Verwendung von FIR-Filtern. Test von automatischen Kalibrierungssystemen für Raumeigenschaften (Room EQ) Korrektur des Frequenzgangs der Akustik mit passiven Filtern

Die Aufgabe der unverzerrten Übersetzung eines Klangprogramms vom Interpreten zum Zuhörer ist so alt wie die Welt. Wie die Welt der Elektroakustik…

Raymond Skuruls ist Funktechniker und Tontechniker, Gründer und Eigentümer von Acoustic Power Lab. 2005 erhält er nach dreijähriger Arbeit ein lettisches Patent (LV1334213) für eine neue Technologie zur Korrektur der Frequenzcharakteristik von Lautsprechern. Tagebuch " Profi-Sound News Europe bezeichnet die AJFL-Korrekturtechnologie als eine der drei besten Innovationen auf diesem Gebiet in Europa. Nach den Ergebnissen der AES-Ausstellung in New York wurde die Neuentwicklung mit dem Exzellenzpreis 2007 ausgezeichnet. 2010 entwickelt der Autor eine Version der Technologie für den Einsatz im Auto.

Eine der notwendigen Bedingungen dafür ist das Fehlen linearer Verzerrungen. Bei einem flüchtigen akademischen Blick scheint alles ganz einfach zu sein: Wir haben den Frequenzgang gemessen, einen Korrekturfilter erstellt, und die Arbeit ist erledigt. Viele solcher Versuche wurden unternommen, aber das Ergebnis wurde noch nicht erreicht. Laut den Autoren dieser Versuche und ihrem unterstützenden Marketing gibt es natürlich ein Ergebnis. Doch die nüchterne Fachwelt bleibt anderer Meinung.

Das Problem ist, dass die technischen Mittel zur Bewertung von Tonsystemen Schall anders aufnehmen und bewerten als das menschliche Gehör. Sie „sehen“ mehr „Probleme“ als unsere auditive Wahrnehmung (egal wie paradox es klingen mag). Diese Probleme entstehen durch die physikalische Interferenz von Schallwellen am Ort der Schalldruckmessung. Interferenzen treten aber nur dann auf, wenn im einfachsten Fall zwei Signale ankommen - direkt und reflektiert (eingeschwungener Fall). Aber für einen kurzen Moment gibt es nur ein direktes Signal und keine Störungen. Dieser kurze Moment genügt unserem Gehör, um eine Einschätzung abzugeben.

Ich werde versuchen, die zeitliche Selektivität des Hörens und seine Fähigkeit, Interferenzen zu ignorieren, mit zwei einfach zu wiederholenden Experimenten zu beweisen. Erstmal erleben. Chirp-Testsignal (Sinussignal mit schnell wechselnder Frequenz), kurz, 150 - 300 ms, logarithmisch, klingt subjektiv völlig anders bei der Wiedergabe ab niedrige Frequenzen nach oben und umgekehrt. Wenn Sie "aufwärts" spielen, erscheint das Signal schwach, mit verlorenen Höhen. Herunterspielen - es klingt schön, musikalisch, mit ausgeprägten Höhen. Und für den Spektrumanalysator sind beide Fälle gleich und nicht zu unterscheiden.

Zweite Erfahrung. Setzen wir uns vor eine klassische Stereoanlage. Nehmen wir ein Monosignal. Wenn im System alles in Ordnung ist, hören wir genau in der Mitte zwischen den Lautsprechern eine schmale imaginäre Schallquelle. Jetzt bewegen wir uns von Seite zu Seite. In diesem Fall hören wir nur, dass sich die imaginäre Quelle leicht in die gleiche Richtung bewegt wie wir. Jetzt stellen wir das Mikrofon an unseren Platz. Wir werden das Signal von diesem Mikrofon abhören und es bewegen. Hören Sie den wunderschönen Flanger-Effekt, der vom variablen Kammfilter erzeugt wird. Versuch es.

So. Meiner Meinung nach (die ich seit fast einem Jahrzehnt in echte Technologie umsetze) ist es notwendig, das Soundsystem auf die gleiche Weise zu messen und zu bewerten, wie es unser Gehör tut. Dies stellte sich als möglich heraus, wenn wir, anstatt zu versuchen, etwas aus den Ergebnissen der Messung des Schalldrucks an einer Stelle zu verstehen, den Frequenzgang der abgestrahlten Schallleistung des Lautsprechers gemessen haben. Dies ist die Grundlage meiner Arbeit und Entscheidungen.

Ich erlaube mir, die Herangehensweise an die unverzerrte Ausstrahlung eines Audioprogramms zu überdenken. Hier ist das klassische Prinzip. In einem Raum (Studio, Freifläche) wird vor dem Darsteller ein Mikrofon installiert, das den Schalldruck frequenzunabhängig in ein proportionales elektrisches Signal umwandelt. Dahinter befindet sich der Übertragungsweg (Vorverstärker, Funkkanal, Zeitverzögerungsgerät usw. usw.), der mit einem Verstärker und einem Lautsprecher im Hörraum endet. Der Weg muss das Signal unabhängig von der Frequenz auf die gleiche Weise übertragen und der Lautsprecher muss das elektrische Signal proportional in Schalldruck umwandeln. Und wieder - unabhängig von der Frequenz. Ob der Lautsprecher diese Anforderung erfüllt, haben wir uns in einer gedämpften Kammer auf seiner „akustischen Achse“ vergewissert und warten nun auf den Erfolg. Oft erweist sich diese Erwartung als vergeblich und naiv.

Der Ansatz, den ich entwickle, ist ein anderer. Um ein unverzerrtes Klangbild zu erhalten, muss der Lautsprecher am Hörplatz in spektraler Zusammensetzung und zeitlicher Charakteristik gleich oder proportional abstrahlen Schallleistung, die der Musiker am Erfüllungsort abgibt.

Die Korrektheit dieses Ansatzes wurde bereits mehrfach in der Praxis getestet und mit großem Erfolg auf der AES-Messe im Mai 2007 demonstriert, als eine Aufnahme eines Akkordeon-Duetts durch einen korrigierten Weg gespielt wurde, der mit Radiotehnika S90-Lautsprechern endete, die den Russen gut bekannt sind , und verglichen mit einer Live-Aufführung desselben Duetts, die sich bereit erklärten, an dem Experiment teilzunehmen.

Übrigens: Hier ist eine weitere Episode aus dem Leben des S90. Eine kleine Überbleibselfirma des Flaggschiffs der sowjetischen Elektroakustik, der Riga Radio Plant, hatte den Mut, mit ihren Lautsprechern der Budgetklasse am Test des führenden russischen Audiomagazins teilzunehmen. Das Ergebnis konnte sich sehen lassen, ohne einen einzigen klanglichen Vorwurf und mit dem Kommentar: „Es ist nicht klar, warum es gut klingt“, obwohl die Frequenzgangkurven dies überhaupt nicht erkennen ließen. Die Antwort ist einfach: Bei der Abstimmung dieses Lautsprechers wurde das Messprogramm und die Technik von AJFL verwendet.

Die Genauigkeit des Verfahrens erlaubt den Einsatz in Studios mit hochwertigsten Monitoren, gleichzeitig sind die Möglichkeiten der Korrekturtiefe so groß, dass sogar ein Eimer klingen wird. Diese Erfahrung haben wir gemacht...

Wie wird das Verfahren zur Korrektur der abgestrahlten Schallleistung in der Praxis umgesetzt? Der Schalldruck wird an vielen (etwa 200) Punkten im Raum gemessen, die sich auf einer imaginären Oberfläche oder ihrem Segment befinden. Einfach ausgedrückt: Das Messgerät zeichnet ein imaginäres Gitter aus vertikalen Linien mit einem Mikrofon in die Luft, das dauert etwa eine Minute. Ein speziell entwickeltes Programm fixiert selbstständig den Schalldruckwert an einzelnen Punkten und berechnet daraus den Schallleistungs-Frequenzgang (AJFL), der Störfaktoren und Phasenverschiebungen berücksichtigt. Basierend auf dieser Charakteristik wird eine Korrekturkurve synthetisiert. Er wird als Spiegelbild der Frequenzgangkurve der abgestrahlten Leistung erstellt, wobei es möglich ist, dieser Kurve mit einer Präzision zu folgen, die mit herkömmlichen Equalizern nicht verfügbar ist. Tatsache ist, dass die AJFL-Technologie einen Filter mit endlicher Impulsantwort – FIR – als Equalizer verwendet. Sie ist für die Funktechnik nicht neu, wurde aber bisher kaum in Audiogeräten eingesetzt. Man kann sogar sagen, dass es überhaupt nicht verwendet wurde (ich kenne nur ein Gerät mit einem FIR-Filter, seine Ersteller selbst wissen nicht wirklich, wie man damit arbeitet). Dies geschieht aus drei Gründen: hohe Anforderungen an die Rechenleistung, unbedeutender praktischer Nutzen aus der resultierenden Genauigkeit und Komplexität der Steuerung, daher die Rückkehr zu verständlichen und vertrauten parametrischen und grafischen Equalizern.

Und noch etwas: Phasenkorrektur. In der AJFL-Technologie geschieht dies automatisch. Tatsache ist, dass, wenn das Problem (Unebenheiten) durch ein minimalphasiges System (was die meisten ist Stromkreise und Filter mit einem Signalpfad vom Eingang zum Ausgang), dann wird das Problem durch die Schaffung eines Minimalphasenkorrektors perfekt korrigiert - sowohl in der Amplitude als auch in der Phase. Der im AJFL-System verwendete korrigierende Entzerrerfilter ist genau so ein Filter mit minimaler Phase.

2010 erschien eine Lösung für das Auto. Hier war es notwendig, sowohl die Messtechnik als auch die für die nachträgliche Korrektur zuständige Instrumenteneinheit etwas zu modifizieren. Unter Berücksichtigung der Akustik wird der Frequenzgang der abgestrahlten Leistung in der Kabine, der komplexer ist als in einem gewöhnlichen Raum, in mehreren Stufen und in drei (nicht zwei) Koordinaten aufgenommen. Die Messergebnisse werden von einer speziellen Version des Programms auf einem Laptop interpretiert und in einen Block geladen, der zwischen Signalquelle und Verstärker an Bord verbleibt. Während der Messung und Abstimmung (das ist wichtig) ist es möglich, zusätzlich zur automatischen Korrektur entlang der „Spiegel“ -Kurve, manuelle Anpassungen vorzunehmen, wofür ein hochpräzises parametrisches Equalizer-Subsystem bereitgestellt wird.

Die Abmessungen des Blocks mit analogen und digitalen Ein-/Ausgängen betragen 18 x 15 x 5 cm, die Versorgungsspannung beträgt 7 bis 16 V. Zur Steuerung des Einschaltens von Verstärkern ist ein Remote-Eingang und ein verzögerter Remote-Ausgang vorhanden. Jetzt arbeiten wir an einer vereinfachten Modifikation des Gerätes, halb so groß und nur mit analogen Ein-/Ausgängen. Und in ein paar Monaten wird das „schnelle“ Laden von Filtern über die USB-Schnittstelle fertig sein. Also, ich denke, wir haben immer noch einen Grund, uns hier zu treffen. Und wenn Sie nicht warten wollen - es ist nicht schwer, mich zu finden, die Adresse finden Sie in dieser Ausgabe des Magazins.

Bei der AJFL-Methode wird nicht an einem, sondern an vielen Punkten gemessen, die ein Segment der Oberfläche bilden

Demonstration des Verfahrens auf der AES-Messe in Wien 2007

Basierend auf der Strahlungsleistung, die aus dem Satz von Punktmessungen des Frequenzgangs synthetisiert wurde, erstellt das Programm eine „Spiegel“-Korrekturkurve

Das Ergebnis der Korrektur: Ein Frequenzschritt in Hertz-Einheiten steht bei herkömmlichen Equalizern nicht zur Verfügung

Einer der schweren Fälle (im Auto). Ergebnis ist ähnlich

Das erste Automobilmodell der Korrektureinheit

Die Verbindungen von Rundfunkkanälen führen Amplituden-Frequenz-Verzerrungen ein. Dies bedeutet, dass ihre Verstärkung oder Dämpfung eine Funktion der Frequenz ist und der Frequenzgang der Verstärkung von einer horizontalen Geraden abweicht.

Bei vielen Rundfunkgeräten wird die Größe der Amplituden-Frequenz-Verzerrung, die sich als Abfall des Übertragungskoeffizienten bei extremen Frequenzen manifestiert, durch eine rationale Konstruktion auf einen normalisierten Wert reduziert elektrische Schaltung, die Wahl der Werte seiner Elemente und die Funktionsweise, die Verwendung von Negativ Rückmeldung. Die Amplituden-Frequenz-Eigenschaften einiger Verbindungen des Rundfunkkanals, Verbindungsleitungen, Tonaufzeichnungs- und Tonwiedergabegeräte, Intercity-Leitungen und Drahtsendeleitungen haben jedoch keinen horizontalen Abschnitt. In diesen Fällen wird die Amplituden-Frequenz-Verzerrung reduziert, indem eine spezielle Schaltung in den Sendekanal eingebaut wird - Korrekturschaltung KK.

Anpassungsprinzipien

Frequenzgang Qualitätskontrolle sollte so sein, dass die gesamte Amplituden-Frequenz-Charakteristik der verzerrenden Verbindung und. Qualitätskontrolle in einem bestimmten Frequenzband aus fmax Vor fmin war eine horizontale Linie. Also die Bedingung für die Frequenzkorrektur des verzerrenden Links:

wo und - jeweils der Dämpfungs-(Übertragungs-)Koeffizient der verzerrenden Verbindung und der Korrekturschaltung.

Die Verfahren der Frequenzvorverzerrung stehen den Verfahren zur Korrektur von Amplituden-Frequenz-Verzerrungen methodisch und rechnerisch nahe. Frequenzvorverzerrung bezieht sich auf die künstliche Verzerrung des Spektrums eines Rundfunksignals, um das SNR zu verbessern. Die Frequenzvorverzerrung wird häufig in Rundfunkkanälen verwendet, beispielsweise in Fernleitungen, in Tonaufzeichnungsgeräten, im Rundfunk mit Frequenzmodulation.

Da SLs in verschiedenen willkürlichen Kombinationen in den Rundfunkkanal eingeschlossen sind, werden sie als unabhängige Verbindungen des Kanals betrachtet. Es ist nicht wünschenswert, die Amplituden-Frequenz-Verzerrungen zu kompensieren, die durch den SL in anderen Abschnitten des Kanals – LU oder PU – eingeführt werden, da es in diesem Fall unmöglich ist, Verstärker und SL zu manövrieren und jeden SL mit jedem Verstärker zu verbinden. Jeder Trunk muss unabhängig von den anderen Links auf dem Link angepasst werden. Die Identität des Frequenzgangs der korrigierten SLs erleichtert ihren Betrieb und ihre gegenseitige Redundanz. Der Frequenzgang des korrigierten SL sollte innerhalb der Vorlage liegen:

Bei SL werden grundsätzlich andere Verfahren zur Korrektur des Frequenzgangs eingesetzt als bei drahtgebundenen Rundfunkleitungen. Aufgrund der großen Anzahl von SLs, die an den Broadcast-Kanal in Reihe geschaltet sind, ist eine hohe Korrekturgenauigkeit erforderlich (siehe Tabelle 1).

Die Verbindungsleitungen sind mit aktivem Widerstand belastet, dessen Wert dem Wellenwiderstandsmodul des SL entspricht. Unter diesen Bedingungen steigt die SL-Dämpfung monoton mit der Frequenz. Physikalisch lässt sich dieses Phänomen mit einem Ersatzschaltbild erklären.

