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发表于 2007-4-7 11:43 | 显示全部楼层
转艺苑上的一个帖子,还没看得太明白

与大黄蜂兄探讨LMS的相位及分频器模拟的精确问题

imxp

LMS测量系统提供的相位曲线是基于测量到的频率响应通过希泊特转换来得到的。对于最小相位系统,可以通过该转换来从相位响应得到频率响应(或者反方向转换)。转换得到的相位曲线称位最小相位曲线。大部分扬声器单元在有效频带内都近似成一个最小相位系统。我们先假设转换过程没有产生误差。
然而最小相位曲线只是一个相对值,在实际的分频器设计系统中如果直接采用这样的曲线,则得到的合成结果是不正确的。( 我没有用过大黄蜂兄的SBM,估计也是计算矢量合成的结果吧)
该如何解决这样的问题呢?其实最小相位曲线是基于单元的声中心作为0度这样去得到的,注意这里说的声中心并非是单元的物理中心或音圈基部又或者振膜深度的一半处,而是要基于测量才能确定的。如果有一MLS的测量系统作为对比的话,我们可以确定其声中心的位置。(具体方法先略)
对于分频器模拟的结果来说,如果单独用最小相位曲线,则不准确,但我们可以先做个校验。那就是先在软件里不设任何的元件,把两单元并联起来,模拟出一条频响曲线。然后我们对两单元并联进行测量,通过调整两单元的相对距离来使测量的结果跟模拟的结果一样。这时候两单元的声中心就对准了,模拟的结果也准确了,加上分频电路后的模拟结果跟实测对比也是准确的,而且这样的设计有个好处就是它们是时间一致的(基于测量点)。
当然如果分频器能模拟出单元稍移前或移后的效应的话(LSPCAD带有),这就不需要在实际中调整两单元的距离了,通过实际测量一次两单元并联的结果,然后在软件里设计两单元的相对距离(前后方向的),使模拟的结果跟测量的结果一样,然后再进行分频器模拟就可以得到精确的结果。(上述两种方法具体在测量的时候还有一些技术细节需要考虑)
我们再回头看看LMS产生的最小相位曲线有没有误差(指跟实际的最小相位曲线相比),根据我的经验和JOHN。K等分析的结果,转换的最小相位曲线的相位变化主要还是根据频率两端的衰减特性来推断的,如果幅频数据中的频率范围足够宽(也就是在频率高低端的数据足够多),这样产生的误差就很小。在实际的测量中,低频单元的幅频数据的频率范围大概从20-20K,这样产生的转换误差在400-3000K附近我估计都还算正确,高音单元的幅频数据如果也如此的话,则对于3K左右的分频点来说,低频部分的相位误差小,而分频点附近还是会产生一定的误差。而对于同样的频率范围来说,我们基本可以肯定20HZ和20KHZ附近的误差会较大。
既然LMS的转换结果跟实际的最小相位曲线有误差的话,那上述的两种校正方法就存在一点问题---------就是无论如何调整单元的前后距离可能都难以使模拟和测量的结果一致,那就有点麻烦了。具体还请大黄蜂兄多做实验,看看是否如我所预测一样。

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发表于 2007-4-7 12:26 | 显示全部楼层
上述的方法用起来应该算是即简单又准确了,可以先做两片可移动的障板,不需要太大,在这两片障板上要完成的是确认声中心的位置差,然后上箱实测,在justlms中把测得的位置差填到某一个单元的offset中,就可以准确得到两个单元的实际频响和相位差数据,用于lspcad的分频设计。

但还有一个小问题,如果最终箱子的障板是倾斜的,象我的那个金字塔,怎么处理比较好?

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发表于 2007-4-7 13:18 | 显示全部楼层
测量话筒都属于驻极电容话筒,因此受年代和使用条件对寿命和性能影响较大,我这支也许是焊接的时候温度过高或者其他什么问题造成的。不过还好平时都用来做QC了,所以只要缺陷是固定的不变也不影响对曲线的判读。

lspcad的模拟精度相当高,不过要建立在重复精确测量的基础上,比如你在1米处进行测量,然后软件、话筒以及被测系统保持在同一个状态、位置,然后给被测系统接入分频器,重复测量,那么模拟值和实测之间的误差会很小。
但是通常我们会关掉软件,移动话筒或者被测系统,等下一次测试的时候因为声卡的音量、软件校正的问题会产生偏移,同时因为话筒和被测系统不能精确重复上一次的摆放位置所以测量结果也产生了偏差

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 楼主| 发表于 2007-4-7 18:52 | 显示全部楼层
上个新结果文件。

