروديناميكي، مع بعض التحفظات، لمعرفة ما يحدث في الاستجابة الترددية للنظام في المنطقة من 100-3000 هرتز.
وفقًا لـ GOST (16122-78) "المعلبة" ، يتميز أي نوع من الأنظمة الصوتية بمؤشرات مثل الحساسية ونطاق التردد القابل للتكرار واستجابة التردد غير المتساوية (AFC) في هذا النطاق. ما الذي يجب الانتباه إليه أولاً؟ وهل يمكن التحقق من كل شيء بالجبر؟
يتم قياس الحساسية عند تطبيق جهد جيبي بسعة 1 فولت من تردد معين على النظام الصوتي، بينما يقع الميكروفون على مسافة 1 متر، ثم عن طريق قياس ضغط الصوت المتطور بالتتابع، خطوة بخطوة ، على مدى التردد المسموع بأكمله (افتراضيًا، 20-20000 هرتز)، نحصل على AFC حسب الحساسية.
يتم تحديد نطاق الترددات القابلة للتكرار على أساس استجابة التردد التي تم الحصول عليها. على سبيل المثال، إذا بدأ التناقص الشامل عند 100 هرتز عند ترددات منخفضة، ليصل، على سبيل المثال، إلى -40 ديسيبل عند 60 هرتز، فإن الحد الأدنى لنطاق التشغيل يعتمد على بعض التناقص المعطاة بواسطة القواعد المعتمدة في بلد معين. وبالتالي، في مثالنا، يمكن أن يكون الحد الأدنى للنطاق المشؤوم 80 هرتز، أو ربما 70 هرتز، كما تتطلب القواعد.
يتم حساب تفاوت استجابة التردد بشكل مشابه للانحراف المعياري في الإحصائيات الرياضية، أي أنه يتم أولاً تقدير متوسط قيمة السعة ضمن نطاق التردد، ثم يتم حساب وعورة منحنى استجابة التردد حول المتوسط الذي تم الحصول عليه. كلما كان التفاوت أكبر، كلما كان ذلك أسوأ. من الناحية المثالية، تكون استجابة التردد خطًا مستقيمًا بدون ميل، ولكن لا يوجد شيء مثالي في العالم الحقيقي.
يعد استخدام استجابة التردد المقاسة بالحساسية مناسبًا لتقييم التفاوت، ولكنه غير مقبول تمامًا عند مقارنة الأنظمة الصوتية ذات المعاوقة الكهربائية المختلفة، والتي تعتمد بدورها على التردد. نتيجة لاختلاف الممانعات، تستهلك مكبرات الصوت طاقة مختلفة عند تطبيق نفس الجهد (يمكن العثور على العلاقة بين القدرة والمقاومة والتيار والجهد في كتاب الفيزياء المدرسي). بمعنى آخر، فإن متوسط \u200b\u200bقيمة السعة "حسب الحساسية" لمثل هذه الأنظمة الصوتية سيكون، بعبارة ملطفة، "بعضها في الغابة، وبعضها للحطب". ولذلك، فإن اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC)، عند قياس استجابة التردد، تتطلب عدم توفير جهد كهربائي، بل طاقة كهربائية تساوي 1 واط. سوف يشع النظام الصوتي قوة (صوتية) مختلفة، بشكل تقريبي، وفقًا للكفاءة "الشخصية" عند ترددات مختلفة.
وألاحظ أن مفهوم الحساسية "الخارجية" يختلف إلى حد ما عما ورثناه من زمن الاتحاد السوفييتي. يتم قياس حساسية "طريقهم" بالديسيبل (ديسيبل) وحساسية "طريقنا" - بالباسكال (N / m2). من السهل إعادة الحساب من مستوى ضغط الصوت القياسي نسبيًا (210-5 باسكال).