Sie gilt, wenn die Leitungslänge ein Viertel der Wellenlänge des übertragenen Signals nicht überschreitet, d.h. mit einer elektrisch kurzen Leitung. Der Widerstand der Leitungsdrähte bildet zusammen mit dem Widerstand, der durch die Widerstände des aktiven und kapazitiven Lecks zwischen den Leitungsdrähten gebildet wird, und dem Lastwiderstand einen Spannungsteiler. Wenn die Frequenz zunimmt, nimmt der Modul zu und der Modul ab. Daher nimmt der Übertragungskoeffizient dieser Schaltung mit zunehmender Frequenz ab und die Dämpfung nimmt zu.

Zusätzliche Amplituden-Frequenz-Verzerrungen entstehen durch Änderungen der Eingangsimpedanz der Verbindungsleitung über den Frequenzbereich. Da die SL die Last der LU ist, führen Änderungen der Eingangsimpedanz der SL zu einer Änderung des Spannungsabfalls am Innenwiderstand der Rundfunksignalquelle – LU. Bei einem kleinen Wert des Innenwiderstands der LU sind diese Verzerrungen jedoch unbedeutend und werden nicht berücksichtigt.

Um den Frequenzgang des SL zu korrigieren, wird ein spezieller Vierpol mit konzentrierten Parametern verwendet - eine Korrekturschaltung (CC). Seine Dämpfung im Betriebsfrequenzbereich sollte sich ändern, damit die Gesamtdämpfung von SL und QC nicht von der Frequenz abhängt. Die Annahme, dass die Gesamtdämpfung von SL und QC gleich der Summe der Dämpfungen ist, gilt nur, wenn die Eingangsimpedanz des QC im Betriebsfrequenzbereich konstant und gleich dem Lastwiderstand ist. Andernfalls ändert sich beim Verbinden des SC mit dem SL die SL-Last und ihre Dämpfung ändert sich.

Die QC sollte die größte Dämpfung bei der niedrigsten Betriebsfrequenz einführen. Bis zu Frequenzen von 500–700 Hz sollte die Dämpfung ungefähr konstant bleiben und dann bei der höchsten Betriebsfrequenz allmählich auf null abnehmen.Die physikalischen Eigenschaften von SL und QC sind unterschiedlich; Linie - ein Vierpol mit verteilten Parametern, KK, - ein Vierpol mit konzentrierten Parametern. Daher ist es unmöglich, eine vollständige Kompensation der durch die SL eingeführten Amplituden-Frequenz-Verzerrungen unter Verwendung von QC zu erreichen.

Je mehr Punkte auf der Frequenzachse genommen werden, für die die QC-Dämpfung mit der aus der idealisierten Kurve erhaltenen Dämpfung übereinstimmen muss, desto komplexer wird das QC-Schema.

QC muss eine Mindestanzahl anpassbarer (auswählbarer) Elemente haben. Bei der höchsten Frequenz sollte die QC-Dämpfung gegen Null gehen. Das Einschalten der QC sollte den Frequenzgang der Dämpfung der damit verbundenen Verbindung, in diesem Fall der SL, nicht ändern, da sonst die Frequenzkorrektur zu einem komplexen und zeitaufwändigen Prozess der empirischen Auswahl von QC-Elementen wird. Beim Einschalten des QC am Ende des SL sollte ein QC mit konstanter Eingangsimpedanz verwendet werden, und beim Einschalten am Beginn des SL mit einer minimalen Ausgangsimpedanz. Eine Verringerung der Ausgangsimpedanz des QC ist auch wünschenswert, wenn der QC am Ende des SL eingeschaltet wird, da dies die Spannung des externen Rauschens reduziert, das in der Eingangsschaltung des Verstärkers nach dem QC induziert wird. Die Konstanz des Eingangswiderstandes ist auch dann sinnvoll, wenn der KK vor dem SL eingeschaltet wird, da dies den LU-Modus stabilisiert.

Daher sollte der QC eine konstante Eingangsimpedanz, eine minimale Ausgangsimpedanz, eine minimale Dämpfung bei der höchsten Betriebsfrequenz und die geringste Anzahl einstellbarer Elemente haben.

Grundlegende QC-Schemata:

Die einfachste Zweipolschaltung, in Reihe zur Last oder parallel zur Last geschaltet, gibt keine gute Korrektur, da die Eingangsimpedanz eines solchen QC von der Frequenz abhängt und den Frequenzgang des SL verändert.

Eine vollständige Parallelschaltung hat eine konstante Eingangsimpedanz und eine große Ausgangsimpedanz, die mit der Frequenz variiert. Eine vollständige Reihenschaltung hat eine konstante Eingangsimpedanz und eine kleine Ausgangsimpedanz, die sich auch mit der Frequenz ändert. Aus diesem Grund ist eine vollständige Reihenschaltung am besten für die SL-Korrektur geeignet. Die T-Brückenschaltung bietet eine konstante Eingangsimpedanz, aber ihre Ausgangsimpedanz ist größer als die einer vollständigen Reihenschaltung. Daher ist es für die SD-Korrektur weniger geeignet, obwohl es in typischen Geräten durchaus üblich ist.

Der Komplexitätsgrad von Zweipolnetzen hängt von der erforderlichen Korrekturgenauigkeit ab. Wenn die zweipoligen Netzwerke und c jeweils zwei Elemente enthalten, wird und außerdem gebildet parallele Verbindung aktiver Widerstand und Kapazität, - eine Reihenschaltung aus aktivem Widerstand und Induktivität, dann stimmt die berechnete Dämpfungscharakteristik an zwei Punkten mit der idealisierten überein - ein (praktisch im Niederfrequenzbereich) und ein. Wenn - drei Elemente, dann wird die Übereinstimmung an drei Punkten erzielt. Bei steigenden Anforderungen an die Genauigkeit der Frequenzgangkorrektur reicht eine QC nicht mehr aus. Dann werden zwei oder mehr QCs verwendet, und zusätzliche QCs dienen dazu, den nach der Einführung des ersten QC verbleibenden ungleichmäßigen Frequenzgang zu korrigieren.

Eine Komplikation der QC aus wirtschaftlichen Gründen ist unerwünscht. Daher sind sie gewöhnlich auf die Bedingung des Zusammenfallens der idealisierten und berechneten QC-Dämpfungskurven an drei Punkten, die sie annehmen, und einem Zwischenpunkt beschränkt. Die Berechnungsformeln vereinfachen sich erheblich, wenn man als Zwischenpunkt die Frequenz nimmt, bei der die QC-Dämpfung gleich dem halben Maximum ist.

Bipolare Schaltungen und werden basierend auf den folgenden Überlegungen synthetisiert.

Im Bereich niedriger Frequenzen sollte Widerstand und rein aktiv sein. Bei der höchsten berechneten Frequenz sollte es auf Null gehen und sich unendlich nähern. Dies kann durch eine Ausführung in Form eines Reihen- und in Form eines parallelen Schwingkreises erreicht werden. Resonanzfrequenzen Konturen müssen gleich sein und mit der höchsten Frequenz des Betriebsbereichs übereinstimmen. Die QC-Dämpfung im Niederfrequenzbereich wird bestimmt durch die Beziehung und:

Die Steilheit des Frequenzgangs der QC-Dämpfung nimmt mit zunehmendem Verhältnis zu und die Halbdämpfungsfrequenz nimmt zu. Verluste in Schwingkreisen verringern die Genauigkeit der Korrektur bei höheren Frequenzen. Daher sollten Induktivitäten einen möglichst geringen aktiven Widerstand haben. Kondensatoren sollten geringe dielektrische Verluste aufweisen.

Wir lernten, das akustische Design mit einem Phaseninverter zu berechnen und begannen experimentell die Abhängigkeit des elektrischen Gesamtwiderstands dynamischer Treiber von der Frequenz zu bestimmen. Heute werden wir versuchen, die Ergebnisse der Messungen zu verstehen, danach werden wir Methoden zur Amplituden- und Frequenzkorrektur von Emittern betrachten.

Wenn Sie Impedanzminima um 3 Ohm finden, lassen Sie sich nicht entmutigen. Einige Modelle bekannter Lautsprecher haben Einbrüche bis zu 2,6 Ohm, manchmal sogar bis zu 2 Ohm! Daran ist natürlich nichts Gutes - Verstärker überhitzen, wenn sie bei einer solchen Belastung arbeiten, insbesondere bei hoher Lautstärke, nehmen die Verzerrungen zu.

Für Lampe Triodenverstärker Besonders gefährlich sind Tiefen in den tiefen Frequenzen und unteren Mitten. Sinkt die Impedanz hier unter 3 Ohm, können die Endlampen ausfallen, aber die Pentoden haben keine Angst davor.

Es ist wichtig, daran zu denken, dass die Ausgangsimpedanz des Verstärkers bei der Einstellung des AC-Filters eine Rolle spielt. Wenn Sie beispielsweise im Fc-Bereich einen Anstieg von 1 dB erzielen, indem Sie den Wechselstrom an einen Transistorverstärker mit nahezu null Ausgangswiderstand anschließen, ist beim Arbeiten mit einer Lampe (typischer Wert Rout = 2 Ohm) keine Spur von Nachbrenner vorhanden . Und der gesamte Frequenzgang wird anders sein. Um dieselben Ergebnisse zu erhalten, müssen Sie einen anderen Filter erstellen.

Wer in der Entwicklung nicht stehen bleibt, lernt irgendwann den Wert guter Röhrenverstärker kennen. Aus diesem Grund baue ich die Akustik normalerweise mit einem Röhrenende auf und schalte bei Anschluss an einen Transistor einen 10-Watt-nicht induktiven (nicht mehr als 4 - 8 mN) 2-Ohm-Widerstand in Reihe mit den Lautsprechern.

Falls vorhanden Transistorverstärker, schließen Sie die Möglichkeit, in Zukunft eine Röhre zu erwerben, nicht aus, dann schließen Sie Ihre Lautsprecher bei der Einrichtung und dem späteren Betrieb über solche Widerstände an. Wenn Sie auf Lampen umschalten, müssen Sie die Lautsprecher nicht neu konfigurieren, sondern nur die Widerstände entfernen.

In Ermangelung eines Generators eignet sich eine Test-CD mit einer Aufnahme von Testsignalen zur Beurteilung des Frequenzgangs. In diesem Fall können Sie die Frequenz nicht reibungslos ändern und werden höchstwahrscheinlich das Minimum der Impedanz verpassen. Trotzdem ist sogar eine grobe Abschätzung des Z-Moduls nützlich, und dafür sind Pseudorauschsignale in Terzbändern noch bequemer als sinusförmige. Solche Signale befinden sich auf der Test-CD der Zeitschrift Salon AV (Nr. 7/2002). Als letzte Möglichkeit kann auf Impedanzmessungen verzichtet werden, indem die Rückstoßanhebung bei der Filtergrenzfrequenz auf 1 dB begrenzt wird. In diesem Fall ist es unwahrscheinlich, dass die Impedanz um mehr als 20 % abfällt. Bei einem 4-Ohm-Lautsprecher entspricht dies beispielsweise einem Minimum von 3,2 Ohm, was akzeptabel ist.

Bitte beachten Sie, dass Sie die für die Frequenzgangkorrektur notwendigen Parameter der Filterelemente selbst "einfangen" müssen. Um zunächst „einen Kilometer“ nicht zu verpassen, bedarf es einer Vorkalkulation. Dem einfachen LF/MF-Kopffilter werden Widerstände hinzugefügt, um den Frequenzgang zu manipulieren, der beim Einrichten Ihrer Lautsprecher erforderlich sein kann. Wenn der durchschnittliche Schalldruckpegel dieses Lautsprechers höher ist als der entsprechende Parameter des Hochtöners, muss ein Widerstand in Reihe mit dem Lautsprecher geschaltet werden.

Schaltmöglichkeiten - in Abb. 6 a) und b).

Der Wert der erforderlichen Reduzierung der Leistung des Tiefmitteltöners, ausgedrückt in dB, wird mit N bezeichnet. Dann gilt:

wobei Rd der Mittelwert der Lautsprecherimpedanz ist.

Anstelle von Berechnungen können Sie Tabelle 1 verwenden.

Tabelle 1

1 dB - = 10 % oder das 1,1-fache der Pegeländerung.

2 dB - \u003d 25% - "- 1,25-mal.

3 dB - \u003d 40% - "- 1,4-mal.

4 dB - \u003d 60% - "- 1,6-mal.

5 dB - \u003d 80% - "- 1,8-mal.

6 dB - \u003d 100% - "- 2 mal.

wobei Vus der Effektivwert der Spannung am Ausgang des Verstärkers ist. Vd - das gleiche, auf die Dynamik. Vd ist aufgrund der Signaldämpfung durch den Widerstand R1 kleiner als Vs. Außerdem N \u003d Nvch - Nlf, wobei Nnch und Nvch der Schalldruckpegel sind, der von LF- bzw. HF-Köpfen entwickelt wird.

Diese Pegel werden über die von den NF- und HF-Köpfen reproduzierten Bänder gemittelt. Natürlich werden NLF und NHF in dB gemessen.

Ein Beispiel für eine schnelle Schätzung des erforderlichen R1-Werts:

Für N = 1 dB; R1 = Rd (1,1 - 1) = 0,1 Rd.

Für N = 2 dB; R1 \u003d Rd (1,25 - 1) \u003d 0,25 Rd.

Für N = 6 dB; R1 = Rd (2 - 1) = Rd.

Konkreteres Beispiel:

Rd \u003d 8 Ohm, N \u003d 4 dB.

R1 \u003d 8 Ohm (1,6 - 1) \u003d 4,8 Ohm.

Sei Rd die auf dem Typenschild angegebene Leistung des LF/MF-Lautsprechers, PR1 die zulässige Verlustleistung von R1.

Es sollte nicht schwierig sein, Wärme von R1 abzuleiten, dh es ist nicht erforderlich, es mit Isolierband zu umwickeln, mit Heißkleber zu füllen usw.

Merkmale der vorläufigen Berechnung des Filters mit R1.

Für das Schema in Abb. 6 b) Die Werte von L1 und C1 werden für einen imaginären Lautsprecher berechnet, dessen Gesamtwiderstand beträgt: RS = R1 + Rd.

In diesem Fall ist L1 größer und C1 kleiner als bei einem Filter ohne R1.

Für das Schema in Abb. 6 a) - das Gegenteil ist der Fall: Die Einführung von R1 in den Kreislauf erfordert eine Verringerung von L1 und eine Erhöhung von C1. Einfacher ist es, den Filter nach dem Schema in Abb. 6b). Bitte verwenden Sie dieses Schema.

Zusätzliche Frequenzgangkorrektur mit einem Widerstand.

Wenn es zur Verbesserung der Gleichmäßigkeit des Frequenzgangs erforderlich ist, die Unterdrückung von Signalen oberhalb der Grenzfrequenz durch das Filter zu verringern, können Sie die in Abb. 7

R2 ergibt in diesem Fall eine Verringerung der Renditen in Fc. Oberhalb von Fc hingegen steigt die Rückführung im Vergleich zu einem Filter ohne R2. Wenn Sie einen Frequenzgang in der Nähe des Originals (ohne R2 gemessen) wiederherstellen möchten, sollten Sie L1 verringern und C1 im gleichen Verhältnis erhöhen. In der Praxis liegt der Bereich von R2 innerhalb von:

R2 = (0,1E1) ich Rd.

