Menu
Főoldal
Konditeszt
Hangszórók mérése
Hangszórók mérése 2.
H2000 Retro, a projekt
Eladó dolgaim

Hangszórók mérése házilag 1. rész

A frekvencia-amplitúdó átvitel mérése

Legyen a hobbista vájtfülű vagy kevésbé kifinomult érzékekkel ellátott, előbb-utóbb szembesül azokkal a problémákkal, amit a házilagos eszközökkel történő hangváltókészítés jelent. "Kezdő" hangdobozépítőként ki ne töltött volna órákat azzal, hogy - a programmal megtervezett (esetlegesen a gyári adatlap adatait felhasználó) keresztváltóban csalódva - az alkatrészek cserélgetésével, próbálgatással próbált jobb hangot csiholni az éppen elkészült gyöngyszemből? Az eredmény? Sok-sok eltöltött óra, számtalan kapcsolási verzió, jobb és rosszabb hang, kisebb nyereségek, izzadság és kín... És a végén valami mégsem stimmel. Vagy legalábbis nem vagyunk biztosak abban, hogy az eredmény tényleg jó, mert a barátom szerint...stb, stb... Ezt úgyis mindenki maga tapasztalja.

Milyen nehézségekkel jár a "házilagos" hangváltótervezés? Induljunk el a rendelkezésünkre álló adatokból! Jó esetben van egy gyári adatlapunk, amiről azonban tudnunk kell, hogy - a gyártó legjobb szándéka ellenére - nem felel meg erre a célra. Helyesebben: nem erre a célra készült. A gyári adatlapnak ugyanis vannak - gyakran nem is közölt - mérési körülményei, amelyek a legritkább esetben felelnek meg a valós felhasználás mellett adottaknak. Sok gyártó (pl.: peerless, vifa, scan-speak) a mérőhelyiség falába építve méri átviteli adatait, ami teljesen más feltételeket jelent, mint a dobozban való felhasználás. És ez a probléma csupán egy aspektusa, számos más mellett (pl. diffrakciók, nüansznak tűnő hibák, amelyek akár 3-6db-es letöréseket is okozhatnak, stb.), ez azonban nem ennek a cikknek a témája.
Következő probléma a hangszórók megadott és valós érzékenysége. Mennyire bízhatunk a gyártó által közöltekben? Hiába a gondos tervezés, ha az illesztetlenség eleve kizárja az eredményességet. És végül, hogy csak a legfontosabbaknál maradjunk...
A fülünk...bár kényes "műszer", könnyen becsap minket. Ennek több oka is van. Az első és legfontosabb a hangszín érzetének erős emócionális kötődése, amit a hangdoboztesztekben oly' gyakran hallhatunk. (Gondolok itt arra, hogy a hallgatóság "meleg", "lágy", stb. jelzőkkel illet egy dobozt.) Ez visszafelé is működik: ugyanazt a produkciót hallva - lelkiállapotunktól, kipihentségünktől függően - teljesen más véleményt is alkothatunk.
A másik - sokak által nehezen beismert - probléma az, hogy kezdőként még nagyon kevés amatőrben alakult ki az a képesség, hogy - a doboz egy adott hibáját hallva - helyesen ítélje meg a hiba helyét és jellegét. Sokszor gyakorlott tervezőkkel is előfordul ilyen tévedés: a fülünk nem frekvenciamérő. Ki gondolná például, hogy egy pontatlan mélyátvitel okát a középtartományban keresse? No igen, egy gyakorlott tervező biztosan. De Ő is mire menne mérés nélkül?

Bármelyik probléma megoldását is keressük, egyértelműen adódik a válasz: kell egy olyan biztos pont, ami mindezektől a nehézségektől független. Ez az eszköz a mérés. Minden amatőr életében nagy dolog, amikor elkészíti első sikeres saját mérését, hiszen ez a függetlenség számára. Függetlenség a gyári adatok után való kutatástól, azok pontatlanságától, stb.. És egyébként is...ki ne szeretné, ha bármilyen keze ügyébe akadó hangszórót megbízhetóan meg tudna vizsgálni, be tudna mérni?

Én is végigjártam azt az utat, amit - fórumokat olvasva látom - utánam még sokan járnak. Nekik és - remélem - az utánuk következő magyar DIY hangdobozépítő nemzedékeknek szeretnék segíteni egy sorozattal, amiben a hangszórók mérésének otthoni, olcsó lehetőségeit boncolgatom.

