Predstavitev

[ma_coule]

Pozdrav vsem, predvsem še gospodu Zoranu Ružiču, avtorju teme.

Do danes nisem vedel za obstoj te teme, zato sem najdenega zelo vesel. Nevedoč, sem po drugih temah smetil oz. gnjavil z aktivnimi sistemi - a brez uspeha. Kar nekaj karavan je šlo mimo, pa so me pustile žejnega... Vsaj smerokaz v to oazo bi mi lahko nakazale...

Za začetek se pridružujem duhu temeljnega koncepta.
Ko bom imel kaj ustvarjalnega dodati - bom dodal.

Mimogrede, tudi sam sem kar nekaj časa pustil na spletni strani SL in - ni mi žal! Posledično tudi moj aktivni sistem temelji na "SL-R paradigmi".
Tam sem tudi zasledil izjemne izdelke gospoda Ružiča.
Njemu pravzaprav veljajo čestitke za oboje izdelke - za "materialne" in pisne!

Za zdravje!

[stormsonic]

še slika gospoda S.Linkwitza

[Zoran]

ma_coule,

pozdrav tudi tebi. Veseli me, da ti je tema blizu. Za kakršne koli dodatne informacije in podobno sem ti na voljo.

Pa naj bo po tvoje,

Za zdravje!

[Zoran]

Naslednji prispevek je moje gledanje na opisano problematiko ter delno tudi povzetki stališč g. Linkwitza (z njegovim dovoljenjem). Skušal sem biti kar se da preprost, vsekakor pa je vse to zelo površen opis. Menim pa, da bo za marsikoga zanimiv. Spoštujem in tudi dovoljujem drugačna mnenja, zato vas prosim, ne zanetite takoj vojne, ampak bodite konstruktivni. Ta prispevek je nujen, ker bo takoj sledil podrobnejši opis Pluto sistema.

Nekaj milionov let evolucije človeške vrste ni kar tako. Boj za preživetje je narekoval funkcionalno uporabo vseh čutil. Med ostalimi je pomembno vlogo odigral sluh. Na odprtem prostoru je bilo potrebno zaznati vse. Čim bolj točno opredeliti in ločiti pomembne od nepomembnih informacij. Če se je nekje v bližini oglasil lev, prva stvar je bila določitev smeri iz katere grozi nevarnost in razdalja do nje. Relativno enostavna naloga. A kaj ko je do človeka prišel še zvok iz druge smeri (odmev)? V tem primeru je bilo treba vedeti, ali gre za odmev rjovenja leva (nenevarno - ignoriramo), ali se mogoče oglaša še drugi lev iz druge smeri (zelo nevarno - ne smemo ignorirati). Na kakšen način to ločiti?

Prvi scenarij; odmev - nenevarno. Programersko povedano (If -> Then -> Else) bi izgledalo takole. Če je vzorec odmeva enak viru in če ima odmev vsaj 6 msec zakasnitve, potem ignoriraj. Gre za odmev.

Drugi scenarij; ni odmev - zelo nevarno. Vzorec informacije iz druge smeri se razlikuje od prvega vzorca. Gre torej za dva vira, nevarnost preži iz dveh smeri, bodi zelo pozoren.

Pračlovek ni imel niti štoparice niti spektralnega analizatorja, da bi lahko vzorčil prihajajoče zvoke in meril časovne razlike med posameznimi zvoki. To vlogo so prevzeli možgani in se naučili ločevati pomembne informacije od nepomembnih. In to lastnost imajo še danes.

Kaj za vraga tale zdaj bluzi s prazgodovino? Ja, temu danes moderni audiofili pravimo psihoakustika. No pa poglejmo, kako to izgleda danes.

Prestavimo življenski prostor pračloveka (odprt prostor) v življenski prostor današnjega človeka (stanovanje, soba) ob zavedanju, da je mašina za odločanje (možgani) več ali manj enaka. V ta prostor (sobo) postavimo vir zvoka ob nam nasprotno steno. Vir naj ima kot svetlobni žarek usmerjeno oddajanje zvoka. Nanj priključimo generator ki proizvaja zvok frekvence denimo 800Hz. Tak vir zvoka usmerimo direktno vase. Z lahkoto bomo locirali pozicijo vira zvoka.