Frequenzgangkorrektur

Der einfachste Fall. Bei einer ziemlich gleichmäßigen Charakteristik gibt es im Mittenbereich eine Zone erhöhter Rückkopplung („Präsenz“). Sie können einen Korrektor in Form eines Schwingkreises anwenden (Abb. 8).

bei der Resonanzfrequenz

Die Schaltung hat einen gewissen Impedanzwert, entsprechend dessen Wert das Signal am Lautsprecher gedämpft wird.

Außerhalb der Resonanzfrequenz nimmt die Dämpfung ab, sodass die Schaltung gezielt „Präsenz“ unterdrücken kann.

Es ist bequem, Tabelle 1a zu verwenden:

Ändern Pegel in dB	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Betrifft Umdrehung. Stufe (D)	1,1	1,25	1,4	1,6	1,8	2	2,2	2,5	2,8	3,16	3,55	4

Beispiel: Sie wollen die „Präsenz“ mit einer Mittenfrequenz von 1600 Hz unterdrücken. Lautsprecherimpedanz - 8 Ohm. Unterdrückungsgrad: 4 dB.

Die spezifische Form des Frequenzgangs des Lautsprechers kann eine komplexere Korrektur erfordern.

Beispiele - in Abb. neun.

Der Fall in Abb. 9 a) ist am einfachsten. Die Parameter der Korrekturschaltung sind einfach zu wählen, da die "Anwesenheit" die Form eines "Spiegels" der möglichen Filtercharakteristik hat.

Auf Abb. 9 b) zeigt eine weitere mögliche Variante. Es ist ersichtlich, dass die einfachste Schaltung es Ihnen ermöglicht, einen großen "Buckel" gegen zwei kleine "auszutauschen", wobei ein leichter Abfall des Frequenzgangs hinzukommt.

In solchen Fällen müssen Sie zuerst L2 erhöhen und C2 verringern. Dadurch wird die Unterdrückungsbandbreite auf die gewünschten Grenzen erweitert. Dann sollten Sie die Schaltung mit dem Widerstand R3 überbrücken, wie in Abb. 10. Der Wert von R3 wird basierend auf dem erforderlichen Unterdrückungsgrad des an den Lautsprecher angelegten Signals in dem durch die Schaltungsparameter bestimmten Band ausgewählt.

Abb.10

R3 \u003d Rd (D - 1)

Beispiel: Sie müssen das Signal um 2 dB unterdrücken. Lautsprecher - 8 Ohm. Siehe Tabelle 1.

R3 \u003d 8 Ohm (1,25 - 1) \u003d 2 Ohm.

Wie die Korrektur in diesem Fall erfolgt, ist in Abb. 9c).

Moderne Lautsprecher zeichnen sich durch eine Kombination aus zwei Problemen aus: "Präsenz" im Bereich von 1000 - 2000 Hz und etwas Übertreibung der oberen Mitten. Mögliche Ansicht Der Frequenzgang ist in Abb. 11a).

Die von schädlichen "Nebenwirkungen" freieste Korrekturmethode erfordert eine leichte Komplikation der Kontur.

Der Korrektor ist in Abb. 1 dargestellt. 12

Die Resonanz des Kreises L2, C2 wird wie üblich benötigt, um die "Präsenz" zu unterdrücken. Unterhalb von Fp gelangt das Signal nahezu verlustfrei über L2 zum Lautsprecher. Oberhalb von Fp geht das Signal durch C2 und wird durch den Widerstand R4 gedämpft.

Der Korrektor wird in mehreren Stufen optimiert. Da die Einführung von R4 die Resonanz der Schaltung L2, C2 schwächt, sollte man zunächst L2 mehr und C2 weniger wählen. Dies führt zu einer übermäßigen Unterdrückung von Fp, die nach der Einführung von R4 normalisiert wird.

R3 = Rd (D – 1), wobei D der Betrag der Unterdrückung von Signalen über Fp ist.

D wird entsprechend dem Übermaß der oberen Mitte gemäß Tabelle 1 gewählt.

Die Korrekturstufen sind bedingt in Abb. 1 dargestellt. 11b).

In seltenen Fällen ist eine Rückmeldung der Steilheit des Frequenzgangs über eine Korrekturschaltung erforderlich. Es ist klar, dass dafür R4 zur Kette L2 wechseln muss.

Das Schema ist in Abb. 13.

Der problematische Frequenzgang und seine Korrektur für diesen Fall sind in Abb. vierzehn.

Bei einer bestimmten Kombination von L2-, C2- und R4-Werten hat der Korrektor möglicherweise keine große Unterdrückung von Fp.

Ein Beispiel dafür, wann eine solche Korrektur erforderlich ist, ist in Abb. fünfzehn.

(Fortsetzung folgt)

Die Raumentzerrung wird seit langem von Toningenieuren zur Klanganpassung in Studios und Konzertsälen eingesetzt, mit dem Ziel, den Einfluss des verwendeten Raums auf den Klang zu reduzieren. Dies ist besonders wichtig für Tonstudios, die dem aufgenommenen Ton nichts hinzufügen sollen. Studios verwenden hauptsächlich akustische Verarbeitung, während Hallen grafische Multiband-Equalizer oder digitale parametrische Equalizer verwenden. Nach Gehör oder mit Hilfe eines Messmikrofons werden Tonwiedergabeprobleme in verschiedenen Teilen des Raums identifiziert und anschließend mit den verfügbaren Equalizern korrigiert.

Idealerweise sollten wir zu Hause beim Anhören verschiedener Aufnahmen eine ähnliche Klangumgebung vorfinden, die den Klang liefern könnte, den der Tontechniker beabsichtigt hat. Die Realität unseres Lebens ist so, dass sich nur wenige eine vollständige akustische Ausstattung von Räumen in einer Wohnung oder einem Haus leisten können, und deshalb lädt jemand Installateure von Tonanlagen ein und jemand versucht, alles selbst einzurichten. Leider erfordert dieser Vorgang bestimmte theoretische Kenntnisse, Erfahrung sowie eine geeignete Ausrüstung. Daher wurden für den Heimbedarf zunehmend automatische Kalibrierungssysteme verwendet, die die Aktionen eines Toningenieurs oder Installateurs wiederholen, aber nur automatisch unter Verwendung eines externen Mikrofons.

In den meisten Artikeln, die verschiedene Haushaltsgeräte beschreiben, werden die Möglichkeiten von Kalibrierungssystemen praktisch nicht berücksichtigt. Und die Frage des Vergleichs verschiedener Kalibriersysteme wurde, soweit der Autor weiß, von niemandem in Betracht gezogen. Es scheint, dass dies unter den Rezensenten eine Art Tabu ist. Nun, lasst uns diese Welt ein wenig verändern. In diesem Artikel werden wir versuchen, dieses Versäumnis zu korrigieren und die gängigsten Korrektursysteme zu vergleichen. Dabei werden wir keine Unterschiede im Klang der verwendeten Receiver und deren Belastbarkeit vergleichen, wir werden keine Verzerrungen messen, noch werden wir zusätzliche Funktionalitäten ausloten, auch wenn es um den Klang geht – das ist ein ganz anderes Thema.

Wir werden auch das Thema der manuellen Entzerrung ein wenig ansprechen, was für Besitzer von Receivern mit einem unbefriedigenden nützlich sein kann automatisches System und für Verstärkerbesitzer.

Ein bisschen Theorie

Mit der Entwicklung digitaler Technologien in Audiogeräten der Mittel- und sogar Budgetklasse haben wir die Möglichkeit erhalten, eine Vorkorrektur des wiedergegebenen Klangs am ausgewählten Hörpunkt durchzuführen Akustische Systeme(AS) unter Berücksichtigung der Besonderheiten eines bestimmten Raums, seiner Größe, der Lautsprecheranordnung und der umgebenden Objekte (Möbel, Vorhänge, Teppiche usw.).

Die Aufgabe solcher Systeme besteht mindestens darin, den Amplituden-Frequenzgang (AFC) am Hörplatz getrennt für jeden Lautsprecher zu korrigieren, sowie den gesamten, wenn mehrere Lautsprecher gleichzeitig in einem Mehrkanal-Heimkinosystem klingen. Um den gleichzeitigen Betrieb mehrerer Lautsprecher zu koordinieren, ist es neben dem Frequenzgang auch erforderlich, die Phase-Frequenz-Charakteristik (PFC) zu synchronisieren, und um die Wahrnehmung von Musik zu verbessern, ist es auch erforderlich, die minimale Gruppenlaufzeit sicherzustellen ( GDT).

Die Aufgabe wird komplizierter, wenn Lautsprecher verschiedener Hersteller oder Modellreihen verwendet werden, die Lautsprecher selbst einen ungleichmäßigen Frequenzgang haben und der Raum nicht minimal akustisch behandelt wird, um den Effekt von Reflexionen zu reduzieren. Erhöht die Komplexität, wenn Lautsprecher und Hörplatz falsch gewählt werden: Ein Teil der Frequenzen wird am Hörplatz verstärkt, was ein Murmeln oder eine unangenehme Färbung der Klangfarben verursacht, und ein Teil der Frequenzen wird gegenseitig subtrahiert, wodurch ein Einbruch im Frequenzgang entsteht. was zu einer Erschöpfung musikalischer Klangfarben und wiederum zu einer zusätzlichen Klangfärbung führt.

Das Funktionsprinzip solcher Korrektursysteme besteht darin, das Originalsignal in der Phase der Verarbeitung durch einen digitalen Soundprozessor (DSP) so zu verändern, dass am Hörpunkt die gleichmäßigsten Wiedergabeparameter ohne Beeinflussung erhalten werden des Raums und die Eigenschaften bestimmter Lautsprecher im Heimkino.

Wir dürfen nie vergessen, dass es unmöglich ist, alle Probleme der Tonwiedergabe über Lautsprecher in einem Wohnzimmer mit Hilfe einer nur vorläufigen Tonkorrektur zu lösen, und es sehr wünschenswert ist, zunächst eine Reihe von Maßnahmen für die richtige Platzierung von Lautsprechern durchzuführen, Auswahl eines Hörplatzes, minimale Bearbeitung des Raumes, um unerwünschte Reflexionen von Signalen von Wänden, Boden und Decke zu eliminieren. Und erst danach, wenn alles Mögliche für den aktuellen Raum erledigt ist, können Sie mit der Korrektur des Signals als letzten Schritt zur Klanganpassung des Audiosystems im genutzten Raum beginnen.

Automatische Korrektur

In modernen Receivern sind recht leistungsfähige Prozessoren eingebaut, die durch Messung des Frequenzgangs jedes Lautsprechers am Hörpunkt automatisch die Klangkorrektur sowohl in Amplitude als auch in Phase anpassen können, was zu minimalen Abweichungen im Frequenzgangdiagramm und führen sollte phasengleicher Betrieb verschiedener Lautsprecher.

Werbematerialien für alle Systeme beschreiben, dass dieses System mit einem externen Mikrofon alle Parameter der Klangwiedergabe in einem bestimmten Raum analysiert und alle notwendigen Korrekturen vornimmt, um den besten Klang zu gewährleisten. Das heißt, auf den ersten Blick sind alle Systeme ziemlich gleichwertig, und bei der Auswahl eines Audio- / Videoempfängers müssen wir nicht mehr darauf achten, welches Kalibrierungssystem installiert ist, sondern es sollte mehr auf die Anzahl der Kanäle und die Verstärkerleistung geachtet werden , Konnektivität mobile Geräte usw. Der einzige sichtbare Unterschied zwischen Systemen unterschiedlicher Niveaus ist das Vorhandensein oder Fehlen einer Subwoofer-Kanalkorrektur (in der Regel kann bei billigen Receivern der Subwoofer-Kanal nicht für den Frequenzgang korrigiert werden).

In der Praxis stellt sich heraus, dass verschiedene Systeme völlig unterschiedliche Auswirkungen auf die Klangoptimierung haben und das Endergebnis bei Verwendung des einen oder anderen Systems ganz unterschiedlich ausfällt. Selbst von einem Hersteller gibt es mehrere Klassen solcher Systeme, die unterschiedliche Fähigkeiten zur Tonbearbeitung haben.

Inzwischen alles ähnliche Systeme Sorgen Sie für ein Mindestmaß an Komfort: Bestimmen Sie die Anzahl der angeschlossenen Lautsprecher, den Abstand zu ihnen und den Verstärkungspegel für jeden Lautsprecher. Die Parameter können manuell eingestellt werden, aber mit Hilfe eines Mikrofons geht alles genauer und schneller.

Testaufgabe

Ziel des Reviews ist ein Praxistest verschiedener automatischer Klangkalibrierungssysteme für die Raumcharakteristik unter gleichen Bedingungen: an den gleichen Lautsprechern, im gleichen Wohnzimmer mit Lautsprechern unterschiedlicher Hersteller im Front-, Center- und Rear-Bereich. Natürlich ist es besser, Lautsprecher von einem Unternehmen und einer Serie zu haben, aber oft gibt es aus verschiedenen Gründen Situationen, in denen das System für einige Zeit zusammengebaut wird und einige Inkonsistenzen auftreten.

Die Tests wurden sowohl mit der Out-of-the-Box-Tuning-Option als auch mit manueller Änderung verschiedener Parameter durchgeführt, um den optimalen Frequenzgang zu erreichen.

Was sollte ein ideales Kalibriersystem leisten? Gleichmäßiger Frequenzgang am Hörpunkt bei der Tonwiedergabe über einen beliebigen Lautsprecher und über eine beliebige Anzahl gleichzeitig betriebener Lautsprecher. Für Surround-Sound ist es wichtig, dass sich das musikalische Bild bei der Bewegung im erzeugten Klangraum nicht in seiner Tonalität ändert, was nur durch eine gute Übereinstimmung zwischen Frequenzgang und Phasengang am Hörplatz erreicht werden kann.

Was kann Sie daran hindern, am Hörpunkt einen flachen Frequenzgang zu erhalten?

1. Bildung stehender Wellen durch Mehrfachreflexion von Schallwellen an Wänden. Am Hörpunkt kann sowohl eine Verstärkung der ursprünglichen Amplitude (Bauch der stehenden Welle) als auch eine Dämpfung der Amplitude (Knoten der stehenden Welle) auftreten.
2. Der SBIR-Effekt ist die Wechselwirkung zwischen Direktschall von Lautsprechern und Reflexionen von nahen Raumrändern.
3. Die Abschwächung der Signalamplitude durch die Dämpfung von Wellen verschiedener Lautsprecher, deren Phasen sich am Hörpunkt unterscheiden.
4. Die ursprüngliche Frequenzgangkurve der Lautsprecher selbst.

Prüfraum und Messgeräte

Ein Beispiel für einen Testraum zum Musikhören. Nicht der in diesem Artikel beschriebene echte Testraum!

Der Testraum ist ein 5,8 x 3,1 x 2,7 m (L x B x H) großes Wohnzimmer mit einer Haustür und einer Balkontür. Der Frontlautsprecher befindet sich entlang einer kurzen Wand in einem Abstand von 70 cm vom Fenster. Die Hörposition befindet sich auf einem Ledersofa 2 Meter von der Frontanlage und 3 Meter von der Rückwand entfernt. Auf dem Boden zwischen Sofa und Frontlautsprecher liegt ein mittelfloriger Teppich, vor dem Fenster ein dicker Vorhang. Der Subwoofer befindet sich zwischen dem linken Lautsprecher und dem mittleren Geräteträger.

Im Raum sind folgende Akustiksysteme installiert:

Alle Breitbandlautsprecher sind Zwei-Wege-Bassreflex-Lautsprecher, der Subwoofer ist mit einem 15″-Lautsprecher mit elektromagnetischer Rückkopplung in einem geschlossenen Kastengehäuse ausgestattet.

