关于近场合成的谬误

yyf901

sentiger 发表于 2020-5-4 16:30
请教下Y兄，
在LSPLAB中，扫频和MLS的区别是什么？【测量失真和阻抗都用扫频信号，不知道扫频信号还有其 ...

扫频 是单频信号扫描的过程；
2,30年前条件差，Diy音箱需要一个简单恒流或恒压电路插入功放与扬声器之间，信号源是硬件正弦波发生器，手动从10/20/30，，，往上调输出频率，并把单元二端的电压值描绘在对数或方格表上，然后点间用线连接起来就得到了阻抗曲线和频响曲线；这一过程就是 扫频 ；
MLS 是Maximum Length Sequences （最长序列）的缩写，它是提高测量信噪比的一种算法，目的是摆脱消音室测量的局限性；
MLS序列以 点数 为单位，也就是长度，它的实质是与采样相关的测量分辨率，若声卡采样频率是44100，软件中MLS长度为2^16=65536，则测量分辨率=65536/44100=1.49秒，测量频率分辨率=1/1.49=0.67Hz；

分辨率主要针对低频的测量精度，软件得MLS长度中选择32768就能保证足够精度；

基础理论说，2个相位相同的声波在空气中叠加，其总声压级是增加的，例如，2个一样的喇叭发一样的声，空气中合成的声压级增加3分贝；

这里要特别说明，喇叭装在多大箱体上和管道调谐频率是多少都是事先设计出来的，实测只是验证结果是否符合设计；
若设计环节不当或缺失，箱体和管道尺寸可视为随机，此时还需要查看一条远场频响曲线，根据曲线形态间接评估管道谐振频率是否恰当；

实践中 “近场和导管频响的相加” 主要目的反应真实，所以近场测量距离要相等，然后把它们放在表格中展现其关系，这是给有经验人看的，用于验证设计精度；

由于喇叭在箱体上辐射声波，低频段存在障板跌落，近场测量不能拾取跌落信息，所以近场和远场合成的曲线没有意义，因为它不真实；
务必明白远场测量得到的曲线不好看是因为它真实，DIY的目的就是把不好看的真实曲线通过箱体结构和分频器变为好看；

当然，在需要为第三方提供空气场（或障板）频响曲线情况下，远近场合并曲线是必须的；

sentiger

yyf901 发表于 2020-5-5 03:37
扫频 是单频信号扫描的过程；
2,30年前条件差，Diy音箱需要一个简单恒流或恒压电路插入功放与扬声器之 ...

非常感谢Y兄详细讲解，厉害，受教了。

sjf003

所以玩惯了变懒不作远近场合成，测好喇叭，定好箱体，自绕线圈，多备常用电阻、电容，加一洞洞板，中远场直测直调。

reqius

"一个补偿-8.6dB（20LOG10（3.65/8.5）=-8.6）；"
为什么我用计算器算出来是7.34db？你的8.6db是怎么算的？另外看这样一个例子，185的有效振动直径，55的倒相管直径，计算结果为10.4dB，这就不是8.5dB左右浮动了，这样的直径比在成品箱很常见吧。
“需要注意的是，用“20log10（管直径/振膜直径）”合成时，测量距离必须与振膜和倒管的直径呈固定比例（此试验采用了0.7D：振膜8.5x0.7=6cm，倒管3.65x0.7=2.5cm）。
因为近场声压测量结果对距离很敏感，尤其是口径较小的倒管，测量距离需要很准确才行。”
当然不全是压力型。动圈话筒都是压力型的；电容和驻极体就分压力型和声场型。例如你去淘宝看看，舒伯乐EM888/999都是标注无指向性压力型；Dyton audio的EMM-6就标注为声场型，你所说的距离敏感现象，应该就是压力型话筒所致。声场型话筒没有这个问题，所以测量的时候话筒距离在0.11D以内，等效与振膜零距离，测管压则直接放置在管口平面。差一点点也没有关系，它没有近讲效应的敏感。事实上如舒伯乐888/999这种话筒，更多应用在工程场合测远场和房间特性。音箱调试因为几乎不可避免的需要做低频进场测量合成，它是不合用的。

MclarenFX

业余做箱，近场合成确实比较麻烦。涉及到不同单元尺寸，不同前面板的尺寸，障板跌落都有不同，用LSPCAD和LEAP计算，也往往会获得差异相当大的合成曲线。好在人耳对于中低频比较敏感，可以结合听感做调节。

cbv667hh

好贴，有理有据，关键有实践。。。可以相互探讨学习了

benny1

感谢楼主，解答了困惑已久的问题。

linsong007

reqius 发表于 2020-5-5 14:12
"一个补偿-8.6dB（20LOG10（3.65/8.5）=-8.6）；"
为什么我用计算器算出来是7.34db？你的8.6db是怎么算的 ...

