Jakosuotimen suunnittelu kuuntelematta kerralla valmiiksi

Osa 1/6: Tausta

Aika-ajoin syntyy keskustelua edesmenneen J. Dunlavyn suunnitteluperiaatteista, joilla kajari jakareineen suunniteltiin varsin pitkälle vain labramittausten perusteella. Ilman kuuntelua nekään eivät kauppoihin päätyneet, vaan suunnittelu sisälsi myös subjektiivista arviointia ja valintoja. Kuulohavainnon ja perustason mittausten välinen korrelaatio on pitänyt tietenkin opiskella ennen suunnitteluvaihetta, koska kenellekään ei liene geeneissä saatua tietoa, millä tavoin mittautuva kajari toimii hyvin keskimäärin tai juuri tietynlaisissa tiloissa ja sijoitteluilla.

Iteratiivinen suunnttelutapa on myös kallis, mikäli jakosuodin toteutetaan alusta lähtien passiivikomponenteilla tai aktiivisena lineaaripiireillä. DSP-laitteet antavat mahdollisuuden kokeilla erilaisia vaihtoehtoja vain perustamiskustannuksin, mutta samalla saattavat veltostuttaa suunnittelijan. Mutkia voidaan vetää suoriksi, jolloin lopputuotteen sopivuus erilaisiin tiloihin ja sijoitteluihin voi kärsiä, ja toistosta tulla spottiorientoitunutta. Suora huonevaste, mutta kuulostaa huonolta ja väärältä. Tuon lisäksi voi jäädä ylimääräisiä A/D ja D/A-muunnoksia sekä laitteen sisälle kolvattuihin komponentteihin kompromisseja, jotka eivät yleensä paranna lopputulosta. Edellisten välimuoto on emulaattori, jonka avulla suodinta voidaan kuunnella ennen passiivi- tai aktiivijakarin kokoamista.

Otsikon raflaavuudesta huolimatta tarkoitus ei ole väittää tai antaa takuita, että homma onnistuu kerralla. Pelkästään mittaustuloksissa ja simulaatioissa näkyvä tulos ei takaa kaikkien ominaisuuksien kunnossa olemista, eikä lopullista soveltuvuutta tilaan, sijoittelumahdollisuuksiin ja hlö-kohtaiseen makuun. Joillekin lähes loputon säätäminen kuuntelun avulla voi olla kiinnostavaa ja harrastuksen päätarkoitus. Tämä tarina ei ole kirjoitettu heille. Tarkoitus on esittää yksi toimintamalli, kuinka suoriutua tehtävästä suht kunnialla jos mittauksiin ei ole käytössä kaiutonta huonetta, akustoitua hallia tai tyyntä ja sateetonta kesäkeliä. Kotimittaukset ja niitä täydentävät simulaatiot eivät ole tarkkoja, joten tuloksiin ja simulaatioihin ei kannata uskoa fanaattisesti.

Menetelmä sisältää pari itselle räätälöityä sovellusta, joiden korvaamista esim. LspCADin KHF toolilla, Excelillä tai FRD-työkaluilla voidaan jossain vaiheessa pohtia. Mittausmenetelmät eivät myöskään ole kaikkineen suoraan siirrettävissa Cliosta esim. Artaan.

Laitteet:
• Clio FW-01, MIC-01, mikkikaapeli, impedanssimittajohto
• teholähde Clio FW:lle, Biltema 38-204, 12 VDC
• IEEE 1394 (FireWire) kaapeli Clio FW:lle, 4 m
• mikkiteline puomilla
• mittajohto vahvistimen lähtösignaalille, banaanit->XLRm, 1 m
• balansoimaton välikaapeli, RCA-RCA, 3 m
• kaiutinkaapeli, 3 m
• Arcam FMJ A38 integroitu
• läppäri IEEE 1394-liittimellä, Windows 7 Pro.

Ohjelmat:
• Clio 10.50
• LspCAD 6 Pro (6.38)
• DI-Calc: laskee mittauksista tehovastelikiarvon ja suuntaavuusindeksin
• LspCAD 6 Extender: rakentaa taajuusvastesetin LspCAD 6:n ##extended data## -formaatissa, tarvittaessa sovittaa alapäihin lähimittauksen+diffraktiosimulaation, 2pi simulaation+diffraktiosimulaation tai 4pi simulaation, ulostaa erilliset yhdistelmävasteet DI-laskentaan ja Extra transfer functionin LspCAD 6:lle.