Für die Messung wird folgendes Equipment verwendet:

• Messmikrofon Behringer ECM 8000
• XLR-zu-USB-Schnittstelle Shure X2U mit Phantomspeisung für Mikrofon
• Schallpegelmesser CEM DT-815
• Notebook ASUS N46vz mit eingebautem Soundkarte(Realtek HD-Audio)
• USB-Audio-Interface Behringer U-Control UCA202 (PCM2902E-Chip)
• REW-Software v5.1 Beta 17
• Ein Satz notwendiger Kabel, ein Kranständer, ein Fotostativ

Zu beachten ist, dass die Messgeräte u Software sind nicht professionell, daher empfiehlt es sich, die im Test erhaltenen Grafiken nicht mit anderen, sondern nur untereinander zu vergleichen dieser Test. Dieses Mikrofon und das REW-Programm sind jedoch nach Kenntnis des Autors unter Amateuren weit verbreitet. guter Klang, und daher haben die Ergebnisse unter bestimmten Einschränkungen das Recht, verglichen zu werden.

Testmethodik

Um den Klang verschiedener Lautsprecher am Hörplatz zu messen, kommt ein Behringer ECM 8000 Messmikrofon zum Einsatz, das über einen Shure X2U Adapter an einen USB-Port angeschlossen wird Asus-Laptop N46vz. Auf dem Laptop läuft REW v5.1-Software. Der Ausgang der eingebauten Soundkarte wird mit einem der analogen Eingänge des getesteten Empfängers verbunden.

Mit der REW-Software wird ein Test-Sweep-Ton erzeugt, der vom ausgewählten Lautsprecher über den Empfänger wiedergegeben wird. Schallwellen werden von einem Messmikrofon erfasst, deren Daten in der REW-Software verarbeitet werden, wodurch Diagramme des Frequenzgangs, des Phasengangs, der Gruppenlaufzeitabweichungen usw. erstellt werden.

Um zu verstehen, was genau bearbeitet wurde, wurden auch Messungen an den Ausgängen vorgenommen Vorverstärker jeden Kanal, damit Sie im Detail studieren können, in welchen Bereichen und bei welchem ​​Pegel die Änderungen am am Eingang anliegenden Signal ohne Beteiligung der Lautsprecher vorgenommen wurden. Das USB-Audiointerface U-Control UCA202 von Behringer wurde auch verwendet, um Daten aus dem Vorverstärker auszulesen.

Bisher wurden die Soundinterfaces in Frequenzgang und Phasengang über eine „Schleife“ kalibriert, also vom Ausgang der Soundkarte selbst ein Signal an den Eingang angelegt. Als Kalibrierdatei für das Messmikrofon wurde eine aus dem Internet heruntergeladene Kalibrierdatei für dieses Mikrofon verwendet.

Zunächst wurden Messungen von jedem Lautsprecher am Hörplatz sowie Kombinationen verschiedener Lautsprecher im Zusammenspiel durchgeführt. Für jede Kombination wurden zwei Messungen durchgeführt: mit ausgeschaltetem Kalibriersystem, d. h. der ursprünglichen Charakteristik, und auch mit eingeschalteter Klangverarbeitung durch das eingebaute Kalibriersystem, wodurch Sie das Ergebnis der Korrektur beim Hören sehen können Punkt. Jedes System wurde mehrfach kalibriert, um am Hörpunkt das beste Ergebnis zu erzielen.

Nach Abschluss eines obligatorischen Messprogramms wurden manuelle Bearbeitungen vorgenommen, um die besten Ergebnisse zu erzielen, sowie Audiomaterial und bestimmte Episoden aus beliebten Filmen mit angehört große Menge volumetrische Effekte.

Erste Messungen

Um zu verstehen, mit welchen Lautsprechern ich arbeiten musste, sind unten die Frequenzgänge aller Lautsprecher einzeln aufgeführt, aufgenommen im Nahfeld (bei Paaren wurde nur einer der Lautsprecher gemessen), d.h. wenn sich das Mikrofon in einer Entfernung von ca 20 cm von der Mitte des Hochtöners entfernt. Leider lässt sich auch bei einer solchen Messung der Einfluss der Raumcharakteristik nicht vermeiden, er ist aber minimal.

Vandersteen-Modell 1C
	Der Buckel bei 58 Hz ist auf den Einfluss des Raumes auf die Messergebnisse zurückzuführen. Der Frequenzgang ist recht gleichmäßig.
KEF Cresta
	Der Anstieg bis knapp 1 kHz hebt diesen Lautsprecher stark vom Hintergrund anderer ab, was ein zusätzliches Problem für Kalibrierungssysteme darstellt, um den Frequenzgang auf eine Stufe mit den Frontlautsprechern zu begradigen.
AAD C-100
Rhythmik F15
Alle ACs auf einem Chart

Die Simulation des Einflusses des Raumes auf den endgültigen Frequenzgang beim Anschluss von Frontlautsprechern und einem Subwoofer ist recht realitätsnah, was sich aus nachträglichen Messungen ergab:

Graph des geschätzten Frequenzgangs am Hörpunkt im REW-Raumsimulator

Geprüfte Kalibriersysteme

1. Audyssey 2EQ (kurz basierend auf alten Messungen eines Onkyo TX-N717 Receivers)
2. Manuelle Bearbeitung des Subwoofer-Kanals mit Behringer FBQ2496
3. Manuelle Bearbeitung der Frontlautsprecher mit Behringer FBQ2496

Audysee

Systeme der Marke Audyssey sind in mehrere Klassen unterteilt, die sich in Funktionalität und Genauigkeit unterscheiden.

Gelegenheiten	MultiEQ XT32	MultiEQ XT	MultiEQ	2EQ
Filterauflösung	512x	16x	2x	1x
Filterauflösung (Subwoofer)	512x	128x	128x	Nein
Anzahl der Messpositionen	8	8	6	3
Adaptive Niederfrequenzentzerrung	Essen	Essen	Essen	Nein
Frequenzweiche, Polarität, Verzögerungen, Pegel	Essen	Essen	Essen	Essen

Die Funktionsweise des Frequenzgang- und Phasengang-Korrektursystems basiert auf einem komplexen FIR (FIR)-Filter, mit dem Sie den ursprünglichen Frequenzgang über eine Reihe von Punkten genau korrigieren können. Verschiedene Klassen des Audyssey-Systems haben unterschiedliche Filterauflösungen, d. h. bieten unterschiedliche Genauigkeit der Tonbearbeitung.

Nach der Kalibrierung stehen dem Benutzer folgende Modi zur Verfügung, die sich in der Endkurve unterscheiden:

1. Flat (Music for Onkyo) – der flachste Frequenzgang zum Hören im Nahfeld.
2. Referenz (Film für Onkyo) - optimierter Frequenzgang für natürlichen Klang (laut Systementwickler) mit einer Absenkung im Hochtonbereich und einem kleinen Einbruch bei einer Frequenz von 2 kHz. Die Hochfrequenzabsenkung wird basierend auf den THX-Anforderungen für Heimkinoklang nahe dem Klang eines großen Kinos empfohlen.
3. Front Bypass (wird bei Onkyo nicht verwendet) - ein Modus für diejenigen, die viel Geld in Front- und Raumakustik investiert haben (oder einfach den Klang von Fronten ohne zusätzliche Bearbeitung mögen). In diesem Fall ist die Korrektur der restlichen Lautsprecher an den Frequenzgang der Frontlautsprecher gebunden.

Ein Merkmal des Audyssey-Kalibrierungssystems ist die Unmöglichkeit manuelle Änderung berechnete Filter zur Bearbeitung des Frequenzgangs. Entweder wählt der Benutzer einen der vom Gerät angebotenen Modi aus oder lehnt ab und kann einen separaten grafischen Equalizer verwenden, der nicht aktiviert werden kann, während einer der Audyssey-Modi verwendet wird. Die einzige Möglichkeit, den resultierenden Frequenzgang zu beeinflussen (zumindest in der Implementierung von Onkyo), besteht darin, dass der Benutzer den Klang nach Belieben leicht verändert, indem er die Bässe und Höhen anpasst.

Alle anderen Parameter wie Pegel, Delays, Crossover-Einstellungen usw. können manuell bearbeitet werden.

Audyssey 2EQ

Audyssey 2EQ ist ein grundlegendes Kalibrierungssystem und führt zusätzlich zu den typischen Crossover- und Verzögerungsfunktionen eine Lautsprecherentzerrung mit grundlegenden Auflösungsfiltern im mittleren/hohen Bereich durch, ohne die Entzerrung der Subwoofer-Kanäle zu unterstützen.

Ein Beispiel dafür, wie das Audyssey 2EQ-System funktioniert, um den Frequenzgang zu korrigieren (Ausgang vom Vorverstärker Onkyo 717)

Änderungen des Frequenzgangs werden nur im Bereich mittlerer und hoher Frequenzen ab 1 kHz durchgeführt, wodurch nur ein Problem gelöst werden kann - die Angleichung der Eigenschaften verschiedener Lautsprecher bei diesen Frequenzen.

Tatsächlich gibt es in diesem Grundsystem keine Raumkorrektur, deren Einfluss sich hauptsächlich im Niederfrequenzbereich manifestiert. Die Korrektur ist nur manuell mit dem eingebauten grafischen Equalizer möglich, der sich nur einschaltet, wenn er im Menü zur Verwendung der Einstellungen zur Bearbeitung des Frequenzgangs durch das Audyssey-System ausgeschaltet wird. Und wenn Sie Glück haben und der einzige Buckel in Ihren Bedingungen genau bei einer Frequenz von 63 Hz liegt, wird er effektiv manuell eliminiert. In anderen Fällen können Sie mit dem großen Einfluss und der festen Frequenz des grafischen Equalizers die Buckel im Frequenzgang nicht entfernen, ohne benachbarte Bereiche zu beeinträchtigen. Der Subwoofer-Kanal kann einen Equalizer mit einem niedrigeren Frequenzraster verwenden, aber auch hier sind die Frequenzen festgelegt und stimmen möglicherweise nicht mit den problematischen in Ihrem Raum überein.

Bei Verwendung eines Receivers mit 2EQ-System empfiehlt es sich, einen Subwoofer mit eigenem Kalibrierungssystem zu kaufen oder zwischen Receiver und Subwoofer ein zusätzliches Frequenzgang-Korrekturgerät zu verwenden, das entweder automatisch oder manuell sein kann (parametrischer Equalizer). In diesem Fall werden zumindest die tiefsten Frequenzen korrekt wiedergegeben, und alles oberhalb der Frequenz des Subwoofers wird „so wie es ist“ wiedergegeben.

Audyssey MultiEQ XT32 im Onkyo TX-NR818 Empfänger

Entzerrung der Hauptkanäle

Der MultiEQ XT32 ist das Flaggschiff von Audyssey. Es ist normalerweise mit Geräten der Spitzenklasse ausgestattet, aber manchmal ist XT32 auch in der Mittelklasse der Receiver zu finden.

Das Diagramm des Frequenzgangs des linken Kanals vor und nach der Kalibrierung in den Modi Movie („Cinema“) und Music („Music“):

Die rote Kurve ist der Frequenzgang des linken Kanals im Pure Direct-Modus, die blaue im Cinema-Modus, die grüne im Music-Modus

Die Frequenzgangkurven zeigen die hervorragende Arbeit des XT32 sowohl beim Entzerren des Frequenzgangs im Höckerbereich als auch beim Herausziehen von Einbrüchen (soweit möglich).

Die Modi Cinema und Music unterscheiden sich erst bei einer Frequenz von etwa 2 kHz und im HF-Bereich ab 6 kHz bis zum Ende des Bereichs. Um die Unterschiede in der Bearbeitung zu veranschaulichen, schauen wir uns den Frequenzgang des linken Kanals an, der am Ausgang des Vorverstärkers entnommen wurde:

Die rote Kurve ist der Frequenzgang des linken Kanals vom Vorverstärker im Pure Direct-Modus, die blaue Kurve ist im „Cinema“-Modus, die grüne ist im „Music“-Modus

Im übrigen Bereich sind die Unterschiede zwischen „Kino“ und „Musik“ so gering, dass sie vernachlässigt werden können. Zukünftig werden alle Frequenzgänge nur noch für den „Cinema“-Modus angezeigt.

Frequenzgangdiagramm des rechten Kanals vor und nach der Kalibrierung im „Cinema“-Modus:

Die rote Kurve ist der Frequenzgang des rechten Kanals im Pure Direct-Modus, die blaue im „Cinema“-Modus, die grüne im „Music“-Modus; obere Grafik vom Vorverstärker, untere Grafik vom Mikrofon

Hier sehen wir eine aggressive Bearbeitung des Frequenzgangs im Bassbereich und eine entspanntere Bearbeitung in den Mitten und Höhen.

Eines der Merkmale des XT32 ist auch der wahnsinnige Wunsch, den Frequenzgang zu begradigen, selbst wenn der Lautsprecher fast aufgehört hat zu spielen. Der Frequenzbereich der Frontlautsprecher beginnt in diesem Fall bei 38 Hz, spielt aber zu Lasten des Raumes immer noch ab 30 Hz. Allerdings verstärkt Audyssey das Signal bis auf 10 Hz herunter (hier nur im linken Kanal), was Lautsprecher und Verstärker bei hohen Lautstärken überlasten kann, wenn kein separater Subwoofer verwendet wird.

Gehen wir zurück zum Frequenzgang des linken und rechten Lautsprechers vor der Kalibrierung und sehen, wie sehr sich der Frequenzgang im Bass-Problembereich unterscheidet, wo der Raum am stärksten wirkt:

Die rote Kurve ist der Frequenzgang des linken Kanals im Pure Direct-Modus, die blaue der rechte Kanal

Auf der Grafik sehen wir, dass Lautsprecher mit gleichem Frequenzgang im Nahfeld am Hörplatz recht unterschiedlich im Frequenzgang sind, weil sie sich an unterschiedlichen Stellen im Raum befinden und aufgrund des Fehlens ein unterschiedliches Reflexionsmuster aufweisen vollkommene Symmetrie in der Anordnung.

Aber nach dem Betrieb von Audyssey XT32 wird der Unterschied im Frequenzgang stark reduziert:

Die rote Kurve ist der Frequenzgang des linken Kanals im Modus „Cinema“, die blaue Kurve ist der Frequenzgang des rechten Kanals im Modus „Cinema“.

Betrachten wir nun einen recht komplexen Mittelkanal, der eine starke Ungleichmäßigkeit im Frequenzgang aufweist:

Die rote Kurve ist der Frequenzgang des Center-Kanals im Pure Direct-Modus, die blaue im Cinema-Modus

Wie Sie sehen können, hat Audyssey den Frequenzgang im Tieftonbereich perfekt korrigiert. Wichtiger ist in diesem Fall aber nicht die Frequenzgangkorrektur an sich, sondern die Kohärenz mit den Frontlautsprechern, damit der Center-Kanal klanglich nicht zu sehr heraussticht. Schauen wir uns dazu die Frequenzgangkurven aller drei Frontlautsprecher an – links, rechts und Mitte:

Die rote Kurve ist der Frequenzgang des linken Kanals im „Cinema“-Modus, die blaue der rechte Kanal, die grüne der Center-Kanal

Und noch einmal möchte ich das Audyssey XT32-System für die geleistete Arbeit applaudieren, um die Eigenschaften von völlig unterschiedlichen Lautsprechern zu korrigieren. In der Praxis ist beim Hören bei eingeschaltetem „Cinema“-Modus der Center-Kanal wirklich so harmonisch mit den Frontlautsprechern kombiniert, dass es manchmal den Anschein hat, als käme die gesamte Akustik vom selben Hersteller.