Vir zvoka nadomestimo s takim, ki oddaja zvok enakomerno v vse smeri. Tokrat bodo možgani imeli težje delo. Prišlo bo do odbojev zvočnih valov in ker bodo ti odbiti valovi prepotovali različno dolge poti, bodo časi prispetja do nas različni. Ker imamo v tem primeru samo en ton, imamo izpolnjen pogoj po ujemanju vzorcev. Kako je pa s časovno zakasnitvijo? Možgani bodo ignorirali vse tiste odboje, ki bodo prispeli z zakasnitvijo več kot 6 msec. Pozorni pa bodo na vse tiste odboje, ki bodo prispeli v času krajšem od 6 msec. Prvi bodo prihajali načeloma iz smeri daljših poti (leva, desna in zadnja stena, seveda tudi strop in tla), drugi pa iz smeri stene ob kateri je vir zvoka. To bo sicer pozicioniranje vira zvoka rahlo otežilo ("pokvaril se bo fokus"), a bistveno je, da smo ignorirali precejšen del odbojev.

Na vir zvoka, ki oddaja enakomerno v vse smeri pri vseh frekvencah (omnidirekcionalno), priključimo generator, ki pokriva celoten slišni spekter. Situacija se bo ponovila. Ujemanje vzorca direktnega spektra in odbitega spektra ter časovno razliko več kot 6 msec, bodo možgani upoštevali in ignorirali, ker bodo vedeli da gre za "nenevaren" vir. Vse tisto kar pa bo padlo v časovni interval pod 6 msec pa bodo zajeli, ker ne bodo mogli točno locirati vira. Najbolj kritična je stena ob kateri zvočniki stojijo. Z ustreznim odmikom zvočnikov od te stene povečamo pot odbojev in stem zožimo kot iz katerega odboji prihajajo v času krajšem od 6 msec. A je vseeno polje lociranja malo širše, kot v idealnem primeru, ko imamo samo direkten zvok (zvočnik na odprtem). Oder bo širši.

Preidimo sedaj na bolj konkretne primere. Nadomestimo naš vir zvoka s tipičnim box zvočnikom. V čem se ta razlikuje od prej uporabljenega? Predvsem v načinu, kako oddaja zvok v prostor. Oglejmo si sliko 3 na strani 7. Vidimo enakomerno oddajanje zvoka v vse smeri pri najnižjih frekvencah, ki pa postaja čedalje bolj usmerjeno proti visokim frekvencam. Kako to lahko vklopimo v našo prazgodovinsko dediščino? Predvsem poglejmo odboje. Pri nizkih frekvencah bodo odboji prihajali iz vseh smeri. To lahko rečemo tudi za del srednjih, da bi pa pri visokih praktično izginili. Sadaj pa imamo precej drugačno situacijo, ker se vzorec direktnega zvoka (tukaj slišimo celoten spekter) in vzorec odbitega zvoka (slišimo samo del spektra) ne ujemata več. Na to pa možgani postanejo pozorni, ker to zanje pomeni prisotnost drugega "leva". Pojavi se nek virtualen vir zvoka, ki ves čas odvrača našo pozornost od realnega vira. Vsi dobro vemo kako zvenijo povprečni box zvočniki.

Rešitev tega problema je omnidirekcionalen zvočnik v celotnem frekvenčnem prostoru. V tem primeru bomo imeli podobno situacijo kot v primeru idealnega vira. K temu težijo vsi resnejši proizvajalci zvočnikov. To je bistvo omnidirekcionalnosti, ne pa dobra slišnost v dnevni sobi pojočega zvočnika pri sekljanju čebule v kuhinji.

Kako lahko delno omilimo nevšečnosti brez dodatnih posegov in seveda menjave zvočnikov? Če postavimo zvočnike od vseh sten tako, da zagotovimo vsaj 6 msec zakasnitve odbitega zvoka, smo dosegli kar nekaj. Koliko je to lahko izračunate sami, če upoštevate, da je hitrost zvoka cca 343 m/sec.

Uporaba raznih tretmajev sobe je zelo delikatna tudi v primeru dobrega omnidirekcionalnega zvočnika. Ekstremno pomembno je, da ne porušimo skladnost vzorca (spektra) direktnega in odbitega zvoka. Skratka zagotoviti moramo frekvenčno neodvisno absorbcijo in difuzijo. V primeru povprečnega zvočnika je pa to zelo nehvaležna naloga.

Tokrat nisem omenil še nekaterih vplivov (efektov), kot so simetrična postavitev, RT60, Haas efekt in podobno, a o tem kdaj drugič.