وينبغي الإشارة بشكل خاص إلى دقة التردد المثلى، أو، بكل بساطة، الخطوة بين نقاط استجابة التردد المقاسة. من وقت لآخر، يتم إجراء عدادات متخصصة للغاية من استجابة التردد الضيف القياسي على قاعدة تناظرية وتمرير نطاق التردد بسرعة تزداد مع زيادة التردد. وبالتالي، يتم الحصول على الاعتماد على تردد قريب من اللوغاريتمي. تتمتع استجابات التردد "التناظرية" بدقة جيدة عند الترددات المنخفضة، ولكن دقة ضعيفة عند الترددات العالية (حيث تكون سرعة التشغيل عالية جدًا بحيث لا يتمكن المسجل من تسجيل سعة الإشارة من الميكروفون بدقة). يتم تحديد جدول السرعة من خلال القواعد المعتمدة، وبالطبع من خلال القدرات الديناميكية للمعدات التناظرية. يتم الآن حساب استجابات التردد المتقدمة عن طريق محللات صوتية خاصة، حيث يتعايش كل من الرقم عالي الدقة والرقم التناظري منخفض الضوضاء. تعد أجهزة تحليل الصوت عالية الجودة التي تلبي جميع متطلبات القياس الدولية باهظة الثمن بشكل مذهل. لا تستطيع كل شركة روسية شراء محلل قياس، وتدفع ثمنه بقدر ما تدفع ثمن سيارة أجنبية جديدة. لإكمال الصورة، سأذكر سعر ميكروفون قياس مزود بمضخم أولي (غير متضمن في حزمة المحلل): لا يزال يتعين تلبية ألفي ميكروفون دائم الخضرة. من ناحية أخرى، فإن منهجية القياس الرائعة تجعل من الممكن في معظم الحالات الاستغناء عن غرفة كتم الصوت، لأن تكلفة الأخيرة لقياس استجابة التردد للأنظمة الصوتية مدمرة بكل بساطة. يتجاوز دقة تردد هذه المحللات ما تتطلبه القواعد الحالية، ومع ذلك، يتم توفير إمكانية التغيير، إذا جاز التعبير، لأغراض البحث. بالمناسبة، يتغير التردد خطيًا (!)، مما يعطي الكثير من المزايا، ثم يقوم المحلل بإعادة حساب المصفوفة المتراكمة إلى مقياس لوغاريتمي لعرضها على رسم بياني موحد.
من خلال المحاكاة البرمجية للحصول على استجابة التردد على الكمبيوتر (باستخدام بطاقة الصوت)، يتم استبدال إشارة المذبذب الرئيسي بإشارة محاكاة رقمية. كقاعدة عامة، يستخدمون نغمة انزلاقية (نغمة الاجتياح)، والتي تعمل بسلاسة عبر جميع الترددات الصوتية. في الإشارة المحاكاة، يزداد تردد الصوت بشكل مماثل تقريبًا لمقياس استجابة التردد الكلاسيكي. يتم تشغيل هذه الإشارة الرقمية في الوقت الفعلي (بدون توقف مؤقت)، وينتج DAC الخاص ببطاقة الصوت إشارة تناظرية، يتم تغذيتها (من خلال مكبر الصوت) إلى مكبرات الصوت؛ علاوة على ذلك، يتم تسجيل الصوت المنبعث من مكبرات الصوت من خلال ميكروفون مزود بمضخم أولي ويتم تسجيله بواسطة ADC لنفس بطاقة الصوت. من الواضح أن البطاقة يجب أن تكون مزدوجة الاتجاه حقًا حتى تتمكن من الصوت والتسجيل في وقت واحد (في الواقع، مع تأخير). كل محول ومكبر صوت وميكروفون (بالإضافة إلى الغرفة كرنان صوتي) له استجابة تردد خاصة به، وبالتالي، من أجل الحصول على الخصائص الصحيحة لمكبرات الصوت نفسها، يجب أن تكون استجابة التردد لجميع محولات الطاقة مثالية، أو جميعها يجب أن تؤخذ الانحرافات في الاعتبار. تتم معالجة الإشارة المسجلة رقميًا على الفور بواسطة برنامج يمكنه إحداث تغيير في الوقت إما في حجم الذروة أو في قوة RMS للإشارة المسجلة. وبما أنه من المعروف مسبقا كيف يتغير التردد في هذه الإشارة، يبدو أن استجابة التردد موجودة بالفعل في جيبك. ومع ذلك، من أجل تحديد كل من حجم الذروة وقوة RMS بشكل صحيح، تحتاج إلى تعيين الفاصل الزمني الذي سيتم خلاله حساب هذه الأشياء. إذا قمت بتعيين فاصل زمني صغير، فستحصل على استجابة تردد قريبة من الاستجابة الحقيقية، ولكنها مشوهة بجميع أنواع المخالفات السيئة. إذا قمت بتعيين فاصل زمني كبير، فستحصل على استجابة تردد لا علاقة لها بالاستجابة الحقيقية، ولكنها سلسة، ويمكن تفسيرها بسهولة حتى بواسطة إبريق الشاي. علاوة على ذلك، في حالة وجود فاصل زمني ثابت، فإن أكبر خطأ من محاذاة التمشيط سيظهر مع زيادة التردد لوغاريتميًا. ومن الواضح أنه من أجل تحسين دقة التردد، سيكون من الضروري إطالة الإشارة المحاكاة، وهذا سيؤدي إلى انتهاك القواعد "المستضافة" لقياس استجابة التردد.