Um zu verstehen, wie das System ohne Kalibrierung klingt, schauen Sie sich einfach die Frequenzgangdiagramme der drei Systeme im Pure Direct-Modus an:

Rote Kurve - Frequenzgang des linken Kanals im Pure Direct-Modus, blau - rechter Kanal, grün - mittlerer Kanal

Subwoofer-Entzerrung

Kommen wir nun zum Frequenzgang des Subwoofer-Kanals und sehen, was uns der XT32 hier zu bieten hat:

Die rote Kurve ist der Frequenzgang des Subwoofer-Kanals im Pure Direct-Modus, die blaue im Cinema-Modus

Wir können sehen, dass der Frequenzgang des Subwoofers mit seiner aktuellen Platzierung so gut wie möglich begradigt wurde.

Auf dem Frequenzgang der Vorverstärkerausgänge sehen Sie die Korrekturkurve des Subwooferkanals:

Die violette Kurve ist der Frequenzgang des Subwoofer-Kanals vom Vorverstärkerausgang im Pure Direct-Modus, die blaue Kurve ist im Cinema-Modus

Auch hier zeigt sich die Tendenz von Audyssey, den Frequenzgang bei jeder Frequenz zu entzerren: Schon bei Frequenzen über 400 Hz versucht das System, den Klang herauszuziehen, den der Subwoofer gar nicht mehr wiedergibt. Es ist gut, dass dies passiert, wenn die Frequenzweiche läuft, damit es keine negativen Folgen hat. Auf der anderen Seite des Frequenzgangs ist bei diesem Subwoofer alles ganz normal, denn er ist physikalisch in der Lage, Frequenzen ab 10 Hz wiederzugeben. Aber bei einem anderen Subwoofer, der z. B. ab 30 Hz spielt, kann es durch die Überschätzung des Signalpegels bei den tiefsten Frequenzen, unterhalb von 30 Hz, zu Problemen kommen, wo der Subwoofer nichts mehr wiedergibt. Und wenn kein Infra-Niederfrequenzfilter eingebaut ist, kann der Verstärker das Signal im Leerlauf verstärken, das der Lautsprecher nicht wiedergeben kann. Dies sollte bei der Wiedergabe von Musik oder Filmen mit hoher Lautstärke berücksichtigt werden.

Entzerrung des hinteren Kanals

Bei den Lautsprechern der hinteren Kanäle hat auch dort alles gut gepasst, was man deutlich an den Frequenzgangkurven dieser Lautsprecher im „Cinema“-Modus sieht:

Die rote Kurve ist der Frequenzgang des linken hinteren Kanals im „Cinema“-Modus, die blaue der rechte hintere Kanal

Ergebnis

Wir haben dafür gesorgt, dass Audyssey den Frequenzgang jedes Lautsprechers ziemlich gut entzerrt, was bedeutet, dass das Signal von jedem einzelnen Lautsprecher so zuverlässig wie möglich den Hörpunkt erreicht.

Was aber passiert, wenn auf beiden Kanälen dasselbe Signal wiedergegeben wird – beispielsweise eine Stimme oder ein anderes monophones Signal?

Schauen wir uns dazu den komplexen Frequenzgang der Frontlautsprecher zusammen mit dem Subwoofer an:

Die rote Kurve ist der Frequenzgang von Triphonics im Pure Direct-Modus, die blaue im „Cinema“-Modus

Die Kopplung der beiden Frontlautsprecher zusammen mit dem Subwoofer nach der Audyssey-Korrektur im Kinomodus behebt viele Probleme, obwohl der Unterschied nicht so beeindruckend ist, als wenn man die Änderungen in jedem Kanal einzeln vergleicht.

Was dem Onkyo-Receiver schmerzlich fehlt, ist die Möglichkeit, mehrere Entzerrungseinstellungen zu speichern verschiedene Situationen: Da die Korrektur in Audyssey ziemlich detailliert ist, wird die aktuelle Bearbeitung nicht mehr relevant, wenn sich die Situation ändert. Beispielsweise könnte man mehrere Einstellungen für die folgenden Situationen verwenden:

1. Hören mit einem Subwoofer für eine Person (Musik für sich selbst)
2. Hören mit zwei Subwoofern (oder einem zweiten Subwoofer) für eine Person mit offener Leinwand für den Beamer (Kino für sich selbst)
3. Hören mit zwei Subwoofern für mehrere Personen auf der Couch (Kino für die Familie)
4. Testvarianten, um die beste Position der Messpunkte auszuwählen

Auch fehlt die Visualisierung der vorgenommenen Änderungen. In YPAO können wir die Einstellungen des parametrischen Equalizers anzeigen, indem wir die Einstellungen kopieren manueller Modus. In MCACC sind die vorgenommenen Einstellungen im Setup-Menü des grafischen Equalizers sichtbar. Und nur bei Onkyo-Empfängern wird dem Benutzer jede Möglichkeit genommen, die vorgenommenen Änderungen visuell zu bewerten; ohne die Hilfe eines externen Mikrofons ist die Bewertung der Änderungen nur nach Gehör möglich. Aber das ist kein Feature von Audyssey, sondern dessen Umsetzung durch Onkyo. In modernen Denon-Empfängern können Sie die Korrekturkurve für jeden Kanal anzeigen und ihre Änderungen mit verschiedenen Messungen bewerten.

Advanced MCACC im Pioneer SC-LX56 Receiver

Pioneer verwendet in seinen Empfängern ein proprietäres Mehrkanal-Akustikkalibrierungssystem namens MCACC. Außer Standartfunktionen Durch die Bestimmung der angeschlossenen Lautsprecher, ihres Abstands und des Verstärkungspegels bietet MCACC eine Bearbeitung des Frequenzgangs und verspricht auch die Korrektur von Hall und Gruppenverzögerungszeit.

Nach Durchführung der automatischen Kalibrierung stehen alle Einstellungen außer der Phasenanschnittsteuerung zur manuellen Anpassung zur Verfügung. Für mehr Komfort sind 6 Speicherzellen zum Speichern verschiedener Einstellungen für verschiedene Situationen vorgesehen.

Der komplette Kalibriervorgang dauert recht lange, währenddessen werden in unterschiedlichen Stadien eine Vielzahl von Testsignalen im Kreis wiedergegeben. Die Hauptmessung wird an einem Punkt der Mikrofonposition durchgeführt, nach ihrer Beendigung wird das Ergebnis automatisch im Speicher aufgezeichnet und das Hauptmenü erscheint auf dem Bildschirm. Ein Video des vollständigen Kalibrierungsprozesses ist verfügbar.

Nach Abschluss der Kalibrierung wurde die Option „Symmetrie“ in der Speicherzelle M1 und die Option „All ch adj“ in der Zelle M2 gespeichert. Zukünftig werden die Graphen die Bezeichnungen M1 und M2 verwenden, was diesen Optionen entspricht.

Entzerrung der Hauptkanäle

Die Mechanismen zum Bearbeiten des Frequenzgangs sind:

1. Grafischer 9-Band-Equalizer für alle Kanäle außer Subwoofer mit den Frequenzen 63, 125, 250, 1k, 2k, 4k, 8k, 16k (Hz).
2. Parametrischer Equalizer zur Korrektur stehender Wellen (nur im Minus) mit einer Mittenfrequenz von 63 Hz. Wird für Subwoofer, Center-Kanal und alle anderen Lautsprecher verwendet.

Für jedes Lautsprecherpaar wird eine der Größenoptionen konfiguriert – Groß oder Klein. In der Einstellung „Large“ wird der gesamte Frequenzbereich den Lautsprechern zugeführt, in der Einstellung „Small“ werden nur Frequenzen oberhalb der Cutoff-Frequenz und alles darunter an den Subwoofer gesendet. Ungünstig ist, dass die Cutoff-Frequenz für kleine Lautsprecher überhaupt von 50 bis 200 Hz eingestellt wird, während es bis 80 Hz nur zwei Werte gibt: 50 und 80 Hz, was die Feinabstimmung der Frequenzweiche für die verwendeten Lautsprecher etwas einschränkt .

Ein interessantes Feature ist die Möglichkeit, die Zielkurvenblockierung im HF-Bereich ab 2 kHz einzustellen. In der X-Curve-Einstellung können Sie den Grad der Flankenabnahme in dB pro Oktave wählen.

Rote Kurve - Frequenzgang des linken Kanals im Pure Direct-Modus, blau - MCACC M1, grün - MCACC M2

Einstellungen des Grafik-Equalizers für den linken Kanal:

Einstellen der Stehwellenkorrektur für die Frontlautsprecher:

Die Änderung des Frequenzgangs in der Grafik stimmt mit den Einstellungen des grafischen Equalizers für den linken Kanal und des Stehwellenfilters überein. Deutlich erkennt man die Arbeit des Grafik-Equalizers an der breiten Bearbeitung des Frequenzgangs, bei dem einzelne Buckel und Einbrüche nicht begradigt werden, sondern die generelle Korrektur der Kurve im Gange ist.

Schwierig für Einmesssysteme ist zudem der Mittenkanal, der sich in seinem Frequenzgang in den tiefen und mittleren Frequenzen stark abhebt und sich ohne Bearbeitung klanglich vom vorderen Lautsprecherpaar unterscheidet.

Frequenzgang des Mittenkanals vor und nach der Kalibrierung:

Leider geschah das Wunder nicht: Alle Unebenheiten blieben in beiden Betriebsarten des MCACC-Systems praktisch erhalten. Dieses Beispiel zeigt, dass es besser ist, nicht völlig unterschiedliche Lautsprecher zusammen mit MCACC zu verwenden, da es nicht funktioniert, deren Frequenzgang anzugleichen.

Gruppenverzögerungsentzerrung

Eines der Hauptmerkmale von MCACC ist der Kampf gegen Nachhall und der Ausgleich der Gruppenverzögerungszeit. Auf der Firmenwebsite gibt es dazu viele schöne Videos, die zeigen, was für ein Ärger vor der Kalibrierung herrscht und dass nach der Kalibrierung das Klangnirwana einsetzt.

Nun, jetzt der aufregendste Moment - sehen wir uns die überschüssige Gruppenverzögerungszeit ohne Korrektur und nach der Kalibrierung an.

Schwarze Kurve – Gruppenverzögerung im Pure Direct-Modus, rot – nach MCACC-Kalibrierung, grün – nach Audyssey-Kalibrierung

Das Wunder geschah auch hier nicht: Der Verlauf der Überschuss-Gruppenlaufzeit blieb praktisch unverändert.

Zum Vergleich wird dieselbe Grafik des linken Kanals des Onkyo 818-Receivers im Musikmodus gezeigt. Es ist zu erkennen, dass die Verzögerung an einigen Stellen sogar noch geringer ist, trotz des Fehlens solcher Werbeaussagen von Onkyo.

Es mag den Anschein haben, dass die Messungen falsch durchgeführt wurden, aber der Empfänger selbst liefert uns Kurven vor und nach der Kalibrierung, die zeigen, dass nur eine Verschiebung aller Kurven nach oben aufgetreten ist und sie in der Frequenz praktisch unverändert geblieben sind.

Bei allen anderen Messungen, sowohl Einzellautsprecher als auch bei deren gleichzeitigem Betrieb, ist der Unterschied in der Gruppenlaufzeitkorrektur ebenfalls nicht sichtbar, obwohl bei Messungen im M1- und M2-Modus immer die „Fullband Phase Ctrl“-Phasenregelung gewählt war.

Subwoofer-Entzerrung

Frequenzgangdiagramm des Subwoofer-Kanals vor und nach der Kalibrierung:

Rote Kurve - Frequenzgang des Subwoofers vor der Kalibrierung, blau - MCACC M1, grün - MCACC M2

Die Grafik zeigt, dass fast keine Korrektur vorgenommen wurde. Dies ist nicht verwunderlich, da es einfach keinen separaten Grafik-Equalizer für den Subwoofer gibt (derselbe Onkyo 818 verfügt neben Audyssey über einen manuellen Subwoofer-Grafik-Equalizer mit dem entsprechenden Frequenzsatz) und die Abweichungen in den Diagrammen sind nur bedingt zum Betrieb des Stehwellenfilters auf der Frequenz 63 Hz.

Da der Subwoofer einen ziemlich flachen Frequenzgang hat und seine Position optimal ist, können Sie durch Einstellen der Grenzfrequenz auf eine Frequenz von 50 oder 80 Hz einen völlig flachen Subwoofer-Frequenzgang erhalten. Mit einem anderen Subwoofer oder einem anderen Cutoff können die Dinge bedauerlicher sein.

Ergebnis

Frequenzgangdiagramm im tripphonischen Modus mit einer Grenzfrequenz zum Subwoofer von 80 Hz:

Linker und rechter Kanal im Triphonie-Modus

Durch den gleichzeitigen Betrieb der Frontlautsprecher und des Subwoofers ist der endgültige Frequenzgang recht vorhersehbar und überrascht nicht in Form von auftretenden Einbrüchen und Buckeln.

Im Allgemeinen kann man sagen, dass das MCACC-System recht standardmäßig ist und es Ihnen ermöglicht, alle grundlegenden Parameter sowie einen grafischen 9-Band-Equalizer und einen parametrischen 3-Band-Stehwellen-Equalizer automatisch einzustellen.

Der Ansatz zur Implementierung des MCACC-Systems ist recht interessant und bietet viele Möglichkeiten zur manuellen Bearbeitung, Analyse des Ergebnisses, die Möglichkeit, Einstellungen in mehreren Speicherzellen zu speichern, aber alles ist durch zwei sehr schwerwiegende Nachteile begrenzt:

1. Es wird ein herkömmlicher grafischer Equalizer mit festen Mittenfrequenzen verwendet. Für modernes System Kalibrierung braucht einen genaueren Mechanismus, und wenn es statt eines grafischen Equalizers einen parametrischen gäbe, dann gäbe es viel mehr Tuning-Möglichkeiten.
2. Begrenzung aller Einstellungen auf 63 Hz von unten. Es ist nicht klar warum, aber unterhalb von 63 Hz gibt es keine Einstellmöglichkeit, obwohl die Hauptprobleme der Raumakustik in diesem Bereich liegen. Tatsächlich gibt es aufgrund dieser Einschränkung überhaupt keinen Equalizer für den Subwoofer.

YPAO RSC im Yamaha RX-A2010 Empfänger

Das proprietäre YPAO-Kalibrierungssystem von Yamaha bietet sowohl allgemeine Pegelung, Verzögerung, Crossover-Einstellung als auch Kanal-für-Kanal-Frequenzgangeinstellung.

Jedem Kanal sind 7 parametrische EQ-Filter zur manuellen Bearbeitung zugeordnet (mit Ausnahme des Subwoofer-Kanals, wo es nur 4 Filter gibt). Für jeden Filter können Sie die Mittenfrequenz, den Korrekturpegel und den Filterqualitätsfaktor einstellen.

Die Mittenfrequenz des Filters wird aus einer Liste von 28 Festfrequenzen ausgewählt: 31,3; 39,4; 49,6; 62,5; 78,7; 99,2; 125,0; 157,5; 198,4; 250,0; 315,0; 396,9; 500,0; 630,0; 793,7; 1.00k; 1,26 k; 1,59 k; 2.00k; 2,52 k; 3.17k; 4.00k; 5.04k; 6,35 k; 8.00k; 10.1k; 12,7k; 16,0k (Hz). Für den Subwoofer-Kanal werden nur die ersten 10 Frequenzen bis einschließlich 250 Hz verwendet.