 

Egy értékes freeware: az RMAA 5.5

Mielőtt mindenki a fejéhez kapna, hadd mondjam el személyes tapasztalataimat erről az igen hasznos, és ráadásul ingyen letölthető programról. Ezzel az utilityvel egy olyan "tesztlabort" kapunk ingyen, amelynek csak a hangkártyánk képességei szabnak határt. (Nem kell nagy dolgokra gondolni, egy SB Live az esetek 99%-ban megteszi, hangdobozok méréséhez pedig biztosan!) Azzal biztosan sokan tisztában vannak, hogy az évek során ez a program egyéni kezdeményezésből kvázi ipari szabvánnyá nőtte ki magát a hangkártyák tesztelésében. Számos neves gyártó teszteli vele kártyáit, többek között a Creative is.

Hogyan működik az RMAA? Végtelenül egyszerűen: a line out-ból a tesztjelet a kártya line-in csatlakozójára kell vezetni, és így egy zárt hurkú rendszerben méri meg a kártya D/A - A/D rendszerének képességeit (frekvenciaátvitel, torzítás, jel/zaj viszony, IMD, áthallás s csatornák között, stb.). Ez eddig rendben is van...de mit tud még?
A legfontosabb: képes a mért eredményt egy korábbi eredmény adataival kompenzálni. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy ha megmérjük a fentebb említett módszerrel a kártya tulajdonságait, és utána a zárt hurokba egy bármilyen eszközt (erősítő, három fejes deck, stb.) illesztünk, a kompenzációs funkciót használva a rendszer képes a beillesztett eszköz képességeit is pontosan vizsgálni (természetesen a hangkártya képességeinek határain belül. A mai hangkártyák átlagos minőségét figyelembe véve azonban azt mondhatom, hogy a kompenzációs funkció használata sem égetően fontos, mivel az a +/-0,5-1db-es ingadozás, amit a hangkártya maximum jelenthet, nem tekninthető igazán jelentősnek.
Ennél sokkal fontosabb egy jó minőségű elektret kapszula beszerzése, illetve annak megfelelő "dobozolása".

 

A mérőmikrofon

A mérőrendszerünk lelke. Ez az a rész, ami alapvetően befolyásolja az egész rendszer pontosságát, érzékenységét. Nem érdemes tehát az elektret beszerzése során spórolni, hiszen egy jól megválasztott - és aztán gondosan megépített - mérőmikrofon rengeteg bosszúságtól óv meg minket, és nem utolsósorban a rendszerünk legmaradandóbb eszköze lehet. (Nem beszélve a nem elhanyagolható pontossági kritériumról.)

Milyen típust válasszunk? Sajnos - mint oly sok területen - itt is szembesülni fogunk a hazai körülmények okozta nehézségekkel. A "hagyományos", elterjedt típusok nem kaphatók minden sarki "fűszeresnél" itthon. Keresgélésünk során két típust kell szem előtt tartani - biztos vagyok benne, hogy egyik sem ismeretlen azoknak, akik foglalkoznak a témával: a Panasonic WM-61A típusokat (AT, AY, AX),a Panasonic WM-60A típusokat (alverziók mint előbb), illetve az utóbbival azonos Monacor MCE-2000 típust (a képen a WM-60AY).
A két Panasonic gyártmány itthoni beszerzése nehézkes, de megoldható, kb. 1000Ft-os darabonkénti áron. A Monacor MCE-2000 egy már nem gyártott típus, viszont ebből elég sok darab van "elfekvő" készletben a hazai kiskereskedelemben. Érdemes tehát keresni!
A Monacor Hungary is megkereshető az ügyben, hiszen az MCE-2000-nek nemrég hozták ki az utódját, amit viszont - én legalábbis - még nem találtam kisker boltokban.
A fentebb említett típusok kiválóan alkalmasak a házi mérésre, hiszen kis gyártási szórással készülnek, elég érzékenyek (így akár simán a mic in-re kötve is használhatók, ha a hangkártya ad fantomtápot - és a legtöbb ad), és ami a legfontosabb: a neten könnyen fellelhetők a kalibrációs fájlok, amivel pontosan mérhetünk.
Ha végképp nem találunk a fentebbi típusok közül, akkor választhatunk más elektretet is, hiszen a legtöbb ilyen kapszula megfelelően lineáris kb. 8-10kHz-ig. Ez persze jelentősen ronthatja mérésünk pontosságát, a mikrofon minőségétől függően. Érdemes hát jól körülnézni és elkérni/letölteni a gyári adatlapokat. (Amik sokszor távolról közelítik az igazságot sajnos.)