比楼顶的应该更准确一点。

004.rar

20.32 KB, 下载次数: 194

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发表于 2007-4-8 18:19 | 显示全部楼层
我有个疑问,想和大家探讨探讨。
关于LSPCAD的低音频响合成,我们是把远场,近场,导向管3段合成,测近场,导向管时距离很小1CM,低音就没有衍射现象,即2PI,而实际我们听音是距离是大于1M,低音就会出现衍射现象,相当的低音能量会向后面散发,即4PI空间,这样低频就会比中低频低6DB,而我们输入LSPCAD的数据是合成的,低音没有衍射现象,低频不会比中低频低6DB,这样设计的粉频器在实际听音是会出现声音单薄,低频偏少的现象.就是频响曲线在中低频开始爬坡.而不是平坦的.
我觉得输入LSAPCAD的数据应该是远场,而不是合成,虽然低频测不准,至少理论上是这样的.
一家之言,欢迎指正

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 楼主| 发表于 2007-4-8 19:09 | 显示全部楼层
我以为,

之所以把远场,近场,导向管3段合成,为的是能比较直观的看到比较正确的单元通频带上箱曲线(至少比不合成的要准),而并不是必须合成才能采用。如果你不想合成,用单远场曲线设计分频影响不太大。只是曲线低端不准不好看而已。

因为远场结果的软肋部分(一般是几百-1KHz以下中低频段)走向很大程度由单元和箱体定下就已基本固定,通常分频器(指滤波器)如何设计基本不对其产生影响。障板越小的箱影响越大,即小书架箱受的影响要大些,但通常小书架箱往往分频点也更高所以也不会影响到很厉害的程度。



业余条件没有无响室条件,注定远场中低频不可能测得十分准确的。

合成曲线虽不是很好的办法,但仍然是比单曲线更好一点的方法。

另外,合成曲线时,其实lspCAD软件里是对于模拟障板造成中低频降低的问题作过考虑的。
(稍后待续)

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 楼主| 发表于 2007-4-8 19:51 | 显示全部楼层
在合成低频远近的步骤中,有一个地方可以将面板造成的中低声压损失模拟并补偿进去的。

请看下图。

在近场曲线(近+管的合成线)与远场合成的步骤中,将出现下面这个页面。

下红圈内 buffle step项即是补偿障板损失的项。先看看不使用此补偿。蓝圈内填入曲线接合点频率,直接修正上红圈内scale电平值将两条曲线电平对齐。

然后来看使用此补偿的情况有什么变化。在buffle step内填入计算好的障板损失的对应频率。

这个计算软件不会帮你完成,要自己手工计算。计算方法也很简单,测出障板最大距离一边到低频单元振膜边缘的距离,算出该距离对应的频率即是需补偿的对应频率。长于此距离的波长(低于此频率)的声波将可以绕过面板从而衰减。落地箱面板底边最长,就量出底边到低频单元振膜下边缘的距离。如是小书架箱,则可能是低频到顶边最长,此时要量出低频单元振膜上边缘到顶边的距离(其中包括跨过高音单元的距离)。得到这一尺寸后,计算出这个长度对应的频率即可。计算方法是声速除以此长度即是对应频率。

比如长边值是35cm,即346M/S除以0.35M,得988.57Hz。

将此频率值填入软件内上述选项后,此时软件内的曲线位置变了,我们将要取中低段的近场线电平降低了(软件模拟障板造成的降低),此时需要再次修正上红圈内scale值(提高),才可以将电平提升回来对齐。

此步即完成障板造成低端降低的计算补偿。再修改延时将相位接好,保存结果。此结果即是带有障板补偿的合成曲线了。
tttttttt111.JPG

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 楼主| 发表于 2007-4-8 20:03 | 显示全部楼层
另外,蓝圈内的曲线接合频率,软件默认是500Hz,梦版的教程取600Hz,使用中觉得仍不尽满意,600-900这段显得过于平滑觉得仍不太准确,实际觉得取800-900左右比较合适。

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 楼主| 发表于 2007-4-8 20:14 | 显示全部楼层
上个图看看。没找到很典型的图对比。

用帖子里留下的2个图截出来对比下,不过这图看得不是太明显。

有意的话可以自己作的时候留意比较一下。
tttttttt111.JPG

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发表于 2007-4-8 21:26 | 显示全部楼层
buffle step是现在比较有争议的一个话题
例如okra兄的落地音箱设计,如果中场1.5米-2米测量距离地面1米的话那么时间窗可以开到4ms,意味着300Hz以上的低频以及落地箱正面产生的buffle效应也应该一并被测量到,那么在软件中再做一次buffle step就有一些过补偿了。
最近我在用leap(bds)做一些模拟和justlms的测量进行对比,出入挺大的。应该和软件的算法以及测量环境有关。

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发表于 2007-4-8 21:50 | 显示全部楼层
因为远场结果的软肋部分(一般是几百-1KHz以下中低频段)走向很大程度由单元和箱体定下就已基本固定,通常分频器(指滤波器)如何设计基本不对其产生影响。障板越小的箱影响越大,即小书架箱受的影响要大些,但通常小书架箱往往分频点也更高所以也不会影响到很厉害的程度。

我不太同意瘦马兄的这句话,如是张板效应比较明显,比如说6DB,就会在分频设计时就必须加大串联电感,把中低频压下来,使之尽可能和低频一样平,可能就会上2MH.而张板效应不明显,比如说2DB,电感可能小于1MH就可以了.