Qualitätsfaktor (Q) wird von 0,5 bis 10,08 eingestellt: 0,5; 0,63; 0,794; 1; 1,26; 1,587; 2; 2,52; 3,175; vier; 5,040; 6,35; 8; 10.08.

Nach der automatischen Kalibrierung wird dem Benutzer eine Auswahl von drei Equalizer-Korrekturoptionen angeboten:

• Durchschnitt - der gleichmäßigste Frequenzgang
• Frontseitig werden alle Lautsprecher auf den Frequenzgang der Frontlautsprecher hochgezogen
• Natürlich - optimierter Frequenzgang für natürlichen Klang (laut Systementwickler)

Während des beschriebenen Tests sowie des YPAO-Tests im Yamaha 1071-Empfänger wurde festgestellt, dass es derzeit zwei verschiedene Kalibrierungssysteme gibt:

1. YPAO RSC (Reflected Sound Control)

Beide Systeme sind in Aussehen und Funktionalität sehr ähnlich, mit einer Ausnahme: Das YPAO-System verwendet nur einen 7-Band-EQ pro Kanal (4-Band pro Subwoofer) als Frequenzgang-Korrekturmechanismus, während das YPAO RSC-System einen komplexeren Filter verwendet zusätzlich für die Frontlautsprecher und den Centerkanal - vermutlich FIR (FIR) Filter.

Nach der automatischen Kalibrierung im YPAO RSC-System wird ein komplexer Frequenzgang-Bearbeitungsfilter berechnet (wir nennen ihn einfach RSC), und Bearbeitungen werden darüber mit einem vorhandenen parametrischen Equalizer durchgeführt, um mehrere Equalizer-Optionen zu erhalten („Averaged“, „Front“, „Natur“ ).

Wenn wir die Einstellungen eines der Modi auf einen manuellen Equalizer kopieren, erhalten wir am Ausgang genau die gleiche Bearbeitung wie bei der Arbeit des entsprechenden „automatischen“ Modus. Wenn der manuelle EQ jedoch zurückgesetzt wird, ist der Vorverstärkerausgangsgraph nicht linear, sondern enthält RSC-Filterbearbeitungen, die nicht ausgeschaltet werden können.

Das YPAO-System verwendet nur den parametrischen Equalizer für alle Kanäle, und wenn es auf Null eingestellt ist, ist die Ausgabe eine flache, gerade Linie, genau wie das YPAO RSC für die Surround- und Subwoofer-Kanäle.

Entzerrung der Hauptkanäle

Frequenzgangdiagramm des linken Kanals vor und nach der Kalibrierung:

Die rote Kurve ist das Frequenzgangdiagramm ohne Korrektur, die blaue ist im „Natural“-Modus, die grüne ist im „Averaged“-Modus

Bearbeitungen im Niederfrequenzbereich werden vom RSC-Filter vorgenommen, und im Hochfrequenzbereich ist der Unterschied auf unterschiedliche Einstellungen des parametrischen Equalizers zurückzuführen.

Schauen wir uns die Graphen des Vorverstärkers für den linken Kanal an:

Die schwarze Kurve ist das Frequenzgangdiagramm ohne Korrektur, die rote im „Natural“-Modus, die blaue im „Edge“-Modus, die grüne im „Averaged“-Modus

Und hier ist, was der Benutzer im parametrischen Equalizer des linken Kanals sieht, indem er die Einstellung „Natürlich“ kopiert:

Und kopieren Sie die Einstellung "Durchschnitt":

Beim parametrischen Equalizer wird nur die allgemeine Bearbeitung für Bässe und Höhen automatisch angepasst, und die beiden Modi „Natürlich“ und „Durchschnitt“ unterscheiden sich nur in der Bearbeitung für die Höhen: für die „Durchschnitt“-Bearbeitung +2,5 dB bei einer Frequenz von 12,7 kHz , für "Natürliche" Bearbeitung -0,5 dB bei 5 kHz und -1,5 dB bei 16 kHz.

Im Edge-Modus verbleibt nur der RSC-Filter und der parametrische EQ wird zurückgesetzt. Wenn der Benutzer einen beliebigen EQ-Modus kopiert und ihn dann zurücksetzt, wird der Ausgang des Vorverstärkers genau die RSC-Kurve „auf der Vorderseite“ sein.

Leider haben wir keine Möglichkeit gefunden, die RSC-Filteraktion abzuschalten, sodass eigentlich nur noch der parametrische Equalizer bearbeitet werden muss. In der Praxis ist dies aber nicht nötig, da das RSC-Filter die Buckel im Frequenzgang recht korrekt korrigiert und ergänzt werden kann Manuelle Einstellungen parametrischer Equalizer.

Bearbeitungen im Bereich bis etwa 500 Hz haben eine maximale Amplitude von bis zu 6–7 dB, danach nimmt die Amplitude bis zu 3–4 kHz allmählich ab. Die Bearbeitung im Hochtonbereich ist dem parametrischen Equalizer überlassen, den jeder Nutzer nach seinen Vorlieben verändern kann.

Eine unangenehme Überraschung war der Anstieg im Bereich der tiefsten Frequenzen F3 ( Grenzfrequenz bei -3 dB Pegel), wo die Frontlautsprecher praktisch nicht mehr spielen, aber das RSC-Filter versucht, den Frequenzgang mit maximalem Gain bis auf wenige Hertz zu strecken. Das gleiche ist in der Arbeit von Audyssey XT32 zu sehen, die wir nicht bearbeiten können. YPAO hat einen parametrischen Equalizer über dem automatischen Filter, aber leider haben sie es nicht geschafft, diesen Bereich zu begradigen, da seine Mindestfrequenz nur 31,3 Hz beträgt. Dies müssen Sie bei der Einrichtung der Heimakustik oder beim Anschluss eines Subwoofers berücksichtigen - dann beginnt die Kurve, die Grenzfrequenz zu unterschreiten:

Die schwarze Kurve ist das Frequenzgangdiagramm ohne Korrektur, die rote Kurve ist im „By the front“-Modus, die blaue ist ein Versuch, den Equalizer bei 31,3 Hz zu bearbeiten, die grüne ist, wenn die Frequenzweiche für den Subwoofer gedreht ist bei einer Frequenz von 80 Hz eingeschaltet

Aber Dieses Feature erschien nur auf den vorderen Lautsprechern, für die Lautsprecher des mittleren Kanals gibt es keinen Anstieg bei den niedrigsten Frequenzen.

Der Graph des Frequenzgangs des rechten Kanals vor und nach der Kalibrierung (zur Verdeutlichung sowohl der Frequenzgang des Mikrofons als auch des Vorverstärkers):

Die rote Kurve ist der Graph des Frequenzgangs des rechten Kanals vor der Korrektur, die grüne im „Averaged“-Modus, die blaue im „Natural“-Modus

Kommen wir nun zum Mittellautsprecher, der aufgrund seines eigentümlichen Frequenzgangs recht kompliziert ist:

Die rote Kurve ist der Graph des Frequenzgangs des mittleren Kanals vor der Korrektur, die grüne im „Averaged“-Modus, die blaue im „Natural“-Modus

Leider blieben alle Merkmale des Frequenzgangs auch nach dem Einsatz aller Filter auf dem Diagramm, d.h. YPAO hat es versäumt, die Frequenzgangkurve zu nivellieren und näher an die Frontlautsprecher zu bringen.

Wir haben aber einen parametrischen Equalizer auf Lager, mit dem man versuchen kann, den Frequenzgang manuell zu korrigieren. Am Beispiel des Mittelkanals werden die Möglichkeiten eines parametrischen Equalizers zur Bearbeitung des Frequenzgangs im Bass-/Mitteltonbereich evaluiert. Ein paar Änderungen und zum Schluss:

Die rote Kurve ist der Graph des Frequenzgangs des Center-Kanals vor der Korrektur, die blaue im „Front“-Modus mit manueller Equalizer-Bearbeitung

Nach manueller Bearbeitung hat sich die Frequenzgangkurve recht gut eingependelt, was sich auch hörbar bemerkbar macht: Der Center hebt sich jetzt nicht mehr so ​​stark von seinem Klang ab.

Und wenn wir die Frequenzgangkurve des mittleren Lautsprechers über die Frequenzgangkurve des linken Lautsprechers legen, sehen wir, dass sich der Frequenzgang jetzt nicht mehr so ​​stark unterscheidet:

Die rote Kurve ist der Frequenzgang des linken Kanals, die blaue der mittlere Kanal nach manueller Korrektur

Auf dem Diagramm des Vorverstärkers können Sie den Unterschied in den Filtern sehen:

Die rote Kurve ist der Graph des Frequenzgangs des Center-Kanals vom Vorverstärkerausgang vor der Korrektur, die blaue ist im „Averaged“-Modus, die grüne im „Front“-Modus mit manueller Equalizer-Bearbeitung im oberen Band bis 2kHz

Die Bearbeitung des parametrischen Equalizers für den mittleren Kanal auf dem Bildschirm ist wie folgt:

Entzerrung der hinteren Kanäle und des Subwoofers

Kommen wir nun zu den hinteren Kanälen. Nach einem Blick auf die Frequenzgangkurven des Preamps wird klar, dass ohne den aufwändigen RSC-Filter nur ein normaler parametrischer Equalizer auf der Rückseite funktioniert:

Die rote Kurve ist die Frequenzgangkurve im „Natürlich“-Modus, die blaue – im „By edge“-Modus, die grüne – im „Averaged“-Modus

Entweder haben die Yamaha-Ingenieure entschieden, dass die hinteren Kanäle keine zusätzliche Präzision benötigen, oder die Rechenleistung des eingebauten DSP-Prozessors reicht immer noch nicht aus.

Wir finden auf allen Kanälen eines herkömmlichen YPAO-Systems (ohne RSC-Präfix) genau die gleichen Kurven, bei denen nur ein parametrischer Equalizer als Werkzeug zur Bearbeitung des Frequenzgangs verwendet wird (z. B. im Yamaha-Empfänger RX-V1071).

Leider wurden nicht nur die hinteren Lautsprecher, sondern auch der Subwoofer-Kanal des aufwendigen RSC-Filters beraubt:

Die grüne Kurve ist der Frequenzgang des Subwoofer-Kanals vom Vorverstärker vor der Korrektur mit einer 200-Hz-Frequenzweiche, die blaue im „Natural“-Modus

Dementsprechend ändert sich im Automatikmodus der Frequenzgang des Subwoofers praktisch nicht:

Die rote Kurve ist der Frequenzgang des Subwoofer-Kanals vor der Korrektur mit einer 200-Hz-Frequenzweiche, die blaue im „Natural“-Modus, die grüne im „Average“-Modus

Versuche, den Frequenzgang des Subwoofer-Kanals mit einem parametrischen Equalizer zu korrigieren, führten zu keinem großen Ergebnis, da der Mittenfrequenzschritt des Equalizers bei niedrigeren Frequenzen ziemlich groß ist:

Die schwarze Kurve ist der Frequenzgang des Subwoofer-Kanals vor der Korrektur mit einer 200-Hz-Frequenzweiche, die rote Kurve nach der manuellen Bearbeitung mit einem parametrischen Equalizer

Um die Fähigkeiten des Equalizers im Subwoofer-Kanal zu evaluieren, wurde ein zweiter Subwoofer angeschlossen und versucht, den Frequenzgang durch manuelle Einstellungen zu korrigieren. Aber auch in diesem Fall wurde aufgrund der begrenzten Mittenfrequenzen des Equalizers keine signifikante Änderung erreicht. Um den Subwoofer-Kanal vollständig zu bearbeiten, ist es daher besser, einen Subwoofer mit integrierter Kalibrierung oder einen separaten zu verwenden externes Gerät(Als nächstes wird die Verwendung eines externen parametrischen Equalizers beschrieben.)

Aber bei beiden Subwoofern vermeidet die Einstellung der Frequenzweiche auf eine Frequenz unter 80 Hz große Schwankungen im Frequenzgang, die im Ergebnis für viele durchaus akzeptabel sein werden.

Manuelle Bearbeitung des Frequenzgangs mit Behringer FBQ2496

Da wir über die entsprechende Ausstattung verfügten, haben wir uns entschlossen, zum Vergleich mit automatischen Entzerrungssystemen beispielhaft die Möglichkeit der manuellen Klangentzerrung mit einem kostengünstigen externen parametrischen Equalizer zu geben.

Manuelle Bearbeitung des Subwoofer-Kanals

Als solches Gerät wurde ein ziemlich beliebter digitaler parametrischer Equalizer ausgewählt, um den Frequenzgang des Subwoofers als Teil des Behringer FBQ2496-Rückkopplungsunterdrückers anzupassen. Der FBQ2496 hat 20 Filter pro zwei Kanäle. Für jeden Filter wird die Mittenfrequenz ziemlich genau von 20 Hz bis 20 kHz eingestellt.

Im LF-Bereich reicht der Schritt von einem Bruchteil eines Hertz (am Anfang des Bereichs) bis zu mehreren Hertz: 20,00; 20.23; 20.46; 20.70; 20,94; 21.18 ... 60.49; 61.10; 61,80; 62,52; 63,25 ... 120,5; 121,9; 123,3; 124,7; 126,2 ... (Hz).

Im HF-Bereich beträgt der Schritt bereits zehn und hundert Hertz: 5,024; 5,082; 5.141; 5.200; 5,260; 5,321 ... 19,099; 19.321; 19,544; 19,771; 20 (kHz).

Zur Einstellung des Subwoofers wurde der anfängliche Frequenzgang genommen, der Bearbeitungsbereich von 10 bis 120 Hz gewählt, die Filter automatisch im REW-Programm generiert und anschließend per MIDI in den Equalizer geladen.

Filtereinstellungen zum Bearbeiten des Frequenzgangs des Subwoofers

Neben automatisch generierten Filtern basierend auf den Messergebnissen wurden zwei weitere Filter mit folgenden Parametern hinzugefügt:

• Frequenz 44,2 Hz, Verstärkung -2 dB, Q-Faktor 0,5
• Frequenz 153 Hz, Verstärkung -6,5 dB, Q-Faktor 0,16

Die endgültigen Frequenzgangkurven, wenn der Subwoofer mit einer Grenzfrequenz von 200 Hz betrieben wird:

Grüne Kurve - vor dem Equalizer, blaue - Equalizer für 12 Filter

Im Bereich bis 67 Hz biegt sich der Frequenzgangverlauf in eine fast gerade Linie, weiter bis 120 Hz überschreiten die Abweichungen nicht mehr als 3 dB. In Zukunft ist es besser, die Trennfrequenz auf 60 oder 80 Hz einzustellen.

Sie müssen jedoch verstehen, dass nur der Subwoofer-Kanal abgestimmt wurde, und wenn er zusammen mit den Frontlautsprechern funktioniert, müssen Sie die Einstellungen entsprechend anpassen, wenn der Frequenzgang im Niederfrequenzbereich für sie nicht korrekt ist Überlagerung des Signals des Subwoofers und der Frontlautsprecher im Bereich des gewählten Frequenzabschnitts.

Manuelle Bearbeitung der Frontlautsprecher

Falls das System keinen Subwoofer verwendet und die Musik nur über die an einen Stereoverstärker angeschlossenen Frontlautsprecher gehört wird, kann ein parametrischer Equalizer verwendet werden, um den Ton zu korrigieren.

Für den Test wurde der Bereich bis 1 kHz gewählt. Im REW-Programm wurde der Anfangsfrequenzgang zweier Lautsprecher gemessen, eine automatische Filtergenerierung entlang der Zielgeraden bei einem Pegel von 75 dB durchgeführt, dann wurden die Filter per MIDI-Schnittstelle in den Equalizer geladen. Es wurden keine weiteren Anpassungen an den Equalizer-Einstellungen vorgenommen. Alle 20 Filter gingen unter den linken Kanal, nur 17 gingen unter den rechten Kanal.