Zoran

[ma_coule]

[stormsonic]

Zoran, eden od redkih zaninivih sestavkov o tem, kaj zmorejo naši možgani. Super
Kolikor spremljam to tematiko, kaže, so ušesa še posebej občutljiva na obračanje faze signala in višje harmonike, še posebej lihe (neparne).
Kar nas potem lahko popelje v nadaljnje debate.

[orc.perc]

misliš harmonike, ki so po vrsti praštevila??
kaj pa če izhajamo iz stališča; človek je predator!?
_________________
-1/3oct.REar

[stormsonic]

ja, 5 in 7 je praštevilo, 9 ni.

Človek kot ultimativni predator (plenilec) ?
Spredaj postavljene oči z zmožnostjo stereoskopskega (binokularnega) vida in barvni vid res nakazujejo na učinkovito sledenje plenu. Tudi vidni kot zaznavanja kaže na to, prav tako količina informacij (okoli 80%) o zunanjem svetu, ki jih dobimo z vidom.

Ampak sposobnost akomodacije kaže, da je pomemben tudi dober vid na bližino. Zakaj bi moral plenilec dobro videti na razdaljo manj kot 1 m, če pa je plen v dosegu rok? Slab nočni vid tudi ne kaže na ultimativnega plenilca.

Tudi zaznavanju svetlobe ni najbolj v prid ultimativnemu plenilcu. Ker je to audio forum, potem pretvorimo valovno dolžino v frekvenco in dobimo razpon zaznavanja od 400 THz do 790 THz, torej niti ne cela oktava

Na straneh postavljena ušesa, ki zaznavajo zvoke z vseh smeri in učinkovit računalnik v glavi, ki razrešuje te odmeve in odboje zvoka ter natančno pozicionira izvor kažeta, da je plenilec lahko tudi plen

Slab voh tudi ni lastnost ultimativnega plenilca.

Plenilci in mesojedi imajo ostre koničaste zobe, ki služijo razkosavanju plena, rastlinojedi in prežvekovalci pa tope.
Ljudje imamo tope zobe.

Prav tako imajo mesojedi kratek prebavni trakt, da meso čimprej zapusti črevesje, še preden začne gniti in se začne razvoj škodljivih bakterij. Rastlinojedi pa dolg prebavni trakt. kjer hrana ostaja v črevesju par dni, da se učinkovito razkroji in prebavi.
Ljudje imamo dolg prebavni trakt.

Torej nismo ravno ultimativni plenilec. Smo pa zaradi razvoja možganov in sposobnosti učenja, uporabe orodja za dosega cilja,....in brezobzirnega uničevanja narave, samih sebe in ostalih živali in rastlin prej ultimativni škodljivec kot pa ultimativni plenilec

Se opravičujem za OT.

[Zoran]

Na prvo žogo je mogoče res videti kot OT, a če izluščimo bistvene ugotovitve (za naše potrebe bistvene), ni več tako. Ena taka je:

[Zoran]

Tudi danes bom povzel nekatera stališča g. Linkwitza, seveda z njegovim dovoljenjem, za katerimi stojim tudi sam. Sicer pa vse več ali manj lahko preberete tudi na njegovi spletni strani. Govora bo o akustiki prostora in ker je problematika zelo obširan, jo bo bom razdelil na več delov. Kdaj bo vse objavljeno ta trenutek težko rečem.

Najprej uvod.

Veliko je bilo napisanega v audio revijah o akustičnih tretmajih sob. Namen takih tretmajev je omogočiti nam slišati več iz zvočnika, manj od sobe. Prepričan sem, da ustrezno narejen sistem lahko igra dobro v različnih sobah in potrebuje le minimalne posege v urejenost sobe, če sploh.

Za razumevanje te trditve poglejmo tipično akustično obnašanje povprečne sobe, katere dimenzije so majhne v primerjavi z valovno dolžino (17m) 20Hz bas tona, toda akustično velike v primerjavi z 200Hz (1,7m) tona (G1 na klavirju).

Pod 200Hz na različnih lokacijah v sobi dominirajo diskretne resonance. Nad 200Hz so te resonance tesno stisnjene v frekvenčnem prostoru in lokacijsko v sobi, soba se obnaša dokaj enakomerno in je še najbolj predstavljena z reverberacijskim časom T60.

Tretma sobe je lahko učinkovit nad 200Hz, toda enako lahko dosežemo bolj estetsko z pohištvom, zidnimi dekoracijami, preprogami in različnimi stvarmi katere imamo radi okoli sebe. Koliko tretmaja je potrebno, ali kako kratek mora biti reverberacijski čas, je odvisno od polarne karakteristike radijacije zvočnika. Pri Orion, Phoenix, ... OB (open baffle) zvočnikih soba postane preveč mrtva, ko T60 pade pod 500ms.