Osa 2/6: Tehtävä ja tavoite

Tässä tapauksessa protokaiuttimet tulivat suoraan mitattavaksi/jakosuodinsuunnitteluun, joten oli pärjättävä annetuilla eväillä. Kotelo on hoikka, etulevyltään alle 20 x 100 cm. Myös syvyyttä on likimain 20 cm. Bassoelementtinä on Audax HM170Z18 20 litran refleksikotelossa, joka on viritetty noin 43 Hz:iin 45x85 mm putkella. Keskarina on Vifa M10MD-39-08. Disuna on Peerless D27TG-35-06 6.5” kokoluokan hyperbolisessa suuntaimessa, jonka voi ajatella olevan mallia MCM 6.5". Suuntainta on sepitetty jyrsimellä matalammaksi, jotta kita olisi domen montun kokoinen. Elementit on asennettu ylhäältä alkaen noin 15 cm välein. Bassoelukka on omassa kammiossaan alimpana, ja muut yläosassa.

Tavoite lienee ollut tasapainoinen, selkeä ja avoin toisto. Pienen keskarin rooli on tuoda avoimuutta, jota 2-tie 6.5” bassokeskarilla helposti tukkii jos jako luiskahtaa tai on pakko laittaa liian korkealle. Vaihesovitetun alemman jaon aiheuttama pystysuuntaavuus luonnollisesti nakertaa avoimuutta ja läsnäoloa, jos jakotaajuus ei halua asettua riittävän alas. Vastapainoksi saadaan lisää selkeyttä, koska suuntaavuusindeksi pysyy ylhäällä alemmille taajuuksille.

Osa 3/6: Elementtien mittaus

Impedanssi
Eri tyyppisten elementtien impedanssivaste mitataan lopulliseen koteloon asennettuna. Tulokset tallennetaan txt-tiedostoiksi.

Taajuusvaste, etämittaus
Eri tyyppiset elementit mitataan samalla syöttöjännitteellä, tasoltaan ja vasteeltaan kalibroidulla mikillä. Sähköisen herätteen taso vahvistimen lähdössä säädetään niin että mitatun akustisen vasteen taso vastaa dB/2.83V/1m tulosta. Tämä helpottaa etämittausten ja mahdollisten simulaatioiden tai lähimittausten yhdistämistä. Laajakaistaisesti 2.83V signaalilla hajoavien tai vahvistimen suojatilaan saattavien elementtien mittaustekniikkaa on harkittava erikseen.

Valitaan käytettävä heräte, joko MLS tai LogChirp. Mitataan vahvistimen lähtösignaalin taajuusvaste ja säädetään volaa kunnes vasteen taso on keskialueella 9.03 dBV jos valittu mittausetäisyys on 100 cm. Jos mittausetäisyydeksi on valittu esim. 141 cm, säädetään vasteen tasoksi 20*log10(2.828*141/100) = 12.0 dBV (3.99 V).

Kajari asetellaan kääntöpöydälle ja tarvittaessa jalustalle/korokkeelle niin että mitattava elementti on 90...100 cm korkeudella. Kajaria kellistetään tarvittaessa, jotta mitattava elementti olisi pystysuorassa. Mikki asetetaan valitulle etäisyydelle etulevyn pinnasta mitattuna, elementin keskipisteen korkeudelle. Mikin ja kajarin väliin lattialle asetellaan riittävästi tyynyjä (vaikka pystyasentoon) vaimentamaan lattiaheijastusta. Seiniin ja kattoon järjestetään välimatkaa vähintään 1.5 m. 100 cm mittausetäisyydellä aikaikkunan pituudeksi voidaan valita enintään 6.3 ms, jolloin voidaan olettaa että etävaste alkaa suht luotettavana sekä taajuuserottelevana (1/2 okt) noin 300 Hz:stä. Parista kHz jaettu disu voidaan mitata 3.6 ms aikaikkunalla, jolloin lattiatyynyt jäävät tarpeettomiksi.

Aikaikkunan alkupisteeksi valitaan kaikille elementeille sama; äänen kulkuaika matkalla ’mittausetäisyys miinus suurimman elementin säde’, jotta äänekkeitä ei menisi aikaikkunan ohi 90 astetta käännettynäkään. Esim. 100 cm nimellisetäisyydeltä mitatessa kun suurimman kartion halkaisija on 18 cm, asetetaan aikaikkuna alkamaan (100-9)/34400 = 2.64 ms. Tuo ajankohta pidetään vakiona kaikilla elementeillä, jotta kaistojen keskinäinen ajoitus/vaihe-ero pystyisi kohdallaan.