Das Frequenzgangdiagramm der Equalizer-Ausgänge zeigt, dass die Filter ziemlich komplex geformt sind, stellenweise mit einem schmalen Gütefaktor, was den Einsatz einer großen Anzahl von Filtern für jeden Kanal erforderte.

Änderung des Frequenzgangs für den linken Lautsprecher:

Die rote Kurve ist der Frequenzgang des linken Lautsprechers ohne Equalizer, die blaue mit eingeschaltetem Equalizer, die schwarze vom Equalizer-Ausgang

Ändern des Frequenzgangs für den rechten Lautsprecher:

Grüne Kurve - Frequenzgang des rechten Lautsprechers ohne Equalizer, blau - mit eingeschaltetem Equalizer, schwarz - vom Equalizer-Ausgang

Hier sehen wir, dass für jeden einzelnen Lautsprecher der Frequenzgangverlauf im Bereich bis 1 kHz glatter geworden ist und nur Einbrüche verbleiben, die nicht durch Veränderung der Signalamplitude herausgezogen werden sollten.

Audyssey MultiEQ XT32 in ARC2 (Erweiterte Raumkorrektur 2)

Bisher kamen nur "eiserne" Lösungen in Betracht, wenn das Korrektursystem im Empfänger eingebaut war oder ein externer parametrischer Equalizer verwendet wurde. Aber es gibt auch Softwarelösungen, mit dem Sie das Signal an die Eigenschaften der Raumakustik anpassen können.

Der Nachteil dieser Methode ist der Anschluss an den Computer als Signalquelle, sowie die Verarbeitung von nur 2 Stereokanälen. Der Vorteil ist die Flexibilität der Einstellungen und die Möglichkeit, es in Verbindung mit jedem integrierten Verstärker zu verwenden.

Das ARC2-System (Advanced Room Correction 2) basiert auf der Audyssey MultiEQ XT32-Lösung und ermöglicht es Ihnen, nicht nur an mehreren Punkten zu messen, sondern auch den resultierenden Frequenzgang für jeden Kanal anzuzeigen und die Zielkurve durch Auswahl einer beliebigen anzupassen Voreinstellung oder manuell nach Ihren Wünschen bearbeiten.

Sie können das VST-Plugin in jedem Player verwenden, der VST-Erweiterungen unterstützt, sowie beliebige Sounds in Windows abspielen, sofern mehrere Programme installiert sind. Dazu benötigen Sie:

1. ASIO4All
2. Virtuelles Audiokabel
3. ASIO-FX-Prozessor

Nachdem wir die Ausgabe aller Sounds auf ein virtuelles Kabel konfiguriert haben, schalten wir das ARC2 VST-Plugin im ASIO FX Processor-Programm ein und geben den Sound an den Line-Ausgang der Soundkarte aus.

Um den Frequenzgang mit einem externen Mikrofon zu messen, benötigen Sie eine ASIO-fähige Soundkarte mit einer Abtastrate von 48 kHz.

Frequenzgang des linken Kanals des ARC2-Systems:

Die rote Kurve ist der Frequenzgang des linken Lautsprechers ohne ARC2-Betrieb, die blaue Kurve ist mit ARC2 aktiviert, die grüne Kurve ist mit ARC2 mit aktivierter „Full Range Bass Correction“-Option

Das Ergebnis des ARC2 ähnelt dem, was wir nach Audyssey XT32 im Onkyo-Receiver sehen. Der Unterschied besteht darin, dass wir die Zielkurve in Echtzeit bearbeiten können und sofort das Ergebnis erhalten.

Sie können die Option "Full Range Bass Correction" verwenden, um die niedrigsten Frequenzen auszugleichen, eine der voreingestellten Kurven auswählen und bis zu 4 benutzerdefinierte Kurven bearbeiten. In unserem Fall mussten wir bei Verwendung eines Messmikrofons mit Kalibrierung IK000008 statt IK000002 die Kurve im Hochtonbereich ändern:

Nach der Korrektur in beiden Kanälen erhalten wir am Ausgang zwei gleichmäßige Frequenzgänge:

Grüne Kurve - Frequenzgang des linken Lautsprechers mit eingeschaltetem ARC2, blau - rechter Lautsprecher mit eingeschaltetem ARC2

Vergleichen wir die Frequenzgangkurven am Ausgang des Vorverstärkers des Onkyo-Receivers bei eingeschaltetem „Cinema“-Modus der Audyssey-Einstellung und am Ausgang der Soundkarte, wenn ARC2 arbeitet, können wir sehen, dass sie fast vollständig übereinstimmen und unterscheiden sich nur durch eine kleine Mikrofonverschiebung während der Messung:

Die rote Kurve ist der Frequenzgang des linken Lautsprechers, wenn ARC2 eingeschaltet ist, die blaue Kurve ist der linke Lautsprecher, wenn Audyssey XT32 im Onkyo-Receiver arbeitet

Das ARC2-Softwarepaket kann als eine Art spezifischer Equalizer betrachtet werden, bei dem der Benutzer nicht die Bearbeitungskurve, sondern sofort die erforderliche Frequenzgangkurve am Hörpunkt einstellt und das System die erforderlichen Filter generiert, um den angegebenen Wert entsprechend bereitzustellen die vorläufige Messung vom Mikrofon auf den gewünschten Hörbereich.

Der letzte Vergleich der "eisernen" Ausgleichssysteme

Ich möchte Sie sofort warnen, dass die Empfänger zu unterschiedlichen Zeiten getestet wurden, sodass Sie die Diagramme verschiedener Empfänger vergleichen müssen, mit dem Verständnis, dass das Messmikrofon leicht verschoben sein könnte (obwohl es immer streng nach dem Lineal eingestellt wurde und dann mit Testmessungen im Pure Direct-Modus angepasst, um den Frequenzgang mit früheren Messungen abzugleichen). Die Position des Messmikrofons wirkt sich stärker auf die mittleren und hohen Frequenzen aus, wo alle 5 mm Verschiebung das Bild erheblich verändern können. Im LF-Bereich sind solche Bewegungen praktisch nicht wahrnehmbar, und nur Bewegungen von wenigen Zentimetern sind etwas kritisch.

Um die Unterschiede zu demonstrieren, hier die Grafiken des Frequenzgangs des linken Kanals für jeden Empfänger ohne Verwendung von Korrektursystemen:

Blaue Kurve - Frequenzgang des linken Lautsprechers des YPAO-Systems ohne Korrektur, grün - MCACC-Systeme, rot - Audyssey-Systeme

Wie Sie sehen können, sind die Unterschiede im LF-Bereich minimal und im Rest des Bereichs ebenfalls unbedeutend. Lassen Sie uns daher unter Berücksichtigung dieser kleinen Unterschiede damit beginnen, den Frequenzgang verschiedener Systeme zu vergleichen.

Leider zeigt keiner der getesteten Empfänger in irgendeiner Weise die originalen Graphen des gemessenen Frequenzgangs (zumindest in vereinfachter Form mit 1/6-Oktav-Glättung) zur visuellen Beurteilung von Problemstellen und der Möglichkeit, diese zunächst per Suche teilweise zu lösen für die optimale Platzierung der Lautsprecher und Hörplätze. Alle notwendigen Daten sind nach der Messung vorhanden, und die verwendeten Prozessoren und die Qualität der Bildausgabe an den Fernseher ermöglichen die Anzeige des Frequenzgangdiagramms, aber aus irgendeinem Grund tut dies keiner der Hersteller.

Erwägen Sie, den linken Kanal MCACC und YPAO zu bearbeiten:

Die blaue Kurve ist der Frequenzgang des linken Lautsprechers des YPAO-Systems bei der „Average“-Einstellung, die grüne ist das MCACC-System bei der M2-Einstellung

In der LF-Region sind die Dinge sehr ähnlich, da die Bearbeitungen beider Systeme minimal sind, aber der YPAO-Plot sieht aufgrund der Extrusion einiger Einbrüche etwas besser aus. Bei Frequenzen unterhalb von 40 Hz versucht das YPAO-System durch eine zusätzliche Anhebung den Frequenzgang zu strecken, was ganz nett aussieht und bei geringer Lautstärke sogar angenehm für das Ohr ist, aber Musik mit einer solchen Bearbeitung auf hoher Lautstärke zu spielen wird aufgrund einer möglichen Überlastung des Verstärkungsteils und einer Verzerrung durch den Woofer nicht empfohlen.

Frequenzgangdiagramm des linken Kanals der Audyssey- und YPAO-Systeme:

Die blaue Kurve ist der Frequenzgang des linken Lautsprechers des YPAO-Systems bei der Einstellung „Durchschnittlich“, die rote Kurve ist das Audyssey-System bei der Einstellung „Kino“.

Die Niederfrequenzbearbeitung von Audyssey ist präziser, und die Frequenzgangkurve ist linearer, indem Spitzen abgeschnitten und Einbrüche gezogen werden. Wie das YPAO versucht das Audyssey-System, den Frequenzgang durch Verstärkung des Signals unter 40 Hz zu drücken. Bei Frequenzen um 6 kHz hat der Audyssey eine Verstärkung, die sich hörbar wie ein "offenerer" Klang anfühlt. Der Rest der Grafik ist sehr ähnlich.

Kommen wir zum zentralen Kanal, der für die Analyse der Funktionsweise des Frequenzgang-Korrektursystems am interessantesten ist (aufgrund der anfänglich großen Frequenzgang-Ungleichmäßigkeit dieses Kanals im zu testenden System):

Die rote Kurve ist der Frequenzgang des Mittenkanals des Audyssey-Systems, die grüne die YPAO-Systeme im "Natural"-Modus, die blaue die MCACC-Systeme im M2-Modus

Diagramme nach MCACC- und YPAO-Systemen weisen eine ziemlich große Ungleichmäßigkeit im Frequenzband von 100 Hz bis 700 Hz auf, was vom Ohr als Färbung des Klangs relativ zu den Frontlautsprechern wahrgenommen wird. Die Kurve nach Audyssey ist am gleichmäßigsten und stimmt, wie wir im Teil der Beschreibung von Audyssey MultiEQ XT32 betrachtet haben, praktisch mit dem Frequenzgang der Frontkanäle überein.

Für YPAO wurde jedoch eine manuelle Korrektur mit einem parametrischen Equalizer vorgenommen, und jetzt ist ihr Unterschied zu Audyssey sehr unbedeutend und erscheint nur im Intervall von 100 bis 180 Hz:

Die rote Kurve ist der Frequenzgang des Mittenkanals des Audyssey-Systems, die grüne die der YPAO-Systeme mit manueller Equalizer-Bearbeitung

Vergleichen wir als nächstes mehrere gleichzeitig klingende Lautsprecher gleichzeitig, um zu beurteilen, wie richtig die Bearbeitung war, um ein Signal nicht von einem Lautsprecher, sondern von mehreren gleichzeitig zu reproduzieren - dies ist ein beliebiges monophones Signal, eine Stimme oder ein Instrument, das sich in der Mitte befindet .

Frequenzgang im triphonischen Modus (Fronten + Subwoofer mit Cutoff bei 80 Hz) von MCACC- und YPAO-Systemen:

Die rote Kurve ist der Frequenzgang im tripphonischen Modus des YPAO-Systems bei der „Average“-Einstellung, die grüne ist das MCACC-System bei der M2-Einstellung

Die Frequenzgänge im triphonischen Modus nach der Korrektur durch das MCACC- und YPAO-System sind sehr ähnlich, vor allem im Bassbereich, wo beide Systeme den Subwoofer-Kanal praktisch nicht korrigieren und dann alle Buckel und Einbrüche gemeinsam wiederholen. Die Höhenanhebung des YPAO kann einfach mit dem parametrischen Equalizer verändert werden.

Triphonic (Front + Subwoofer mit Cutoff bei 80 Hz) Audyssey und MCACC:

Die grüne Kurve ist der Frequenzgang im tripphonischen Modus des MCACC-Systems bei der M2-Einstellung, die blaue Kurve ist das Audyssey XT32-System bei der „Cinema“-Einstellung

Die Bearbeitung des Frequenzgangs durch das Audyssey XT32-System ist im Bassbereich sehr deutlich sichtbar, wo im Subwoofer-Kanal fast ein „Regal“ entsteht, und dann alle Buckel abgeschnitten und einige Einbrüche verlängert werden.

Triphonic (Front + Subwoofer mit Cutoff bei 80 Hz) Audyssey und YPAO:

Die rote Kurve ist der Frequenzgang im tripphonischen Modus des YPAO-Systems bei der Einstellung „Durchschnittlich“, die blaue Kurve ist die des Audyssey XT32-Systems bei der Einstellung „Kino“.

Auch hier sehen wir die hervorragende Arbeit von Audyssey im Subwoofer-Kanal und im restlichen Tieftonbereich.

Ein schwieriger Test ist die gleichzeitige Wiedergabe des Signals durch alle Lautsprecher – Front, Center, Rear und Subwoofer. In diesem Fall sind alle Parameter wichtig: Bearbeitung des Frequenzgangs jedes Kanals, korrekt konfigurierter Abstand zu den Lautsprechern, Verstärkungspegel für jedes Signal, Phasenanpassung. Beim gleichzeitigen Einspielen des Testsignals in alle Lautsprecher fiel der Unterschied im endgültigen Frequenzgang recht ordentlich aus:

Die rote Kurve ist der Frequenzgang beim gleichzeitigen Betrieb aller 5.1-Kanäle des YPAO-Systems bei der Einstellung „Average“, die blaue ist das Audyssey XT32-System bei der Einstellung „Cinema“, die grüne ist das MCACC-System bei der Einstellung „Cinema“. M2-Einstellung

Die Kurven des MCACC- und YPAO-Systems stimmen im Frequenzbereich von 100 Hz bis 800 Hz praktisch überein, dann bis 3 kHz bei YPAO gibt es einen leichten Einbruch - offenbar bedingt durch die nur minimal korrigierten hinteren Kanäle. Im Bereich des Subwoofers liegt der Unterschied bei etwa 7 dB, was noch schwer zu erklären ist. Vielleicht liegt der Unterschied an Messfehlern, oder einige Kanäle wurden im MCACC-System auf Large eingestellt (ohne Abschaltung zum Subwoofer), oder vielleicht arbeiten die Systeme die Zerlegung des Stereosignals gleichzeitig in 5 Kanäle auf unterschiedliche Weise .

Die Frequenzgangkurve des Audyssey-Systems hat im Subwoofer-Betriebsbereich ein gleichmäßiges "Shelf", dann aber ein Abfall von ca. 7 dB und dann ein mehr oder weniger gerader Frequenzgang mit Einbrüchen bei Frequenzen von 197 und 356 Hz, aber ohne signifikanten Anstieg bei einer Frequenz von 165 Hz, wie in anderen Systemen, was höchstwahrscheinlich auf die Eigenschaften des zentralen Kanals zurückzuführen ist. Roll-off im 2-kHz-Bereich ist ein Merkmal des Kinomodus und praktisch nicht vorhanden im Musikmodus.