Širjenje zvoka si lahko zamislimo kot širjenje svetlobnega žarka. Tako lahko uporabimo zrcalo, da najdemo področja na stranskih stenah in stropu s katerih se lahko zvok odbije proti preferenčni lokaciji poslušanja. Zvočne enote, kretnica in konstrukcija ohišja, tj. polarna karakteristika radijacije, določajo, ali bodo tako ugotovljena področja, 'osvetljena' od zvoka do pomenljive stopnje. Različni komercialni izdelki so na voljo za odpravo neželjenih refleksij.

Akustično najbolj problematično področje je pod 200Hz, zaradi prostorsko in frekvenčno odvisne neenakomerne porazdelitve sobnih resonanc. Veliko računalniških programov je bilo napisanih za izračun resonantnih modusov za dano sobo, preporočljivih postavitev zvočnikov in položaja poslušanja. Stvarne sobe so veliko bolj kompleksne kot izračunani modeli. Stene niso neskončno toge, sobe imajo okna, vrata, odprtine, različna tla in strope itd. Nadalje, polarna karakteristika in akustična impedanca vira zvoka določata, kateri od potencialnih modusov bo dejansko vzbujen in do katere stopnje. Uporabnost takih programov je marginalna. Enako tudi priporočljive proporcije sobe ni potrebno vzeti bolj resno kot proporcije, ki temeljijo na vizualni estetiki.

Konvencionalni zaprti ali bas refleks model, uporabljen v večini zvočnikov na tržišču, prispeva pomenljivo problemom v sobi pod 200Hz. Gre za omnidirekcionalne radiatorje, ki so nagnjeni k temu, da vzbujajo maksimalno število sobnih resonanc, zlasti kadar so postavljeni v kot sobe. To povečuje zaznavo zvoka pri določenih frekvencah in vodi k potvarjanju posnetega materiala, ker sobne resonance upadajo počasneje kot originalen zvok. Na splošno nizkofrekvenčni odziv omnidirekcionalnih zvočnikov v malih sobah je docela neenakomeren. Poizkusi tretiranja sobe z asorberji bodo naredili le marginalne razlike, razen če uporabimo veliko absorberjev, ali velike absorbcijske površine. Bolje je zmanjšati vrhove v bas področju s parametrično equalizacijo. Luknje v odzivu ni mogoče zapolniti.

Daleč bolj enakomeren odziv v področju pod 200Hz se da dobiti z 'open-baffle', dipol ali 'figure-of-eight' sevajočimi viri. Zaradi svoje usmerjenosti, dipol vzbuja veliko manj sobnih resonanc kot omnidirekcionalen vir. Zaznana razlika pri bas reprodukciji je vznemirljiva, ker smo navajeni slišati nepravilen in bučen bas tipičnih box zvočnikov v akustični majhnih sobah.

Zoran

[berni]

Ravno zadnji stavek me na nek način vznemirja, sedaj imam pravi bas, hiter, kratek in temen a kaj ko sem navajen tudi bučnosti, močnega fundamenta...Po moje tudi velik prostor odnese veliko energije..

[Zoran]

Usmerjenost zvočnika in odgovor sobe

Ob poslušanju glasbe v sobi slišimo dvoje. Direkten zvok, zvok ki prihaja do nas po najkrajši poti in zvok sobe, zvok ki je nastal zaradi resonanc, odbojev in odmevov nastalih zaradi meja sobe in predmetov v njej. To dvoje se združi in tako združeno vpliva na našo percepcijo timbra, časovne usklajenosti in prostorske določitve virtualnega zvočnega vira. Torej, 'off-axis' radiacija zvočnika ima velik vpliv na naravnost zvočne reprodukcije, celo ko poslušamo 'on-axis' in to toliko bolj, bolj ko smo oddaljeni od zvočnikov.

Dva osnovna, a v bistvu drugačna vira zvoka sta monopolni in dipolni radiator. Idealni monopol je akustično majhna pulsirajoča obla, idealen dipol pa nazaj in naprej nihajoča majhna obla. Monopol oddaja zvok enakomerno v vse smeri, medtem ko dipol oddaja zvok usmerjeno z izrazito ničlo v ravnini pravokotni na os nihanja. 3D radiacija ali polarni vzorec monopola je kot površje žoge, pri dipolu pa izgleda kot dve ping pong žogici zlepljeni skupaj. Pri +/-45 stopinjah 'off-axis' je nivo radijacije monopola enak kot 'on-axis' in znaša L=1, za dipol pa velja, da je L=cos(45)=0,7 oziroma 3dB manjši kot 'on-axis'.