A mérőmikrofon megépítésénél egyetlen dolgot kell szem előtt tartanuk elsősorban: úgy kell a kapszulát beépíteni, hogy annak "eleje" megfelelően szabadon álljon, ne legyen mellette potenciálisan reflektáló felület. (NE süllyesszük tehát semmibe a kapszulát, legfeljebb egy vékony csőbe!)
Jó megoldás lehet egy - a kapszula átmérőjére pontosan passzoló - műanyag cső (lásd alsó mikrofon). Az elektretet ebbe beleragasztva egy minden kívánalomnak megfelelő "dobozolást" kapunk, hiszen a kapszula pontos marad, illetve a mérésnél történő rögzítéshez is megfelelő a doboz mechanikai stabilitása. A csöves megoldásnál fontos, hogy a kapszula mögötti űrt csillapítsuk csőben, mivel ezek az eszközök omnidirekcionálisak, így a mögöttük lévő - esetlegesen - rezonáns "síp" károsan befolyásolja méréseink pontosságát.
Egy másik - sokkal egyszerűbben megvalósítható - megoldás, ha a vezetékek felforrasztása után a kapszulát egyszerűen zsugorcső rámelegítésével rögzítjük a vezetékre (felső mikrofon). Ez a pontosság szempontjából egy nagyon jó megoldás, viszont rengeteg kellemetlenséget okozhat a mérések során, mivel rendkívül nehéz jól rögzíteni. A bal oldali képen a referenciamikrofonhoz történő kalibrálás folyamata látható. Az alsó típus az USA-ban híres Mighty Mike II. (~149USD)

A mikrofon vezetékelése végtelenül egyszerű: az elektret "házát" (elnézést az egyszerűségért, a pontosságot áldozom fel a képletesség oltárán) egy "kis jack" földpontjához, míg az elektret másik pólusát a jack "végéhez", tehát a bal oldalhoz csatlakoztassuk. Akik előerősítőt építenek, azok természetesen az erősítő bemeneteinek megfelelően dolgozzanak. Aki előerősítővel szeretné a problémát megoldani, annak ajánlom a d-audio oldalán található egyszerű és olcsó eszközt, ami megfelelően pontos is. (Persze a mélyfrekvenciás átvitele javítható, de egy hangváltótervezésnél nem az a terület problémás.)

Most, hogy sikeresen megépítettük mérőeszközünket, lássuk, hogyan tudjuk azt használni az RMAA 5.5-tel!

 

Az RMAA 5.5, mint akusztikai mérőrendszer

Úgy tűnik, minden készen áll a méricskéhez. Már csak azt kell részletesen áttekintenük, hogyan kell rendszerünket bekötni, programunkat beállítani ahhoz, hogy jó eredményeket kapjunk.
Első lépés természetesen, hogy telepítsük fel az RMAA 5.5-öt. Miután ezt megtettük, a "hardware" megfelelő vezetékelését kell megoldanunk.
Ez a következőképpen valósítható meg - ábra.

A fenti képen az "egyszerűbb" összeálltást láthatjuk, amit méréshez érdemes használni - ez előerősítő használata nélkül képes működni. A kép elég jól átlátható, de azért vegyük át részletesebben.
A hangkártya vonalkimenetének bal oldalát (a kis jack "hegyét" kell bekötnünk egy - lehetőleg jó minőségű - erősítőre. Az erősítőre csatlakoztassuk a mérendő hangszóróra. Ez előtt kell elhelyeznünk a mikrofonállványt. Nagyon fontos, hogy a mikrofon valóban stabil állványon legyen, hiszen néhány mm-es rezgés is jelentősen befolyásolhatja a mérés eredményeit. A fentebb eleírt mikrofonokat használva megtehetjük, hogy a előerősítő használata mélkül, közvetlenül a hangkártyára csatlakozunk, annak mikrofonbemenetét használva. Természetesen használhatunk előerősítőt is (pl. d-audio), ebben az esetben azonban természetesen használjuk a line in bemenetet! Ha a fenti ábrának megfelelő vezetékelést helyesen bekötöttük, akkor jöhet a szoftver beállítása.