Ergebnisse

1. Audyssey MultiEQ XT 32 für die glattesten Frequenzgangkurven aller Kanäle, einschließlich des Subwoofers
2. YPAO RSC für die gute Arbeit des komplexen RSC-Filters bei der Korrektur von Problemen im Niederfrequenzbereich
3. MCACC für eine klarere Darstellung von Informationen über die vorgenommenen Änderungen
4. YPAO für die Arbeit im gesamten Frequenzbereich
5. Audyssey 2EQ zur Korrektur des Frequenzgangs ungleicher Lautsprecher im HF-Bereich

1. YPAO (alle) für flexiblen parametrischen EQ pro Kanal
2. MCACC für 9-Band-Grafik-EQ und 3-Band-Stehwellen-EQ
3. Audyssey (alle) für Grafik-EQ einschließlich Subwoofer-Kanal-EQ (Onkyo-Implementierung)

1. Audyssey MultiEQ XT 32 und YPAO RSC. Es ist schwierig, sich eindeutig für einen Leader zu entscheiden, da das eine System den Frequenzgang im gesamten Bereich perfekt korrigiert und das zweite, obwohl es den Frequenzgang schlechter korrigiert, die Möglichkeit hat, das Ergebnis mit einem parametrischen Equalizer zusätzlich an persönliche Vorlieben anzupassen .
2. MCACC. Ein guter Satz von Funktionen wird nur durch die zur Bearbeitung verwendeten Werkzeuge begrenzt.
3. YPAO. Automatische Einstellung korrigiert den Frequenzgang der Kanäle nur geringfügig, was eine zwingende Änderung der Einstellungen des parametrischen Equalizers erfordert, um ein akzeptables Ergebnis zu erhalten.
4. Audyssey 2EQ. Die fehlende Bearbeitung unterhalb von 1 kHz erlaubt es Ihnen nicht, den Effekt des Raums zu korrigieren.

Wenn Sie einen Computer als Quelle verwenden und nur Stereoaufnahmen hören, wäre die beste Option, Audyssey MultiEQ XT32 im ARC2-Programm zu verwenden, da eine solche Lösung zwei Eigenschaften auf einmal vereint: eine hervorragende Bedienung des Geräts und die Möglichkeit der manuellen Bearbeitung.

Audyssey 2EQ

Vorteile: Basissystem zur Kalibrierung der Hauptparameter.

Minuspunkte: das Fehlen jeglicher Korrektur im Bereich unter 1 kHz, was Probleme im Zusammenhang mit den Eigenschaften des Raums nicht korrigiert.

Audyssey MultiEQ XT32 (im Empfänger)

Vorteile: am meisten leistungsstarkes System Entzerrung des Frequenzgangs aller Kanäle im vollen Bereich (sowohl für die Eigenschaften des Raums als auch für heterogene Lautsprecher, einschließlich hinterer Lautsprecher und eines Subwoofers), Einfachheit für den Endbenutzer.

Minuspunkte: die Unmöglichkeit, das Ergebnis der Korrektur zu bearbeiten, es gibt keine Möglichkeit, die Parameter vor Beginn der Messungen einzustellen, es gibt keine Möglichkeit, mehrere Ergebnisse der Korrektur zu speichern, wodurch der Frequenzgang aus dem Bereich des Lautsprechers gezogen wird.

Audyssey MultiEQ XT32 (in der ARC2-Software enthalten)

Vorteile: das leistungsstärkste System zur Entzerrung des Frequenzgangs aller Kanäle im vollen Bereich für die Eigenschaften des Raums, die Möglichkeit, die Zielkurve manuell zu bearbeiten.

Minuspunkte: erfordert einen Computer als Quelle, verarbeitet nur die Stereoausgabe, die Komplexität, einen Durchgangspfad einzurichten, um alle Sounds von einem Computer auszugeben.

Erweitertes MCACC

Vorteile: die Möglichkeit, den von der Maschine konfigurierten Equalizer zu bearbeiten, mehrere Speicherzellen für verschiedene Einstellungen und Messergebnisse, eine visuelle Darstellung von Informationen über die vorgenommenen Änderungen, die Genauigkeit der Einstellung der Mittenfrequenz des parametrischen Equalizers des Stehwellenfilters (ab 63 Hertz).

Minuspunkte: kein Equalizer für den Subwoofer, Stehwellenfiltereinstellung erst ab 63 Hz, schlechtestes Ergebnis der Begradigung des Frequenzgangs im Bassbereich, eine Subwoofer-Trennfrequenz für alle Kanäle.

YPAO (regulär)

Vorteile: die Möglichkeit, das Ergebnis mit parametrischen Equalizer-Einstellungen zu bearbeiten.

Minuspunkte: Da keine Feinabstimmung des Subwoofer-Frequenzgangs möglich ist, sind einige Benutzerkenntnisse erforderlich, um den Frequenzgang mit manueller EQ-Bearbeitung, einem großen parametrischen EQ-Mittenfrequenzschritt und maximal 7 Bändern pro Kanal fein abzustimmen.

YPAO RSC

Vorteile: Kombination eines komplexen RSC-Filters zur Korrektur von Problemen im Bass- und Mitteltonbereich mit der Möglichkeit, das Ergebnis mit parametrischen Equalizer-Einstellungen zu bearbeiten.

Minuspunkte: keine Feinabstimmung des Subwoofer-Frequenzgangs möglich, nicht umschaltbare RSC-Filterbearbeitung im manuellen EQ-Modus, kein RSC-Filter für hintere Kanäle und Subwoofer, erfordert einige Benutzerkenntnisse zur Feinabstimmung des Frequenzgangs mit manueller EQ-Bearbeitung, große parametrische EQ-Mittenfrequenz Step und maximal 7 Bänder pro Kanal.

3.2. Hoch- und niederfrequente Korrektur des Frequenzgangs des Widerstandsverstärkers

Um den Frequenzgang eines realen Verstärkers zu korrigieren, um ihn dem Frequenzgang eines idealen Verstärkers anzunähern (siehe Abb. 3.1), werden im LF- und HF-Bereich spezielle Korrekturverfahren verwendet.

Das Schema der Korrektur des HF-Frequenzgangs unter Verwendung der Korrekturinduktivität Lk ist in Abb. 1 dargestellt. 3.8.

Das Funktionsprinzip dieser Schaltung basiert auf einer Erhöhung des HF-Widerstands des Kollektorkreises (Rk + jwLk). Eine Erhöhung dieses Widerstands mit zunehmendem w ermöglicht es, die Verstärkung der Kaskade am RF zu erhöhen. Eine notwendige Bedingung für die Effizienz dieser Schaltung ist die Hochohmigkeit des externen Lastwiderstandes Rl > Rk. Andernfalls überbrückt der niedrige Widerstand Rn den Kollektorkreis, während die Verstärkung der Kaskade durch den Wert von Rn bestimmt wird und wenig von Rk und Lk abhängt. Das Ersatzschaltbild einer Kaskade mit HF-Korrektur bei 1/Yi > Rн > Rк ist in Abb. 3.9 dargestellt, woraus folgt, dass der HF-Frequenzgang des korrigierten Verstärkers nahe bei liegt Frequenzgang paralleler Schwingkreis.

Daher kann es bei nicht optimaler Wahl der Parameter der Korrekturinduktivität Lk zu einem Anstieg des Frequenzgangs des Verstärkers kommen, der zu einer Verzerrung der verstärkten Signale führt. Frequenzgang und RI eines Verstärkers mit HF-Korrektur für optimale und nicht optimale Parameter der Korrekturinduktivität Lk sind in Abb. 3.10 dargestellt.

1.Lk< Lопт 2.Lк = Lопт 3.Lк >Lopt

Es ist ersichtlich, dass die HF-Korrektur nur den HF-Bereich (den Bereich der kurzen Zeiten – Impulsfronten) beeinflusst. Bei Lk > Lopt ist die Anstiegszeit am Ausgang jedoch am kleinsten Pulssignal ein Ausreißer auftritt.

Das Schema der Niederfrequenzkorrektur des Frequenzgangs des Verstärkers ist in Abb. 3.11 dargestellt, wobei Rf und Sf Elemente der Niederfrequenzkorrektur sind, die gleichzeitig die Rolle eines Niederfrequenzfilters im Stromversorgungskreis übernehmen Transistor VT1.

Das Funktionsprinzip der Niederfrequenz-Korrekturschaltung basiert auf einer Erhöhung des Widerstands des Kollektorkreises im Niederfrequenzbereich, daher wie bei der induktiven Hochfrequenz-Korrekturschaltung, dieses Schema nur wirksam bei hochohmiger Last Rн > Rк. Die Kondensatorkapazität Ср wird so gewählt, dass 1/wСФ bei mittleren und hohen Frequenzen erfüllt ist<< Rф (то есть Сф шунтирует Rф), поэтому цепь Сф, Rф практически не оказывает влияния на работу усилителя на СЧ и ВЧ. На НЧ сопротивление Сф становится больше сопротивления Rф, это увеличивает сопротивление коллекторной цепи и как результат - понижает нижнюю граничную частоту полосы пропускания усилителя. При этом отношение Rф/Rк определяет максимально возможный подъем усиления с понижением частоты w, который однако, реально всегда бывает меньше по причине снижения усиления на НЧ из-за разделительного конденсатора Ср.

Der Frequenzgang und RI des Verstärkers mit optimalen und nicht optimalen Parametern der Niederfrequenzkorrektur (1 - ohne Korrektur, 2 - optimale Korrektur, 3 - Überkorrektur) sind in Abb. 3.12 dargestellt.

4. BESCHREIBUNG DER LABOREINRICHTUNG.

Zum Laboraufbau gehören:

1) Laborlayout;

2) Labornetzteil;

3) Universalvoltmeter (Typ V7-15, V7-16).

4) Niederfrequenzsignalgenerator (Typ G3-56, GZ-102).

Das Laborlayout enthält:

a) der untersuchte AC-Widerstandsverstärker mit einem Emitterfolger am Ausgang, um die hochohmige Belastung des Verstärkers zu gewährleisten (siehe Abb. 4.1.).

b) ein eingebauter Impulssignalgenerator (mit der Möglichkeit, die Amplitude und Dauer der Impulse einzustellen), der sich am oberen Teil des Körpers des Labormodells befindet.

Die Laboranlage wird von einer Konstantspannungsquelle En = +12V versorgt. Das Aussehen der Frontplatte mit dem aufgedruckten Schaltbild des Laboraufbaus ist in Abb. 4.2 dargestellt.

5. ARBEITSAUFTRAG

5.1. Untersuchung des Einflusses eines Entkopplungskondensators auf die Charakteristik eines Verstärkers.

a) Montieren Sie die Installation gemäß dem Diagramm in Abb. 5.1. Stellen Sie alle Schalter auf ihre ursprüngliche Position 1.

Stellen Sie den Uout-Wert innerhalb von 10...30 mV ein, um einen linearen Betrieb des Verstärkers sicherzustellen. Untersuchen Sie die Abhängigkeit von Uout von der Frequenz f des Eingangssignals (mit einem konstanten Wert von Uin), erhalten und zeichnen Sie den Frequenzgang des Verstärkers bei 2 Kapazitätswerten Ср (Schalter S4). Bei der Untersuchung des Frequenzgangs empfiehlt es sich, vorab den Frequenzbereich der gleichmäßigen Verstärkung abzuschätzen, in dem die Anzahl der Samples auf 3...4 reduziert werden kann. In den Frequenzbereichen des Frequenzgangs (LF und HF) sollte die Anzahl der Abtastpunkte auf 4 ... 5 erhöht werden.

b) Schließen Sie an den Eingang des zu untersuchenden Verstärkers ein Impulssignal von einem Rechteckimpulsgenerator an (siehe Abschnitt 4). Die Ausgangsspannung des Verstärkers wird mit einem Oszilloskop überwacht. Zeichnen Sie auf dem Oszilloskopbildschirm in einem Diagramm die Form der Impulse am Ausgang des Verstärkers (PX des Verstärkers) für zwei Werte von Cp.

Messen Sie den Abklingbetrag des flachen Teils der Impulsoberseite (in %) für zwei Cp-Werte.

Ziehen Sie Rückschlüsse auf den Einfluss des Trennkondensators Cp auf die Charakteristik des Verstärkers.

5.2. Untersuchung des Einflusses des Kollektorwiderstands auf die Eigenschaften des Verstärkers.

Unter Verwendung des Schemas und der Methoden von p.5.1. Messen Sie die Nennverstärkung Ko, nehmen Sie den Frequenzgang und RI des Verstärkers für 2 Werte von Rk. Konstruieren Sie den Frequenzgang und RI des Verstärkers für zwei Werte von Rk.

Ziehen Sie Rückschlüsse auf die Auswirkung des Kollektorwiderstands auf die Eigenschaften des Verstärkers.

5.3. Untersuchung des Einflusses der Niederfrequenzkorrektur.

Stellen Sie den Schalter S4 auf die Position, die dem niedrigeren Wert von Cf entspricht. Untersuchen Sie den Frequenzgang und RI des Verstärkers für 3 Werte der Niederfrequenzkorrekturparameter. Erstellen Sie den Frequenzgang und den RI des Verstärkers für verschiedene Parameter der Niederfrequenzkorrektur.

Ziehen Sie Rückschlüsse auf den Einfluss von Rf, Sf auf die Eigenschaften des Verstärkers.

5.4. Untersuchung des Einflusses der Hochfrequenzkorrektur

Schalter S1 auf Position Rk max und Schalter S5 auf Position 1.

Untersuchen Sie den Frequenzgang und RI des Verstärkers für 3 Werte der Korrekturinduktivität Lk. Konstruieren Sie den Frequenzgang und RI des Verstärkers für verschiedene Parameter der induktiven HF-Korrektur.

Rückschlüsse auf den Einfluss von Lk auf die Eigenschaften des Verstärkers ziehen.

5.5. Bereiten Sie einen Laborbericht vor.

Der Bericht muss enthalten:

a) eine Schaltung eines AC-Widerstandsverstärkers mit NF- und HF-Korrektur;

b) Messergebnisse, Tabellen und Grafiken, die für Laboraufgaben erforderlich sind;

c) eine Schlussfolgerung über die Übereinstimmung der erhaltenen Ergebnisse mit theoretischen Daten.

6. KONTROLLFRAGEN

1. Elemente der Temperaturstabilisierung des Arbeitspunktes des Transistors und ihre Wahl.

2. Betrieb einer Widerstandskaskade im NF-Bereich.

3. Betrieb einer Widerstandskaskade im HF-Bereich.

4. Einfluss des Trennkondensators Cp auf die Charakteristik des Verstärkers.

5. Einfluss des Kollektorwiderstandes Rk auf die obere Grenzfrequenz und Nennverstärkung.

6. Das Funktionsprinzip der induktiven HF-Korrektur des Widerstandsverstärkers.

7. Frequenzgang des Verstärkers bei optimalen und nicht optimalen Parametern der HF-Elemente – Korrektur.

8. RH des Verstärkers mit optimalen und nicht optimalen Parametern der HF-Elemente – Korrektur.

9. Das Funktionsprinzip der Niederfrequenzkorrektur des Widerstandsverstärkers.

10. Frequenzgang des Verstärkers bei optimalen und nicht optimalen Parametern der NF-Glieder - Korrektur.

11. Verstärker RH mit optimalen und nicht optimalen Parametern der Niederfrequenzelemente - Korrektur.

7. L I T E R A T U R A.

1. Ostapenko G.S. Verstärkergeräte. - M.: Funk und Kommunikation, 1989, Unterabschnitte 1.4, 1.5, 3.2, 4.8.

2. Voishvillo GV Verstärkergeräte. - M.: Funk und Kommunikation, 1983, Unterabschnitte 4.1.1, 4.7.3, 5.3.1, 5.3.3.

3. Mamonkin I. G. Verstärkergeräte. - M.: Mitteilung, 1977, Unterabschnitte 6.3, 7.3, 11.3.