Mitataan vain vaakasuunnassa 0...+180 astetta, 10 asteen välein. Tulokset tallennetaan sekä mls että txt-muotoon. Txt-tiedostoon taajuuspisteitä 1024 tai 2048 (71 tai 142 pistettä/okt). Mittauksia tulee yht. 19 kpl/elementti.
Selvästi eri tavoin koteloidut elementit mitataan erikseen, vaikka elementtien tyyppi olisi sama. Pystysuunta 0...+180 astetta voidaan mitata erikseen jos elementin+kotelon suuntakuvio on radikaalisti erilainen vaaka- ja pystysuuntiin.
LspCAD 6 ei toistaiseksi hallitse vasemmalle ja oikealle (tai ylös ja alas) epäsymmetristä (bugi?), joten negatiivisiin kulmiin ei tässä vaiheessa kannata mitata (vasta valmista kajaria pystysuunnassa).

Taajuusvaste, lähimittaus
Mitataan bassokartion taajuusvaste 5 mm etäisyydeltä pölykupista tai likimain kartion säteen sisemmästä komanneksesta jos on vaiheplugi. Aikaikkunan alkupisteeksi 0 ms, ja ikkunan pituudeksi vaikka 1000 ms. Talletetaan tulos mls-tiedostoon.

Mitataan mahdollisten porttien lähivaste 0 mm etäisyydeltä portin suulta, suht keskeltä. Tulos tallennetaan mls-tiedostoon. Porttivasteen taso pudotetaan kartiosignaalin lähivasteen tasolle. Tarvittava vaimennus lasketaan joko 10*log10(Av/Sd) tai 20*log10(Dv/Dd). Tasoltaan laskettuun porttivasteeseen summataan edellä mitattu bassokartion lähivaste, kokonaisuuden taso lasketaan valmistajan ilmoittamalle dB/2.83V/1m tasolle ja taajuusvaste ulostetaan txt-muodossa (1024 tai 2048 pistettä/okt), esim. Audax_HM170Z18_Near-cone+vent_L.txt

Osa 4/6: Mittausten esikäsittely

Bassoelementistä ja kotelosta tehdään simulaatio puoliavaruuteen (ilman reunaheijastuksia). Portin simulaatioon kannattaa sisällyttää epälineaarisuus/kompressio (myös projektin esisuunnitteluvaiheessa). Taajuusvaste talletetaan txt-tiedostoon esim. Audax_HM170Z18_Half-space.txt. Tätä ei välttämättä tarvita jos basarin alapäähän liimataan vain lähimittaukset, mutta on hyvä olla olemassa vertailua varten.

Tehdään simulaatio kokoavaruuteen, sisältäen kotelon etulevyn mitoituksen ja elementin sijainnin. Taso skaalataan vastaamaan dB/2.83V/1m. Reunaheijastukset mukaan kertoimella 0.90 (5.1 dB @LspCAD 5.25). Taajuusvaste talletetaan txt-tiedostoon esim. Audax_HM170Z18_Full-space.txt. Tätäkään ei välttämättä tarvita jos käytetään vain lähimittauksia.
Ulostetaan edellisestä pelkkä reunaheijastusten vaikutus esim. Audax_HM170Z18 _Cabinet-impact.txt, jotta bassokartion+portin mitatusta lähivasteesta saadaan muodostettua paras arvaus etävasteesta.

Bassoelementin etämittaukset (19 kpl), lähimittaus ja diffraktiovaste liitetään toisiinsa LspCAD 6 Extenderillä.

Tuloksena saadaan
• 19 etävastetta sisältävä ##extended data## –muotoinen vastesetti, esim. Audax_HM170Z18_100cm_hor_L extended.txt
• 19 kpl erillisiä sivuvasteita DI-Calcia varten, esim. Audax_HM170Z18_100cm_hor_L 0 merged.txt tai Audax_HM170Z18_100cm_hor_L 18000 merged.txt
• Elementin vastetta korjaava siirtofunktio (extra transfer function), esim. Audax_HM170Z18_100cm_hor_L extra-TF.txt

Keskarin ja disun etävasteista rakennetaan LspCAD 6 Extenderillä pelkästään ##extended data## –muotoiset vastesetit, koska alapäihin ei tarvitse liimailla lähivasteita tai simulaatioita:


Kaikista elementeistä analysoidaan suuntaavuusindeksin spektri imppaamalla tulokset DI-Calciin. Bassoelementille valitaan ” merged.txt” –vasteet, ja muille käsittelemättömät etämittaukset.



