Skąd brać dane głośników: karty katalogowe, bazy i własny pomiar

Każde obliczenie kolumny jest tak dobre jak dane, od których wychodzi. Parametry głośnika z karty katalogowej to dobry początek, ale nie ostatnie słowo. Zobaczmy, skąd pochodzą dane, gdzie znaleźć niezależne pomiary i kiedy opłaca się mierzyć samemu.

Karta katalogowa to nie prawo

Producenci mierzą parametry na jednym lub kilku egzemplarzach, często nowych i niewygrzanych, a charakterystykę na nieskończonej odgrodzie. Tolerancja produkcyjna rezonansu wynosi zwykle ±15 %, a po wygrzaniu zawieszenia fs zazwyczaj spada.

Dobrym przykładem jest Dayton RS100-4 z Needle. Katalog podaje fs 84,8 Hz, podczas gdy Acoustic Design Magazin pisze o rezonansie w okolicy 75 Hz. Różnica 10 Hz przesuwa zarówno strojenie, jak i idealną objętość obudowy. W linii takiej jak Needle ma to mniejsze znaczenie, w precyzyjnie zestrojonym bas-refleksie większe.

Gdzie znaleźć dane i pomiary głośników

• Karty katalogowe i pliki producentów. Kilku producentów, takich jak SB Acoustics, Scan-Speak i Dayton Audio, udostępnia do pobrania także pliki FRD i ZMA. Są zmierzone na odgrodzie, a nie w twojej obudowie, ale do pierwszego projektu zwrotnicy wystarczą.
• Zaph Audio. Archiwum porównawczych pomiarów głośników Johna Krutke: charakterystyka częstotliwościowa, zniekształcenia, wybrzmiewanie membrany (CSD) i parametry. Na przykład porównanie 8-calowych głośników niskotonowych. Archiwum jest starsze, ale wiele głośników wciąż jest w sprzedaży.
• HiFiCompass. Duża i stale rosnąca baza pomiarów głośników z wieloma modelami Tang Band, Dayton i SEAS. Użytkownicy forów nazywają ją jedną z najdokładniejszych w internecie.
• Loudspeaker Database. Przejrzyste parametry Thiele-Smalla tysięcy głośników w jednym miejscu.
• Katalog Loudsmith. 1 604 głośniki z kompletnymi parametrami, wymiarami i cenami, bezpośrednio w aplikacji.

Pomiary gotowych kolumn: spinorama

Warto też zajrzeć do pomiarów gotowych kolumn. Pokazują, jak wygląda dobrze zaprojektowana kolumna. Recenzenci tacy jak Erin's Audio Corner i Audio Science Review mierzą skanerem Klippel Near-Field Scanner, który z wielu pomiarów wokół kolumny oblicza charakterystykę jak w komorze bezechowej.

Wynik przedstawia się zgodnie z normą CTA-2034, jako tak zwaną spinoramę, z czterema krzywymi:

• On-axis: charakterystyka na osi.
• Listening window: średnia w zakresie ±30° w poziomie i ±10° w pionie, czyli to, co słyszysz z typowego miejsca odsłuchu.
• Early reflections: dźwięk, który dociera po pierwszym odbiciu od ścian, podłogi i sufitu.
• Sound power: cały dźwięk wypromieniowany we wszystkich kierunkach.

Dobra kolumna ma płaskie krzywe na osi i w oknie odsłuchowym oraz łagodnie opadające krzywe odbić i mocy, bez garbów i dziur. Wśród recenzji jest też zestaw DIY Audio First Fidelia, który pokazuje, że domowa konstrukcja może dorównać kolumnom komercyjnym.

Zmierz to sam

Charakterystyka częstotliwościowa (FRD)

Największy skok jakości zwrotnicy daje zmierzenie głośników w gotowej obudowie. Pomiar uwzględnia dyfrakcję na krawędziach i wpływ obudowy, których karta katalogowa nie może znać. Wystarczy mikrofon pomiarowy, na przykład UMIK-1, oraz pomiar kolumn w Loudsmith albo REW. Każdy głośnik mierzy się osobno, średnie i wysokie tony w polu dalekim, a bas w polu bliskim, i zapisuje wynik jako FRD.

Impedancja (ZMA)

Do impedancji potrzebna jest prosta przystawka: rezystor około 100 Ω szeregowo z głośnikiem i karta dźwiękowa, która mierzy napięcie po obu stronach. Program taki jak REW oblicza impedancję ze stosunku napięć. Impedancja pokazuje rzeczywisty rezonans w obudowie i strojenie tunelu, co jest najlepszym sprawdzianem, że obudowa wyszła tak, jak ją obliczono.

Parametry Thiele-Smalla metodą dodanej masy

Do obliczenia parametrów głośnika wystarczą dwa pomiary impedancji. Najpierw zmierz rezonans w wolnej przestrzeni fs, potem przyklej do membrany znaną masę M (na przykład plastelinę albo monety) i zmierz nowy rezonans fs'. Wtedy:

• masa drgająca Mms = M / ((fs / fs')² − 1),
• podatność Cms = 1 / ((2π · fs)² · Mms),
• objętość równoważna Vas = ρ · c² · Sd² · Cms, gdzie ρ · c² wynosi około 1,42 · 10⁵ Pa.

Qms i Qes program odczytuje z kształtu szczytu rezonansowego. REW robi to automatycznie.

Jak Loudsmith wykorzystuje dane

• Dla każdego głośnika porównuje skuteczność z karty katalogowej z obliczoną z fs, Vas i Qes oraz sprawdza Re względem impedancji. Jeśli dane się nie zgadzają, ostrzega cię i obniża pozycję głośnika w rekomendacjach. W katalogu wychwytuje w ten sposób około 50 głośników z błędem w karcie.
• Bez pomiarów pracuje na parametrach katalogowych i szacuje dyfrakcję na krawędziach na podstawie wymiarów obudowy.
• Gdy wczytasz pliki FRD i ZMA dla poszczególnych głośników, zastępują one model, a zwrotnica jest przeliczana na prawdziwych danych.
• Ze strony pomiaru kolumn wyślesz zmierzony głośnik do aplikacji jednym przyciskiem, bez kopiowania plików.

Dokładnie tak chcę sprawdzić obie moje konstrukcje, Needle i Tang Band z Peerlessem. Dodam pomiary do artykułów, gdy tylko je wykonam.