Naslednji graf prikazuje značilne vzorce radiacije različnih virov zvoka pri zelo nizkih, srednjih in visokih frekvencah in ob ravnem (frekvenčno neodvisnem) odzivu 'on-axis'. Dejanski zvočniki niso niti pravi monopoli niti pravi dipoli, razen pri nižjih frekvencah, kjer so valovne dolžine velike v primerjavi s dimenzijami ohišja.

Idealen monopol je omnidirekcionalen pri vseh frekvencah. Zelo malo konstrukcij zvočnikov na tržišču dosega tako obnašanje. Ta tip zvočnika vzbuja sobo enakomerno in zaznan zvok ima močan podpis sobe. Rezultat je lahko precej všečen, zaradi velike mere akustičnega povprečenja zvoka sevanega v vseh smereh. Zvočnik teži k temu, da popolnoma izgine v širokem zvočnem polju. Nažalost, direkten zvok je maksimalno prekrit z zvokom sobe in precizna slika se izgubi, razen če poslušamo blizu zvočnikov.

Tipičen box zvočnik je omnidirekcionalen pri nizkih frekvencah in postaja vedno bolj usmerjen proti višjom frekvencam. Tudi če je frekvenčno neodvisen 'on-axis', skupna akustična moč oddana v prostor pade tipično za 10dB (10x) ali več med nizkimi in visokimi frekvencami. Ta nenakomerna porazdelitev akustične moči in stem povezano pri nizkih frekvencah močno vzbujanje sobnih modusov je razlog za znani generični zvok box zvočnikov. To ne vodi k reprodukciji zvoka, ki sledi moto 'true to the original' (moto, ki ga izpostavlja Linkwitz).

Usmerjeno delovanje idealnega dipola je doseženo z 'open baffle' zvočniki pri nizkih frekvencah. Upoštevajte, da za enak 'on-axis' SPL kot pri monopolu, dipol oddaja v prostor le 1/3 moči monopola. To pomeni 4,8dB manjši prispevek vpliva akustike sobe na zaznavo zvoka. To pomeni tudi 4,8dB manj hrupa za sosede, oziroma več glasbe za nas. Ne glede na te prednosti, dipol zvočniki pogosto niso sprejeti, ker se predvideva, da so narejeni kot fizično veliki paneli in kot taki motijo sobno estetiko, ter da imajo hibe, kot so pomanjkanje basa, kritična postavitev in ozek 'sweet spot'.

Te trditve so resnične do določene stopnje glede na specifični design panelnega zvočnika. Zaradi progresivnega kratkega stika med sprednjim in zadnjim delom ob nižanju frekvence reproduciranega signala, membrana open-baffle zvočnika mora potiskati veliko več zraka kot membrana box zvočnika za enak SPL na poziciji poslušanja. To zahteva velike površine radiacije, ker je dosegana ekskurzija membran pri elektrostatskih ali magnetnih panelnih zvočnih enotah ponavadi majhna. Majhen odmik membrane omejuje maksimalen nivo basa. Nelinearna popačenja so pa pogosto precej manjša kot pri dinamičnih enotah. Velika površina radiacije pomeni, da panel postane multidirekcionalen z višanjem frekvence, kar prispeva h kritični postavitvi in poziciji poslušanja.

Če je 'open-baffle' zvočnik zgrajen s konvencionalnimi 'cone type' dinamičnimi enotami z veliko ekskurzijo membrane, potem je ustrezen nivo basa in enoličena 'off-axis' radiacija z lahkoto dosegljiva v izvedbi, ki je bolj sprejemljiva kot je velik panel, čeprav ne tako majhni, kot je to box zvočnik. Ni le nivo basa v sorazmerju s glasbo, ker je prispevek resonanc sobe zelo zmanjšan, ampak je tudi karakter basa zdaj bolj podoben tistemu iz pravih glasbil. Hipoteza je, da so trije efekti združeni pri večji čistosti basa:
1 - OB dipol zvočnik ima vzorec radijacije v obliki osmice in zaradi tega vzbuja manj sobnih modusov.
2 - Skupna akustična moč oddana v prostor je 4,8db manjša kot pri monopolu za enak SPL 'on-axis'. Zato je intenzivnost vzbujenih modusov manjša.
3 - 4,8dB razlike pri nizkih frekvencah je kar veliko zaradi zgoščenosti krivulj enake jakosti v tem delu spektra in kar predstavlja 10dB razlike pri 1kHz med ustreznima krivuljama.