Tässä kohtaa pysähdytään miettimään mikä olisi keskarin näkökulmasta sopiva jakotaajuusalue. Hiukan 2.7 kHz diffraktiomontun päällä...


Tässä pysähdytään miettimään mikä olisi disun näkökulmasta sopiva jakotaajuus. Tällä kertaa on niin vakiosuuntaava 1.5-6 kHz, jottei 3-tienä kannata laittaa kohtaan, jossa suuntaavuusindeksi on pudonnut dB:n tai pari keskarin alle. Jotenka jako menee keskaripainotteisesti hiukan alle 3 kHz:iin vaihesovitetulla jaolla, ja hyväksytään tuleva pieni DI:n nousu ylemmän jaon alueella.

Päätöksenteon tueksi voi mittailla myös elementtien säröspektrit (~94dB/1m), ja tulostaa etuvasteet, impedanssivasteet sekä suuntakuviot.

Peerless D27TG-35-06 + suuntain:

Osa 5/6: Simulointi

LspCAD 6:n asetuksiin määritellään ’Off axis overlay’ vaakakulmiksi 0, 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180 astetta, ja pystykulmiksi +30, -30, +60, -60, +90, -90, +120, -120, +150, -150 astetta. Yhteensä 20 kpl, joka on LspCAD 6:n maksimi. Weighted sum Offsetiksi laitetaan noin -4.0 dB ja ruksataan RMS sum, jotta summavaste muistuttaisi tehovastetta. Ruksataan myös Show Weighted sum, jotta käppyrä näkyisi.


Työalueelle leivoskellaan jakari ja kytketään siihen elementit:


Valitaan elementeille impedanssivaste ja ##extended data## -vastesetti Imported data –välilehdelle. Syötetään elementin sijainti suhteessa mitoituskeskipisteeseen, sekä kääntökulma mikäli kotelo on kellistetty.


Bassoelementille valitaan myös vastetta muokkaava siirtofunktio 'Extra transfer function' mikäli ##extended data## -vastesetti sisältää vain ikkunoidut etämittaukset.


Kaulitaan ja käännetään jakaria kunnes ’Off axis overlay’ käppyrät ovat tavoitteessa. Summa/tehovasteen oikea muoto on oma tarinansa, mutta pertsapöntöillä suorana 6-7 dB @200...10 kHz laskevan voi ottaa suht huoletta tavoitteeksi.


Leivonnan ohessa kurkitaan etuvastetta ja kaistojen muotoja


...ja impedanssivastetta, jottei syötettyä tehoa polteta lämmöksi vaan käytetään järkevästi äänitehon tuottamiseen, huomioiden kaistojen ja jakoalueiden hyötysuhteet


...ja vaihesovituksen toteutumista (vaihesovitettu ei ole aina viisain)


...ja suotimen sähköisiä vasteita, jottei akustisen tavoitteen nimissä tehdä ihan älyttömyyksiä


...ja miksei myös vaakasuuntakuviota, vaikkei siinä olekaan paljoa uutta ja hyödyllistä


...toisin kuin pystysuuntakuviossa, josta näkee kuinka matalaa ja rikkoutuvaa keilaa ollaan rakentelemassa jakojen alueelle

Osa 6/6: Laadunvarmistusmittaukset

Suotimien kasauksen ja asennuksen jälkeen kaiutin mitataan kokonaisuutena vaakasuuntaan 0...+180 astetta 5 asteen välein (37 kpl) ja pystysuuntaan -180...+180 astetta 10 asteen välein (37 kpl). Mittausetäisyydeksi kannattaa valita matka, jolle jokaisesta elementistä on vähintään 100 cm kaikissa mahdollisissa mittauskulmissa. Jos säteilijöiden peittämä alue on esim. 42 cm korkea, on mittausakselin keskipiste alueen keskellä ja nimellinen mittausetäisyys 121 cm. Aikaikkunan aloituspiste on 100/34400 = 2.91 ms. Aikaikkunan pituus sama kuin edellä eli noin 6 ms.

Lähimittaus ja diffraktiovaste (2-tiellä) tai kajarin etuvasteen simulaatio (3/4-tiellä) liitetään LspCAD 6 Extenderillä ikkunoituihin etämittauksiin, jotta bassoalueen taso sekä suuntaavuusominaisuudet saataisiin suurinpiirtein kohdalleen.