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发表于 2007-4-8 22:44 | 显示全部楼层
我当初的确没有设buffle set.其它的,原理什么的,我就不敢说话了。

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 楼主| 发表于 2007-4-8 23:30 | 显示全部楼层
原帖由 芦苇 于 2007-4-8 21:26 发表
buffle step是现在比较有争议的一个话题
例如okra兄的落地音箱设计,如果中场1.5米-2米测量距离地面1米的话那么时间窗可以开到4ms,意味着300Hz以上的低频以及落地箱正面产生的buffle效应也应该一并被测量到, ...


确实是这样,按理远场测量的结果已经包含了障板的影响,可惜远场的有效频段又不会很低(就我的箱和测试环境来说1米以外就只能开3ms以下的时间窗)必须靠近场补足。

buffle step目前确实还是个争议很大的东西,就我等业余玩家来说,基本上仍属于摸着石头过河。

就我反复对比过的结果来看,按软件中加入buffle模拟的结果,最终的结果频响试听要平衡一点。

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 楼主| 发表于 2007-4-9 00:03 | 显示全部楼层
我不太同意瘦马兄的这句话,如是张板效应比较明显,比如说6DB,就会在分频设计时就必须加大串联电感,把中低频压下来,使之尽可能和低频一样平,可能就会上2MH.而张板效应不明显,比如说2DB,电感可能小于1MH就可以了.


我理解你的意思,你的话也没有错误。但在我看来有点过于抱书本,过于理论化了。难道你真的指望依靠软件就可以连电感值一次都不修改就做出个满意分频器?不可能的啦。

我这句
“因为远场结果的软肋部分(一般是几百-1KHz以下中低频段)走向很大程度由单元和箱体定下就已基本固定,通常分频器(指滤波器)如何设计基本不对其产生影响”

意思是“走向已定”,基本不会变化,就是这段曲线整体形态不变,不会不会产生大的峰谷变化,最多是这段电平的整体需要小幅上抬或下降,亦即原来有峰就有峰,该在分频加LRC补偿就补偿;原来比较平顺就比较平顺,也不会因buffle原因而冒个峰出来。而分频器设计中,该采用什么样的大体结构,形式,不会因这个buffle而变。

简言之就是buffle影响段模拟在麻烦透顶的分频调整过程中根本算不上影响举足轻重的部分。

至于最终抬,降中低频高段曲线以达到最终满意,那是调整的步骤了,要通过反复的 “模拟--上分频实测比较--修改再模拟--再实测比较” 这个繁琐的过程才能达到比较满意的程度。实际是不可能靠一次两次模拟就完美的完成分频。必须得靠反复的实测修改才能最终盖棺定论。

其实实际调试中,重点还是在老生常谈的高低分频点(段)的处理,高低双方要滚降至合适的预定点交叉,高低频响又要能平顺过渡,相位还必须正确接合。。。。条件本来就够苛刻的了,软件模拟还要在此时给你造些误差,这才是真真正正制造了重重困难。其中的变数和麻烦也是超乎想象的大。

相对此来说,低于分频点N个倍频呈的buffle影响段又算得了什么?即使是buffle频率高至2k,分频点低至2k的“变态”小书架又能怎么样,曲线走向不大变就好办,只是“抬”和“降”,“顶”和“压”的问题。
在繁琐的反复调试中,修改下低通电感来改变低通增益的倒S曲线,简直是家常便饭小菜一碟了,每一次修改中不知道你得改它多少次,简直是算不上问题的问题。

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buffle对于大厂家基本上也是含混不清的,有些厂在设计的时候会考虑,有些厂家则不会。Stereophile的主编Joe就直接站出来不主张在测量的时候加入buffle进行曲线调整。
小箱体因为面板尺寸比较小,所以直接测量后buffle显示的会比较突然,有一个阶越的特性,而大箱因为纵横比比较大,所以buffle是渐进性的相对于小箱子更平滑一些。一般障板都不是完全的矩形多少回加入倒角、多边形造型所以在中频段实际上是同时有buffle和diffraction两种效应相互进行影响的,个人看法是对分频器影响更大一些。
不过楼主和okra的这种箱体结构,单元自身边框的diffraction更剧烈一些,而buffle应该会比软件模拟值要低,不大可能会有6个db应该更少才对。

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发表于 2007-5-31 10:55 | 显示全部楼层
我有个建议高手们能不能把这软件具体的教导我们一下啊,有很多地方不懂!~

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继续怀旧……

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发表于 2007-8-23 22:21 | 显示全部楼层
时域要对到这里
sy.JPG

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发表于 2007-8-23 22:26 | 显示全部楼层
为什么不是第一个尖对第一个尖?

瘦马兄这几个图好象是喇叭接反了?

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发表于 2007-8-23 22:28 | 显示全部楼层
这样对的话,似乎单元的起振比信号还早?
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