Na ta način je bas reproduciran s dipolom manj prekrit (maskiran) z vplivom sobe, ker dipol vzbuja manj modusov in te v manjši meri. Zaznana razlika med direktnim zvokom in prispevkom sobe je še povečana z psihoakustičnim efektom.

Značilnosti 'off-axis' radiacije določajo do katere stopnje postavitev zvočnika in sobna akustika degradirata natančnost zaznave zvoka. Najslabši v tem pogledu je tipični box zvočnik, temu sledita dipol z veliko površino panela in resnične omnidirekcionalne izvedbe. Najmanj prizadet je zvok OB dipola s 'piston' enotami.

Zoran

[Zoran]

Odmevni ali reverberacijski čas je enostavno najbolj pomemben parameter, ki opisuje akustično obnašanje sobe. Opis, ki sledi, bo mogoče malo bolj tehničen, a bo prikazal kako se zvok v sobi gradi in kako pojema, ter vpliv tega na čistost reprodukcije.

Zvočni valovi med dvema stenama

Za primer poglejmo zvočnik vgrajen v steno sobe in nasproti njega drugo steno na razdalji L. Medtem ko membrana vibrira pošlje zvočni val, ki se odbije od nasprotne stene in se vrne nazaj k prvi. Potem se ponovno odbije k nasprotni steni in tako naprej. Če je frekvenca vibriranja membrane taka, da je dolžina L enaka polovici valovne dolžine, potem je premikanje membrane v fazi z odbitim valom in zvočni pritisk začne naraščati (se graditi). Sčasoma se doseže ravnovesje med energijo, ki jo dovaja membrana in energijo, ki se absorbira na obeh stenah in zraku vmes.

Imamo resonanco stoječega valovanja ali modalno resonanco (mod, modus) pri modalni frekvenci. Če spremenimo frekvenco vibriranja membrane, se bomo premaknili ven iz resonance po resonančni krivulji (srednji graf na zgornji sliki), tipični za vsak preprost sistem, ki vsebuje maso, prožnost in izgube energije. Kakor frekvenca narašča, naslednja resonanca nastopi, ko se valovna dolžina izenači z dolžino sobe L, pri 3/2 valovne dolžine, pri 4/2 itd.

Najnižja možna modalna frekvenca je podana z enačbo (1).

Če na zvočnik pripeljemo stopničasti signal, potem bo zvočni pritisk naraščal od 10% na 90% svoje končne vrednosti v času iz enačbe (2), kjer je BW širina resonančne krivulje v Hz pri polovičnem nivoju (-3 dB). SPL pa bo, ob prenehanju dovajanja signala, opadel na eno milioninko (-60 dB) svoje polne vrednost po času iz enačbe (3).

Faktor kvalitete ali Q-faktor resonance je viden iz enačbe (4).

Primer 1: Če je L = 7,63 m, potem je fmin = 343/(2*7,63) = 22,5 Hz in pod to frekvenco ni več resonanc. Naslednja višja resonanca se bo pojavila pri 45Hz, potem pri 67,5Hz, 90Hz, 112,5Hz itd. Če smo izmerili Trise = 202ms pi 45Hz, potem je BW = 0,7/0,202 = 3,5 Hz in T60 = 2,2/3,5 = 630ms. Faktor Q = 45/3,5 = 12,9 in če T60 ostaja konstanten z višanjem frekvence, potem Q-faktor narašča, denimo Q = 112,5/3,5 = 32,1.

Stoječi valovi v pravokotni, togi sobi

V pravokotni sobi imamo šest površin in število možnih stoječih valov veliko večje, kot v primeru dveh sten. Pri katerih frekvencah se to lahko zgodi je podano z izrazom:

L, W, H (dolžina, širina, višina); l, w, h = 1, 2, 3, itd.

Pri frekvencah pod najnižjo sobno resonanco bo SPL naraščal v razmerju 12dB/oct v primeru zaprtega box zvočnika, ki je 'raven' v neodmevnih pogojih, ter pod pogojem, da je prostor popolnoma zaprt in stene trdne (toge). Pod enakimi pogoji zvok iz dipola ostaja 'raven'. Domače okolje ni nikoli kompletno zaprto, niti so stene dovolj toge, kar napovedovanje obnašanja sobe pri zelo nizkih frekvencah dela ekstremno težavno.