Liitetyt ” merged.frd”-vasteet impataan DI-Calciin, paitsi pystysuunnan 0, -180 ja +180 astetta, jotka ovat tuplia vaakasuunnan kanssa.


Tuloksen pitäisi olla karkeasti ottaen sama kuin ’Off axis overlay’ LspCADissä. Mahdolliset erot tehovasteen muodossa tai tiltissä voivat johtua eroista mittaus- ja simulointietäisyydessä, onko alapäähän liitetty kajarin simulaatio vai pelkän basarin lähimittaus, tai ettei simulaatiossa käytetä todellisia pystysuunnan mittauksia. Sekä simulaatio että loppumittaus poikkeavat myös kauempaa tehtävästä laboratoriomittauksesta sekä perinteisestä kaikuhuoneessa mitatusta tehovasteesta, jonka alapäässä on mukana myös rajapintojen vahvistusta. Oleellista on varmistaa että muoto ja tiltti ovat tavoitteessa, joka tarkentuu parin oman projektin jälkeen täällä kerrotusta alkuarvosta.

Vaakasuunta:



Pystysuunta:



Impedanssivaste:


Porrasvaste:


Lisäviive:


Jos lopputarkastus menee läpi eli sähköinen kokoonpano onnistui, asetellaan kajarit hyviin paikkoihin, suunnataan tarvittaessa hiukan korvan ohi ja kuunnellaan vaikka musaa.

Thö End

Nöyrä kiitos.

- F

Huhhuijaa, taidan visusti pysyä dsp-linjalla! Vaan noin se käy kun osaa!

Sitä jäin funtsimaan kun nuo pystysuuntaavuuskuvat on symmetrisiä,se tais olla onkelma johtuen LspCADista. Eli onkos tuo kuva nyt pystyyn ylös vai alas ja sama peilikuvana? Toisekseen, kuinka paljon tuo pystysuuntauksen epäjatkuvuus yläjaon ympärillä oikeasti haittaa, meinaan kun sitä ei kompensoida sivu tai suorassa vasteessa. Voisiko Kimmo näyttää mitatut pystyvasteet sekä ylös että alas

Iso kiitos! Tässä on pureksittavaa vähäksi aikaa, kysymykset seuraa perästä. Ehdotonta ainesta stickyksi.

Juhazi sanoi:

Sitä jäin funtsimaan kun nuo pystysuuntaavuuskuvat on symmetrisiä,se tais olla onkelma johtuen LspCADista.

Napsauta laajentaaksesi...

Hyvä havainto. Cliossa kuvaajan asetuksissa oli vihre ja se oli määritelty symmetriseksi, vaikka mittausdataa oli sekä ylös- että alaspäin. Nyt näkyy oikein - viimeistään kuin painaa refreshiä.

kimmosto sanoi:

DSP-laitteet antavat mahdollisuuden kokeilla erilaisia vaihtoehtoja vain perustamiskustannuksin, mutta samalla saattavat veltostuttaa suunnittelijan. Mutkia voidaan vetää suoriksi, jolloin lopputuotteen sopivuus erilaisiin tiloihin ja sijoitteluihin voi kärsiä, ja toistosta tulla spottiorientoitunutta.

Napsauta laajentaaksesi...

No ei välttämättä. Tuo on pelkästään yksi tulkinta noista suunnitteluparametreista. Pääasiallisesti suunnitteluparametrit ovat eri tiloissa keskenään yhteensopivia.

Joo, myönnettäköön, menee tahallisen vänkäyksen piiriin.

t. jjahifi

Tässä tulee mieleen se juttu, kun Ylihärmäläinen metallimies kehuu, notta meilä tehdähän konneet millin tuhannesosan tarkkuudella, johon savolainen veneentekijä vastaa, että vuan myöpä passataan nuo kylyklauvat justiisa kohalleen. Toisaalta savossa aitat ja joskus talotkin jää maalaamatta:shocked:

Nimim. Aito savolainen

^^En ymmärtänyt mistä olit mahdollisesti eri mieltä - jos mistään.