A szoftver beállításait a tálcán található kis hangszóróra kattintva, a keverőpulton kezdjük! Állítsuk a "master volume" és a "wave" jelű potmétereket maximum állásba, míg a többit némítsuk! Ez nagyon fontos, egy kis figyelmetlenséggel nagyon sok bosszúságot és pontatlan mérést okozhatunk magunknak!
Ha ezzel megvagyunk, kattintsunk a Beállítások menü Tulajdonságok opciójára! Itt a "felvételhez" rádiógombot jelöljük meg és jelöljünk ki mindent megjelenítésre! A megjelenő keverőt fogjuk mérésünk során használni. A mikrofon bemenetet jelöljük ki használatra, és a speciális opciói között jelöljük ki a mikforonkiemelést is!

Indítsuk el az RMAA-t! Kattintsunk a test options gombra! Az itt megjelenő menüből az acoustics test fül az, ahol változtatnunk kell, a többit hagyjuk változatlanul. Itt is csak egy kattintásnyi a feladatunk: jelöljük ki az enable acoustics testing mode jelű négyzetet! A program ezután jelzi, hogy a kalibrációs jelet 1000Hz-re állította. Fontos, hogy bármennyire csábít, a subwoofer test jelű négyzetet NE jelöljük be!
Ezzel a mérés alapjai konfigurálva vannak.

 

Most jön a mérés!!! Igen, lehet örülni...bár inkább még ne tegyük, hiszen sok problémánk adódhat még.
Az RMAA ablakában (a test options-t bezárása után) kattintsunk a bal alsó gombra, ami egy mágneshez hasonló. Ezután az alábbi ablakot láthatjuk:

Ne ijedjünk meg, ha nem zöld a kijelző. A keverőn a mikrofonbemenet szintjének, illetve az erősítőn a hangerő állításával kell elérnünk, hogy a recorded level -1db környékén legyen. Ekkor a program jelzi, hogy minden kész van a méréshez. Nyomjuk meg a start test gombot! Ezek után legyünk nagyon csöndben, hiszen már folyik is az akusztikus mérés! A mérés befejeztével válasszunk az eredménynek slot-ot, aztán nézzük meg a grafikont az alábbi ábrán  piros körrel jelölt gombra kattintva! Remélem mindenki elégedett lesz, hiszen élete (talán) első igazi akusztikus mérését nézi!

 

Összegzés

Sokaknak biztosan eszébe jut most, hogy jó, jó, mérés...de mi van a szobareflexiókkal? Nos, én is sokáig kételkedtem az RMAA-s mérés hitelességében. Egészen addig, amíg birtokomba nem került az egyik piacvezető mérőrendszer. Ennek méréseit az RMAA-val a fentebbi módon készültekkel összehasonlítva egyet állíthatok: nem kell emiatt aggódnunk! Nem tudom pontosan hogyan csinálja (valamilyen szinkronizációt használ a kimenet és a bemenet között), de abban biztos vagyok, hogy a mérése messzemenőkig mentes a mérőhelyiség által okozott anomáliáktól. Természetesen szélsőséges esetekben, illetve 500Hz alatt jól látszanak ezek a problémák, de amíg ügyelünk arra, hogy egy jól bebútorozott szoba közepében - és lehetőleg a földön párnával a mikrofon és a hangsugárzó között - állítjuk fel a rendszert, addig tökéletesen megbízhatunk a rendszer által mértekben.
Azt hiszem ezt semmi sem bizonyítja jobban, mint az a tény, hogy a - sokkal drágább és kényesebb - ipari mérőrendszer helyett én is ezt használom inkább a hangváltó tuningja közbeni mérésekhez.

Őszintén remélem, hogy nagy segítsége lehettem most mindazoknak, akik már régen szerettek volna saját váltót építeni, de mérőrendszer hiányában nem mertek, illetve azoknak, akik órák és napok vesződségével sem tudtak valamilyen keresztváltó-problémával zöld ágra vergődni.
A folytatásban szó lesz még a mikrofonok átviteli karakterisztikájáról, az egyes hangszórótípusok helyes mérési technikáiról, mérési módszerekről. Addig is:

MÉRÉSRE FEL!

/Papp József (spexcel)

 


Webdesign: spexcel / Papp József