超低音音箱和全频音箱之间千赢注册如何校准?这三层干系你得屡清!

2021-09-07 17:59:59

常常听人问起“如何对超低音音箱和全频音箱之间举办校准?”。就这个问题深入研究一下,看看可否得出一个满足的谜底。用超低音音箱来增补全频系统的低频下限,详细说来有3个方面的主要因素。

1.超低音和全频系统的带宽干系(分频)

2.超低音和全频系统的输作声压级干系(增益)

3.超低音和全频系统的信号达到时间干系(延迟)

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最后一项大概是难度最大的,所以我们就先来研究一下。同时我们也要简朴相识一下分频方面的问题,办理了这两项,剩下的增益问题就简朴了。

音箱自己是一种带通设备。因此,为了简化丈量且便于调查图像,笔者将回收高通和低通滤波器来取代实际的音箱。这样获得的功效也根基上贴合实际环境,只不外这样的仿真测试中无法插手实际的丈量发话器,因此也就无法仿真出发话器测试位置变革带来的影响。可是思量到测试发话器位置改变造成的影响主要影响到的是音箱指向性较量明明的高频部门,而音箱在低频段表示出的根基上是全指向特性,测试发话器位置差异造成的影响不大,所以测试发话器位置的问题就不敷为虑了。

别的一个受测试发话器位置影响的因素是,差异发话器位置会导致两组待测音箱(低音和全频)的声音达到测试发话器的间隔产生改变。这样一来,在某些位置丈量的功效大概很好,可是换个丈量位置的话,假如刚好两音箱到发话器的间隔差相当于分频点四周频率的1.5倍波长时,则总体响应曲线上就会呈现凹谷(过问干与抵消)。因此,在举办现场丈量的时候,发起将测试发话器放在听众区里那些振幅和时间差都具有代表性的位置上。

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我们假设有一个全频音箱系统,可以精采地重放60Hz-14kHz的声音。然后,在园地中别的一个位置再增加一只超低音音箱。超低音音箱的下限频率可以到达30Hz。它们的响应曲线如图1所示。此刻我们想要以100Hz为分频点,举办4阶Linkwitz-Riley分频校正。

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由于超低音音箱在该分频点四周的响应曲线较量平直,所以我们可以直接给它加一个100Hz的4阶L-R低通滤波器。可是,鉴于全频音箱组的频响曲线在分频点四周已经呈现了衰减我们需要回收低于4阶的电子滤波器,从而使全频音箱组的声输出与4阶L-R滤波器的100Hz截至频率fc相匹配。

图2所示的是这组全频音箱自己的输出曲线,以及4阶L-R高通滤波的期望响应曲线。为了到达该期望响应曲线的要求,这里给全频音箱加了一个115Hz的3阶巴特沃斯高通滤波器。假如需要越发准确地匹配期望响应曲线,可以适当低落该巴特沃斯滤波器的截至频率,然后再增加个参量平衡器举办更准确的棱调。总之,要让响应曲线尽大概贴合我们的期望曲线。

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图3是将坎坷音音箱输出归并后的响应曲线。此时总体幅频响应完全不切合要求。很明明个中存在抵消。我们知道两组音箱的L-R声学响应该当叠加自平直的响应曲线。可是这里没有,也就是说两组音箱在时域上存在校准不妥的问题。

通过调查图4中通带内的能量包络曲线(ETC),可以确认两者之间简直存在差异步的问题。因此我们需要对全频音箱组举办延迟,可是延迟量要多大才符合呢?