Siitäkin huolimatta naamakuvatus DI-Calcista kun sitä ei ollut edellä:


DI:n laskentatapa on edelleen mahdollisesti kerettiläinen; lasketaan äänenpaineiden keskiarvo kajarin ympäri, muutetaan takaisin dB:ksi ja vähennetään vertailuvasteen (yleensä etuvaste) dB-lukemasta. Tehovasteen likiarvo on edellä laskettu keskiarvo + 10*log10(4pi) [dB], eli omnilla tehovaste on 11 dB korkeammalla kuin paine yksittäisiin ilmansuuntiin. Tehovastelikiarvot vastaavat tuollaisenaan Otaniemen mittauksia esim Hifimaailmassa, joten en ota ressiä, vaikka toisaalla (kuten Cliossa) DI:n laskentatapa onkin ollut erilainen.
Uudempaa ohjelmassa on mittausten esittäminen ruudukossa vaihekulmineen, mahdollisuus määritellä DI:n vertailuvasteeksi myös valittujen mittausten keskiarvo tai maksimipaine - oli se mihin ilmansuuntaan tahansa, hor/ver+kulma sarakeotsikoissa, sekä 100-10 kHz DI keskiarvon laskenta.

Täällä vallitsee syvä mykistyneisyyden tila. Valitettavasti Epe-3W -tapauksesta tuli jokseenkin sisäänpäin lämpiävä ja monimutkainen, jota muiden on toistaiseksi mahdotonta soveltaa suoraan. Päätarkoitus ei ollut brassailla omilla laitteilla, ohjelmilla ja menetelmillä vaan yksinkertaisesti kertoa, kuinka homma tehdään juuri noilla välineillä ja tavoilla.

'Kuuntelematta kerralla valmiiksi' on kova tavoite, joka voi sisältää teknisen haasteen lisäksi jonkin verran myös itsesuggestiota. Uskotellaan itselle ettei korvakuulolla tehtävien perus- ja hienosäätöjen avulla päästäisi yhtään pitemmälle, koska mittaukset ovat huippuluotettavia, simulaatio on tarkka ja tavoitevasteet subjektiivisesti lähes parhaat mahdolliset. Oli niin tai näin, mielestäni suurimpien heittojen ja huonon yleispätevyyden aiheuttajat ovat kotisuunnittelussa peräisin juuri mittaustekniikan rajoitteista/puutteista ja simuloinnin kapeudesta. Tuijotetaan liikaa etuvastetta ja muutamaa sivuvastetta, ja mitataan+säädetään liikaa huonevasteena. Jakarin kytkentä voi kaikilla menetelmillä lähteä kehittymään suuntaan, joka ei ole paras mahdollinen. Tätä asiaa on vaikea hallita myös simulaattorilla, ellei perusteta erilaisia skenaarioita.

Kysymyksiä odotellessa olen yrittänyt edes hiukan pohdiskella, olisiko kotisuunnittelijalla muita - mielellään huomattavasti helpompia ja ilman diy-ohjelmiin nojaavia tapoja päästä samaan lopputulokseen. Yritykseksi on jäänyt. Tehovastetarkastelu pystysuuntaavuuksineen on täysin välttämätöntä, joten sen sivuuttamisesta ei lähdetä edes keskustelemaan. Mittausmenetelmien ja -tulosten esikäsittelyn osalta voisi ehkä pohdiskella, kuinka sama voitaisiin tehdä ilman Clioa, DI-Calcia ja LspCAD6Ext'iä.

Clion vahvuudet ovat syöttöjännitteen ja mitatun SPL:n tason hallinta, sekä suuntaavuusmittausten automatiikka ilman lisäohjelmia. Asia hoitunee Artalla, mutta joka tapauksessa huomattavasti hankalammin, jos halutaan myös oikea dB/2.83V/1m -tieto eikä luoteta vain vasteiden liitoskohtien suhteellisiin tasoihin. Clionkin kanssa joudutaan olettamaan/uskomaan asioita, koska lähimittausten summaus ja skaalaus etämittaukseksi, simulaatiot ja elementtivalmistajan SPL-ilmoitus eivät ole tarkkoja.
DI-Calc ei ole pakollinen. Elementin suuntaavuus voidaan päätellä Artan tai REWin keskiarvolaskennalla. Lopputarkastus DI-Calcilla ei ole kovin tarkka, johtuen vasteiden alapään liimaustarpeesta ja yläpään aikaikkunoinnista suhteessa kajarin fyysiseen kokoon sekä jakosuodon aiheuttamiin lisäviiveisiin. Vain 20 suuntaan perustuva tehovastesimulaatio voi olla tarkempi kuin valmiista kajarista kotona mitattu ja osittain simuloitu tehovaste.
LspCAD6Ext voidaan korvata kohtuullisella vaivalla jos alapään liimaus tehdään jyrkästi, ja vain 'Extra transfer function'iin.