هناك دقة أخرى. أي جهاز فعلي لديه تأخير في الاستجابة في الوقت المناسب. وعلى وجه الخصوص، لا يمكن لمخروط مكبر الصوت الاستجابة فورًا للاضطرابات. كلما زادت كتلة الناشر وكان تعليقه أكثر صلابة، كلما كان رد الفعل أسوأ. انظر "تحت عدسة مكبرة" إلى استجابة الميكروفون مع مرور الوقت، مثل التأثير، وسترى عابرًا معقدًا للغاية. على الرغم من المشاكل الملحوظة، تتيح لك محاكاة البرامج حساب استجابة التردد بالقرب من المعيار، لكننا نتحدث الآن عن شيء آخر. يبدو أن المعيار عفا عليه الزمن! بالطبع، يمكنك الاستمرار في محاكاة عدادات استجابة تردد الأجهزة التي تعود إلى عصور ما قبل التاريخ بشكل أفضل برمجيًا، ولكن دعونا نلقي نظرة على الجذر. من خلال زيادة دقة التردد، يمكنك الحصول على تفسير واضح لما قام به العديد من مترجمي استجابة التردد لكسر الرماح لعقود من الزمن.
في هذا تكمن الأصعب والأكثر غدرا. كما تعلمون، من المستحيل من حيث المبدأ تحديد التردد والوقت بدقة في نفس الوقت (ما يسمى بعدم اليقين في هايزنبرغ). أي أنه لتحديد قيمة التردد، من الضروري مراقبة الإشارة لفترة زمنية كافية. كلما كانت هذه الفجوة أكبر، كلما أمكن تحديد التردد بشكل أكثر دقة، والعكس صحيح. وبما أن التردد في إشارة مسح الاختبار يتغير باستمرار، فسيكون الخطأ أصغر، وكلما زاد التردد أبطأ. الرسم البياني للتغير في قيمة التردد معروف تمامًا، لأنه مضمن في الإجراء البرمجي لإنشاء إشارة اختبار أو ملف صوتي. هذا الأخير مربك. سوف تطفو الترددات في الإشارة المسجلة بواسطة الميكروفون بالنسبة للإشارة المحاكاة والصوتية بسبب العديد من التحولات الوسيطة. لذلك نأتي مرة أخرى إلى الحاجة إلى إبطاء تغيير التردد في إشارة المسح.
بدلا من إشارة اختبار النغمة المنزلقة، غالبا ما يتم استخدام الضوضاء البيضاء. وهو أكثر أمانًا للمتحدثين، وأسهل من حيث المعالجة. ولكن ... هنا مرة أخرى هناك "تحفظات". يتم استخدام إجراء تحويل فورييه السريع (FFT) لتحليل الإشارة المسجلة إلى طيف. لتقليل الأخطاء ذات الطبيعة العشوائية، من الضروري حساب متوسط نتائج تحويل فورييه السريع (FFT) التي تم الحصول عليها في نقاط زمنية مختلفة. كلما زاد متوسط الأطياف، قل الخطأ في حساب استجابة التردد. لتحسين دقة التردد، قم بزيادة طول النافذة الزمنية لـ FFT، أي زيادة حجم العينة. في محاولة للحصول على دقة عالية عند الترددات المنخفضة، يتم رفع حجم العينة إلى ما بعد 65536. ومع ذلك، عند الترددات المنخفضة، تصدر مكبرات الصوت مكونات ضوضاء بيضاء بقوة صوتية أقل من قيمتها الحقيقية. وهذا يؤدي إلى انسدادات غير معقولة في قيعان استجابة التردد هذه.