抱歉，我算错了，应该是 20log（3.65/8.5）=-7.3dB。
因为justMLS没法“复盘”，我又重新测试了一遍。但这次测试让我觉得这个“20LOG（直径比）”方法不是很可靠。
下面这两幅图分别是倒相管和单元在0cm、2.5cm、3.6cm上的测量结果。看得出声压值的变化随测量距离的影响很大（且不成比例），。

如果只是将两个同距离上测量的曲线以“直径比”（就是倒管-7.3dB）合成，那得到的结果可谓“五花八门”（下图）。

经过试验发现只有在与直径等比例的距离上测量的曲线（如下图用的是0.7D距离，即倒管为2.5cm、单元为5.9cm）才接近仿真结果。


再看看使用1.414*Fb处交叉的“0度交叉”方法的合成结果。

不论哪种距离的测量，合成后都有近似的结果。（注意图中的红线为0.7D的测量距离后的合成，它与其它曲线在低频段的区别就是近场效应的结果。）
这里主要是例举了相同测量距离的曲线合成，实际中我把不同测量距离的曲线也做了“0度交叉”合成，其结果也是很近似的。

目前看来，“20LOG（直径比）”是个办法，但必须在与直径等比例的距离上进行测量，且受测量距离的精度影响挺大。

锥盆洗手

当低音单元与倒相孔相距较远时，（如后倒相、下倒相布置），合成时还须考虑与距离平方成反比的声衰减。

zengde

虽然看不太懂，但很佩服楼主的钻研精神

mds1978

感谢楼主有理有据的阐述近场合成的方法 特别0相位对齐的方法 真心是貌似顿开

flscs1

linsong007 发表于 2020-5-6 01:41
抱歉，我算错了，应该是 20log（3.65/8.5）=-7.3dB。
因为justMLS没法“复盘”，我又重新测试了一遍。但 ...

JUSTMLS 测试低频本来准确性较差，建议用REW的扫频法测试，结果会比较真实！

lbx

极品贴，顶

Flimagine

flscs1 发表于 2020-5-11 15:38
JUSTMLS 测试低频本来准确性较差，建议用REW的扫频法测试，结果会比较真实！

用REW测得的相位曲线好在设计分频是不好用啊。

dlhujinbo

分析的不错，有理有据，我也觉得以前的合成方法有点问题，分频低音老偏若，中高音比理论多衰减2，3分贝，低音才有感觉，

三条A

据电声学职业人士讲，远场、近场测试都有严格的定义，合成不准确可以从硬件方面加以改善

三条A

从软件方面来讲，JustMLS除了易操作，缺点多于优点。

扬帆远航

分频器就是全电器原件，用通用设备应比电脑软件可靠准确。为了要大电流效过可作个曲线平直带宽够的功放

ZhaoHome

很有营养的帖子，科研精神，顶~~

tjtz886

reqius 发表于 2020-5-4 16:23
“为什么一定要拉低8.6dB”？其实不是一定是8.6dB，这其中是倒相管面积跟单元振膜面积并不一致，导致两者近 ...

这才是最正确的说法其实专业软件已经有这些算法包括在里面了，你导入振膜直径，倒相管直径，然后它会自动合成近场倒相管+扬声器的频响，然后在1米距离测试远场，导入通过3D建模后的障板跌落补偿，通过软件合并后，根本不需要人工调整灵敏度偏差，基本上能完全叠加，修正范围不会超过0.5db，对于低频部分来讲，已经足够精度了。
现在德国klippel 通过所谓的3D全息技术，已经可以在普通办公环境测试出很准确的低频，而且还可以分析在这个房间内的聆听频谱。我们很多人设计音箱，只是考虑了轴向和离轴，并没有考虑房间反射等因素。