Mulla kyllä kysymyksiä riittäisi, mutta en oikein tiedä mistä lähtisi. Omat rajoitteeni minulla on, kun tuo extender softa ei tahdo pyörähdellä omissa koneissani ja käytössä arta, yksikanavaisena. Mutta ikkunoitujen mittausten automaagi toimii, ts. ne saan hurauteltua kivasti.

Lähinnä kysymykset liittyvät tuohon liimailuun ja blendaamiseen sekä matematiikkaan niiden takana. Seuraava rakennelma tulee olemaan jaettu joko hieman yli tai reilusti alle ikkunoidun mittauksen tarkkuusrajan (5ms/~300Hz) ja sitä varten olisi hyvä ymmärtää miten ja miksi liimataan tai blendataan lähimittaus muihin vasteisiin ja miten sitä pitää manipuleerata ennen liitosta. Mietin vielä voiko Artan omia manipulaattoreita yrittää hyväksi/väärinkäyttää, jotta lähimittauksen tarkkuus paranisi, eli miten ottaa huomiin elementin koko difraktiota mukaanotettaessa. Amplitudin skaalaushan sen huomioi, kunhan vaan osaa lukea Artan manuskaa ja syöttää oikea halkaisija kaavaan. Mutta baffle stepiä lisättäessä en keksi miten sen voisi ottaa mukaan yhtälöön. Tai että onko tuo nykyinen riittävän tarkka jollekin elementtikoolle tms.

Sitten vielä lisäksi tuo tulevan konstruktion mittaaminen ylipäätään, jos päätänkin kokeilla dipolista bassoa (joko I- tai H-framessa). Niistähän ei lähimittauksia kannata ottaa, joten miten tuollaista kannattaa/voi sisätiloissa mitata. Tämä tosin ei ihan liity aiheeseen, mutta sivuaa kyllä sopivasti

Blendaus ei ole välttämätöntä kun basarin vastetta kasataan simulointia varten. Jos 5 ms aikaikkunalla 100 cm:stä etämitatun ja kartiosta+portista lähimitatun liitos tehdään jyrjästi kohdassa, jossa käppyrät risteävät ensimmäistä kertaa, lienee tulos melko usein tämän oloinen:

Lähivaste (pun) lähtee romahtamaan suurinpiirtein samassa kohdassa, jossa etävaste (sin) saavuttaa (aikaikkunoinnin ja lattiaheijastuksen vuoksi) lopullisen/oikean tasonsa. Liitoskohdan 297 Hz yläpuolelle vajaaseen 400 Hz jää pieni kumpare, joka oletettavasti tulee täyden aallon viivästyneestä lattiaheijastuksesta.

Jos tuota kumparetta ryhdytään hifistelemään pois, voidaan homma tehdä liittämällä käppyrät 400 Hz kohdalta ilman tasonsiirtoja, ja blendaamalla 1/2 oktaavia. Tulos (musta) on edellistä nätimpi ja ehkä jopa uskottavampi, mutta ero on vain puolen dB:n luokkaa - ts. niin pieni ettei koko lähimittauksen+diffraktiosimulaation SPL ole välttämättä yhtä tarkasti oikealla tasolla.


Blendauksen tarve voi kasvaa lopullista kajaria mitatessa, jolloin etämittauksen aikaikkunaa on pidennettävä selvästi > 4 ms jakosuodon lisäviiveen ja mekaanisten mittojen aiheuttamien kulkuaikojen vuoksi. Edelle jo kirjoitin, että simulaatio voi olla valmiin kajarin tehovastemittausta tarkempi, koska voidaan käyttää lyhyempää ikkunointia.

Lähimittausten tekemisestä ja liittyvästä matematiikasta löytyy tiivistelmää http://www.mh-audio.nl/Nearfield.asp

^tuollakaan ei varsinaisesti ollut matematiikkaa, vaan laskurit. Ajatus oli siis väkertää liimausskripta, joka samalla skaalaa lähimittauksen ikkunoituun ja huomioi baffle stepin (ml. elementin halkaisija). Täytyypä ottaa google ja/tai opuksia kauniiseen käteen ja etsiä sopivaa lähdettä. Konfisfileeseen syöttäisi halutun liimaustaajuuden, elementin koon yms ja skripta vilistäisi extended.frd:n läpi korjaten matalan pään amplitudit oikein. Riittääkö muuten vaiheeksi ikkunoidun mittauksen vaihetieto, vai pitääkö se puristaa lähimittauksesta?