Izračun sobnih modusov, čeprav popularen, ni praktičen za napovedovanje optimalne postavitve zvočnikov ali pozicije poslušanja. Za to je potrebno izračunati transfer funkcijo med zvočnikom in poslušalcem. Transfer funkcija je povezana z sobnimi modusi, toda zelo težko določljiva. Izračun modusov ne upošteva nobenih podatkov o postavitvi zvočnikov, njihovi usmerjenosti in tipu (monopol, dipol), kar določa kateri modusi bodo vzbujeni in v kombinaciji z absorbcijskimi lastnostmi različnih sobnih površin, do katere stopnje se bodo te resonance zgradile. Nekateri menijo, da bodo z izgradnjo sobe drugačne kot pravokotne in z zakrivljenimi površinami, odpravilo stoječe valove. To bo edino spremenilo frekvence, premaknilo njihovo distribucijo in naredilo njihov izračun veliko bolj težaven.

Sobne moduse je možno identificirati na osnovi vrhov in dolin v frekvenčnem odzivu transfer funkcije med zvočnikom in pozicijo poslušanja, a le pri nižjih frekvencah (<150Hz) kjer še niso pregosto posejani. Takšne meriteve so lokacijsko odvisne in težko razložljive glede na njihov slišni učinek. Poslušanje 'multi-burst' testnega signala pri različnih frekvencah nam da slišno


indikacijo katera pozicija v sobi in frekvenčno področje trpi največjo degradacijo artikulacije basa. S to informacijo je mogoče identificirati in elektronsko equalizirati največjega krivca.

Različne sobne parametre je možno izračunati, ki dajo vpogled v splošno obnašanje zaprtega prostora. Število modusov N do danega zgornjega frekvenčnega limita (fm) se da oceniti s enačbo (6) (H. Kuttruff, Room Acoustics, 1991).

Število modusov narašča zelo rapidno s frekvenco in so čedalje bolj stisnjeni med seboj. Njihova povprečna ločenost pri mejni frekvenci (limitu) določa enačba (7).

Primer 2: Vzemimo sobo z L=7,62m, W=4,88m in H=2,74m in dobimo V=102m3, S=143m2 in Le=61m, Pod fm=100Hz, 200Hz, 300Hz in 400Hz število modusov N in njihova povprečna ločenost (oddaljenost) pri fm znaša:

100Hz | 22 | 3,2Hz
200Hz | 126 | 0,8Hz
300Hz | 375 | 0,4Hz
400Hz | 832 | 0,2Hz

Če vzamemo, da modusi v tej sobi pojemajo po času T60=630ms, potem vsaka resonance zasede pas BW=3,5Hz. Iz zgornj tabele je vidno, da bo nekje med 100Hz in 200Hz povprečna ločenost 3,5/3<1,2Hz in tako bodo trije modusi padli znotraj 3,5Hz pasu. To se bo zgodilo pri 157Hz, kot to kaže enačba ( 8 ) za tri prekrivajoče moduse na BW. Frekvenca fs se imenuje Schroeder-jeva frekvenca in označuje približno mejo med področjem reverberacijskega obnašanja sobe (nad fs) in področjem diskretnih sobnih modusov (pod fs).

Odmevni ali reverberacijski čas T60 je odvisen od absorbcijskega koeficienta alfa, ki v tem konkretnem primeru znaša 0,18 (Sabinova enačba (9)).

Odbojna razdalja

Če pogledamo radiacijo v področju reverberacijskega obnašanja sobe nad fs, zvok v točki poslušanja sestavlja direktni zvok iz vira in reverberacijski zvok, ki je več ali manj enakomerno porazdeljen po sobi. Direktni zvočni pritisk pada z oddaljenostjo od vira zvoka in se na neki razdalji Xr izenači z reverberacijskim zvočnim pritiskom. To razdaljo imenujemo 'odbojna razdalja' (ali pa tudi 'kritična razdalja') in znaša:

Ker je smerno ojačanje G=1 za monopolne in G=3 za dipol radiatorje sledi (10), da imajo slednji 1,73 krat daljšo odbojno razdaljo.