وأخيرا، يمكن الحصول على استجابة التردد عن طريق توليد نبضة دلتا وحساب معامل تحويل فورييه السريع المعقد من وظيفة النقل المسجلة. من الضروري هنا تحديد الفاصل الزمني لتكرار النبضة لتقليل الأخطاء عن طريق حساب متوسط الأطياف. لعدة أسباب، تعد هذه الطريقة أكثر ملاءمة لـ ADC مقارنة بمكبرات الصوت.
من السهل تخمين أن الخصائص الثلاث المذكورة أعلاه هي تقديرات ثابتة، أي أنها لا تأخذ في الاعتبار ديناميكيات النظام الصوتي. "هذا هو المكان الذي فتش فيه الكلب!" غالبًا ما يحاول الخبراء (سواء الموهوبين العصاميين أو المتغطرسين الذين نشأوا من عشاق الموسيقى الأثرياء) تفسير استجابة التردد بشكل متعرج بشكل لا لبس فيه، ويختلسون النظر في أوراق الغش الخاصة بالأشخاص الآخرين ويسترشدون بأحاسيسهم السمعية. الترجمة الفورية هي مهمة ناكر للجميل، حيث أن الاستجابة الترددية لنظامين صوتيين يمكن أن تشبه بعضها البعض مثل الأخوين التوأم، ولكن هذه الأنظمة ستبدو مختلفة. وليست حقيقة أن نفس مكبرات الصوت في جميع الحالات سيكون لها استجابة ترددية مثل قطرتين من الماء. للأسف، لا يوجد غموض صارم هنا. ثم يتبين أن لا أحد يحتاج إلى استجابة التردد المقاسة ولا يقول أي شيء على الإطلاق؟ لا ليس كذلك. يجب أن نتذكر فقط أن استجابة التردد القياسية هي مجرد انعكاس مشروط ومبسط للواقع (قطع من قالب تقريبي بطريقته الخاصة) ، على الرغم من أنه يتم تنفيذه بدقة وفقًا لقواعد معينة، كما ألاحظ، مشروط أيضًا. في بعض الأحيان يكون قرب استجابة التردد التي تم الحصول عليها من استجابة التردد الحقيقية جيدًا جدًا، وأحيانًا، للأسف، سيئًا للغاية. دعونا نضع الأمر على عاتقنا: على الرغم من أن استجابة التردد هي نتيجة تقييمات وقياسات موضوعية، إلا أن تفسيرها أمر شخصي. مثل "القانون الذي يجر. أينما توجهت، هناك تذهب." بمعنى آخر، فإن الرسم البياني لاستجابة تردد الضيف يشبه رسائل الخطأ الصادرة عن Windows الحالي: رسالة خاطئة أم لا، هراء كامل أو مزيج عشوائي من الحقيقة والباطل، يمكن تحديده فقط من قبل متخصص من ذوي الخبرة.
يستخدم مصنعو السماعات أنفسهم بهدوء الخصائص الديناميكية (على سبيل المثال، بناءً على تحويل المويجات) لفهم وفهم ما وكيفية تحسينه في مكبرات الصوت الخاصة بهم. من ناحية أخرى، يظهر المشترون بالطريقة القديمة فقط الخصائص الثابتة، أي المجمدة في الوقت المناسب. علاوة على ذلك، غالبًا ما يتم تكريمهم وتمشيطهم بكفاءة عالية، بحيث لا يكون لدى الأشخاص غير المبتدئين في أسرار أعمدة معينة أي أسئلة إضافية.
أما بالنسبة للأنظمة الصوتية النشطة، على عكس السلبي، تصبح المهمة أكثر تعقيدا، حيث تتم إضافة ديناميكيات مكبر الصوت المدمج إلى ديناميكيات (السلوك في الوقت المناسب) للمتكلمين. والأخير، مثل أي مضخم غير قياس، لديه عامل تشويه غير خطي مختلف عند ترددات ومستويات طاقة مختلفة.