Lähimittauksen, diffraktiosimulaation ja ikkunoidun etämittauksen yhdistäminen 'Extra transfer function'iksi

Tavoitteena on rakentaa yksi tiedosto - Extra transfer function, jonka avulla korjataan ikkunoitujen basarin etämittausten vasteet LspCADin sisällä niin että ne vähintään näyttävät isossa labrassa kellariin asti mitatuilta.

Lähtötilanteessa on oltava hallussa:
a) Portin ja bassokartion lähimittauksista summattu ja likimain valmistajan ilmoittamalle SPL-tasolle skaalattu taajuusvaste
b) Bassokartiosta (ja portista) 100 cm etäisyydeltä suoraan edestä noin 5 ms aikaikkunalla mitattu taajuusvaste, skaalaus dB/2.83V/1m.

1. Käynnistetään LspCAD 6:n KHF tool, ja ladataan lähivaste (a) Nearfield calculatoriin Add-painikkeella. Syötetään elementin kartion säde sekä Ref radius että Radius -ruutuihin.



2. Lisätään oletettu diffraktion vaikutus etäkentässä valitsemalla Baffle step model: Diffraction model. Syötetään kotelon mitat ja elementin sijainti: Width, Height, Depth, x, y -ruutuihin. Ulostetaan taajuusvaste hiiren oikealla napilla ja Save result to text file, esim. khftoolnear.txt



3. Liitetään edellä rakennetun 'etäkenttäistetyn lähivasteen' alapää ja ikkunoimalla mitatun etävasteen yläpää toisiinsa. Ladataan edellisen kohdan tulos khftoolnear.txt Lower part-listalle Add-napilla. Ladataan ikkunoitu etämittaus (b) Upper part -listalle Add-napilla. Valitaan sopiva siirtymätaajuus, yleensä noin 400 Hz. Säädetään (yleensä lisätään) alapään viivettä (Delay us) kunnes vaihevasteeseen ei jää porrasta. Säädetään tarvittaessa alapään tasoa.
Ulostetaan taajuusvaste hiiren oikealla napilla ja Save result to text file, esim. khftoolresult.txt



4. 'Extra transfer function' syntyy taajuusvasteiden jakolaskulla; jakamalla kohdassa 3 syntynyt rakennelma (khftoolresult.txt) 100 cm etäisyydeltä mitatulla ikkunoidulla etävasteella. Vasteiden jakolaskussa dB-lukemat ja deg-lukemat vähennetään toisistaan. Tämä on helpommin sanottu kuin tehty, koska taajuusasteikot on skaalattava samoiksi, jotta päästään tekemään suoraan vähennyslaskulla. Ajoin skaalaukset ja jakolaskun LspLABilla:

khftoolresult.txt (lähivasteiden summa, korjattuna diffraktiosimulaatiolla, ja 400 Hz kohdalta liitettynä ikkunoituun etävasteeseen):


Audax_HM170Z18_100cm_hor_L 0.txt (ikkunoitu etävaste):


Edellisten osamäärä, joka exportataan jakolaskimesta ja ladataan LspCAD 6:en Driver parameters - Extra transfer functioniksi, muokkaamaan ikkunoiduista etämittauksista isossa labrassa mitattujen kaltaisia.

Korjaus tulee myös ##extended data## -laajenteessa olevien ikkunoitujen sivuvasteiden päälle, joten isolabra-korvikkeisiin saadaan sisällytettyä suuntaavuusominaisuuksia oktaavi-pari lähi/etä-liitoskohdan alle, eikä tehovastesimulaatioon (Off axis overlay: Weighted sum) synny törkeän valheellista porrasta.

jlaakso sanoi:

Riittääkö muuten vaiheeksi ikkunoidun mittauksen vaihetieto, vai pitääkö se puristaa lähimittauksesta?

Napsauta laajentaaksesi...

Tämäkin kohta on piilossa edellisessä, eli ikkunoitu yläpää pitää mitatun vaiheensa, johon alapää mukautetaan delay-säädöllä. Käytännössä edellisellä ohjeella/menetelmällä pärjätään (##extended data##-rusauttimen lisäksi), eikä omatekoisia LspCAD6Ext'iä vastaavia liimausominaisuuksia tarvita uskottavan simulaation aikaansaamiseksi.