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假如我们选择将全频的峰值达到时间和超低的峰值达到时间对齐,则需要将全频迟14.7ms。可能我们也可以让全频的达到时间贴近超低ETC曲线中的前沿部门。这样全频的延迟时间或许是10ms。

图5和图6别离给出了这两种环境下的时域和频域图像但这两者的幅频曲线看起来都不切合(相对平直的)要求而从时域图像中看,延迟时间较短的功效比延迟时间较长的更抱负些。假如没有其它步伐的话,那么接下来我们还要继承实验揣摩差异的延迟时间,千赢注册,以便找出一个能让时域和频域特性都较量抱负的功效。不外,幸好我们尚有更好的步伐。

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基础问题,在于我们今朝只有超低音输出的低频部门数据。在公式△t=l/△f中,△t是时间判别率,△f是频率判别率:从中我们可以看出更高的频率判别率(更小的△f值)会导致更低的时间判别率(更大的△t值)。

因此,我们需要让超低音输出更高频率的信号(相当于△f值更高,也就是让频率判别率更低),来提高时间判别率,从而更精确地判定出全频需要的延迟时间。大概的话,我们可以将超低的低通滤波器旁通,从而得到更多高频输出信号。这样有助于更准确地判定超低音的能量达到时间。假设我们此刻无法旁通该滤波器,可能纵然旁通之后仍然无法获得足够准确的时间判别率。

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此时,我们需要不借助高频信号,就能得到准确的时间信息。这看似一个不行能完成的任务。简直,纯真在时域内要做到这点是不行能的。可是在频域中,有一种要领可以让我们相当准确地得到时间信息,那就是群延迟。群延迟的数学界说是相位关于频率的负导数。

τg=-dφ/dω

图3和图4显示的是同一丈量进程中音箱各自通带内的差异(域)视图。假如我们来看一看同一数据的群延迟图像,就能获得一些有代价的信息。图中曲线高频部门的平直区域暗示的是该音箱组的信号达到时间。从图中可以看出,全频部门的达到时间约莫是3.3ms,这跟图4中的ETC曲线很是吻合。

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不要被超低音曲线中的高频部门所困扰。那些起伏是因为丈量到的400Hz以上数据信噪比过低造成的。参考图3,超低音音箱的输出在200Hz处下降了24dB,并且我们用的是4阶的滤波器,因此,到400Hz处音箱输出会低于-48dB且急速衰喊。这就难怪高频部门信噪比这么差了。

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我们可以看一下超低群延迟曲线上300Hz阁下位置,得出其群延迟的高频时限。图中对应的约莫是11.0ms。而全频音箱在这个频率上的群延迟约莫是3.9ms。这跟全频音箱在高频上的3.3ms略有差别。这种差别是由于高通滤波器带来的相移、以及音箱自己的高通特性造成的。超低所用的滤波器也会带来雷同的相移,假如我们有足够的丈量信噪比,也能测得出来。

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用11.0ms减去3.9ms,就获得了7.1ms的一个延迟值。按这个值给全频配置延迟,所得功效见图8、图9。这根基上就是我们想要的结果了。图中在150Hz四周有个小于0.5dB的毛病。这是因为高频音箱组的输出没有严格贴合L-R响应曲线(拜见图2)的缘故。

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  尚有一点我以为会有助于相识貌似低通滤波器对达到时间的影响的因素。之所以说是“貌似”是因为这种环境只有在达到时间产生变革的时候才会呈现。图10和图11中别离给出了一个4阶巴特沃斯低通滤波器的ETC和脉冲响应图像。这些曲线中的唯区别在于滤波器的转折频率(-3dB)处。

这些滤波器曲线的真实达到时间都是5ms。图中一个具有5ms达到时间的互补型高通滤波器会和与之互补的低通滤波器相叠合。假如对该高通滤波器配置延迟,使之达到时间高出5ms,那么滤波器叠加后的曲线就会发生如同图5和图6中的问题。
  综上,我们已经看到了,一个电子滤波器的响应会与音箱的响应叠加,从而得到所期望的输出响应(校准)。我们也相识到为什么低通设备会使到速时间表示得比实际值要晚。我们还论证了如何操作群延迟来精确校准输出频率上限受限的设备的延迟时间。但愿上述内容能帮到各人。