Tipična odbojna razdalja v sobi iz Primera 2 je pravzaprav majhna, znaša 0,72m za monopole in 1,24m za dipole. Vendar je razmerje zvočnega pritiska direktnega in reverberacijskega zvoka Ld/Lr 4,8dB večje pri dipolu kot pri monopolu za enak nivo direktnega zvoka. Tako bo na 3m razdalje od vira zvoka pri monopolu direkten zvok 20*log(3/0,72)=12,4dB pod reverberacijskim zvokom, pri dipolu pa le 20*log(3/1,24)=7,7dB.

4,8dB nižji nivo reverberacijskega polja v primeru dipola pomembno zmanjša maskirne vplive sobe na zvočne podrobnosti. To odpravi občutek preobremenitve sobe pri glasnih odlomkih programskega materiala, pa tudi manj hrupa za sosede.

Zoran

[Zoran]

'Najboljše sobe' so vsaj 4,5 m široke, vsaj 6 m dolge in v višino merijo vsaj 2,4 m. To omogoča simetrično postavitev dveh zvočnikov stereo sistema tako, da sta visokotonca vsaj 0,9 m stran od zadnje in stranskih sten. Če sta ta dva 2,4 m narazen, potem je optimalna pozicija poslušanja (sweet spot) na simetrali sobe, ter na razdalji 2,4 m od levega in desnega zvočnika. Širjenju zvoka za poslušalcem tako ostane več kot 2,7 m proste poti preden se odbije nazaj. Simetrična bližnja okolica obeh zvočnikov je zelo pomembna, da si lahko ustvarimo uravnovešeno fantomsko zvočno sliko.

Sobe so lahko tudi veliko večje z zvočnikoma precej bolj kot 0,9 m oddaljenima od sten, toda optimalna razdalja poslušanja ostaja enaka razdalji med zvočnikoma, ali pa do 1,5 krat te vrednosti.

Sobe so zelo različne, kar vpliva na reprodukcijo spodnjih frekvenc in seveda tudi prenosu zvoka od in proti sosedom. Imamo kar imamo, toda če je soba prijazna za bivanje, pogovor ali sprostitev in ni niti 'gola' niti prekomerno oblazinjena, potem je tudi primerna za natančno reprodukcijo zvoka. Soba naj bo opremljena s pohištvom, ima naj neenakomerno trdne površine, knjige in police za razpršitev zvoka, preproge, blazine in mehke površine za absorpcijo zvoka pri višjih frekvencah. Živahna naj bo. Ob dobrih zvočnikih boste pozabili na sobo, če bo soba odgovarjala nazaj iz vseh smeri z enakim, znanim glasom.

Pravzaprav, problem je v zvočnikih!

Običajno velja, da je problem v sobi, če zvočniki ne zvenijo korektno. Dejansko problem je v zvočnikih, ker oni vzbujajo sobo neenakomerno pri različnih frekvencah. Soba le odgovarja nazaj in poslušalčevi možgani ne morejo odvrniti pozornosti od tega. S korekcijami sobe bodo zvočniki zveneli drugače, a to ne bo odpravilo njihovo 'off-axis' frekvenčno odvisnost, ki se odraža skozi sobo.

V predhodnih prispevkih je bilo veliko teorije, ki jo lahko mirno ignorirate. Vaša soba skoraj sigurno ni enaka tistim idealnim sobam, ki so lahko opisane matematično. Nihče vam ne more povedati pravih proporcij sobe, čeprav mnogi to poskušajo. Sobe v katerih doma poslušamo glasbo je veliko težje razumeti in opisati kot koncertne dvorane, ker njihove akustične dimenzije varirajo od tega, da so majhne v primerjavi z 17m valovne dolžine pri 20Hz, pa do tega, da so zelo velike v primerjavi z 3,3cm valovne dolžine pri 10kHz. Koncertne dvorane, akustično velike tudi pri nizkih frekvencah, je lažje analizirati. Vseeno ustvarjanje koncertnih dvoran je mešanica umetnosti in znanosti. Pri planiranju/opremljanju vaše poslušalnice/dnevne sobe upoštevajte zgornja preprosta navodila in pozabite, kar ste brali o 1/3 pravilu, dragih produktih za tretmaje sobe, magičnih 'wood blocks' itd. in uporabite ustrezne zvočnike.

Zoran

[Zoran]

hi_musica:
V temi Nearfield poslušanje si želel nestrokovne odgovore, zato se nisem oglasil tam. V mojih predhodnih prispevkih lahko najdeš odgovor tudi na to vprašanje.

Pasuljaris:
Ko sva se pred letom dni pogovarjala, si mi pripomnil, da se eden od tvojih študentov nebi strinjal z menoj. Tole so moji odgovori na to.

Zoran