- Небольшое предисловие: сделаю несколько переводов особо информативных и интересных фрагментов хэлпа к программе REW (Room EQ Wizard), которой я регулярно пользуюсь и всячески ее рекомендую. Надеюсь, получится информативно и интересно.
Интерпретация импульсных характеристик - важная часть акустического анализа. Измерение импульсной характеристики может многое рассказать нам о комнате и о том, как в ней будет воспроизводиться звук. Он может показать, какие виды улучшений будут полезны и правильно ли была применена модификация акустических свойств помещения и акустики для достижения наилучших результатов. На этой странице объясняются импульсные отклики, информация, которую можно извлечь из них, и то, как REW может измерять и анализировать такие отклики.
Что такое импульсный отклик?
Прежде чем мы далеко продвинемся в интерпретации импульсного отклика, нам нужно понять, что такое импульсный отклик. Импульсная характеристика - это, по сути, запись того, как будет звучать в комнате очень громкий и очень короткий щелчок - что-то вроде пистолетного выстрела. Причина измерения импульсной характеристики заключается в том, что она полностью характеризует поведение системы, состоящей из измеряемых динамиков и комнаты, в которой они находятся, в точке где размещается измерительный микрофон. Важное свойство импульса, не очевидное интуитивно, состоит в том, что если его разбить на отдельные синусоидальные волны, вы обнаружите, что он содержит все частоты с одинаковой амплитудой. Удивительно, но факт. Это означает, что вы можете определить частотную характеристику системы, определив частотные составляющие, составляющие ее импульсную характеристику. REW делает это с помощью преобразования Фурье импульсной характеристики, которое, по сути, разбивает ее на отдельные частотные составляющие. График величины каждой из этих частотных составляющих является частотной характеристикой системы.
Когда импульсный отклик измеряется с помощью логарифмически развернутой синусоидальной волны, линейный отклик помещения удобно отделяется от его нелинейного отклика. Часть отклика перед начальным пиком в момент времени = 0 на самом деле связана с искажением системы - если присмотреться, там есть уменьшенные, горизонтально сжатые копии основного импульсного отклика - каждая из этих копий вызвана гармоникой искажения, сначала 2-я гармоника, затем третья, затем четвертая и т. д. по мере того, как время становится более отрицательным. Начальный пик и его последующий спад после времени = 0 - это отклик системы без искажений.
В идеальной системе с бесконечной полосой пропускания с полностью поглощающими границами импульсный отклик будет выглядеть как одиночный всплеск в момент времени 0 и ничего больше - самое близкое к этому - измерение отклика обратной связи звуковой карты.
В реальной системе конечная полоса пропускания приводит к расширению отклика (что особенно сильно видно при измерении сабвуфера, поскольку его полоса пропускания очень ограничена). Комнатные отражения добавляются к первоначальному отклику пиками, смещенными на время, которые соответствует тому, насколько далеко им пришлось пройти, чтобы добраться до микрофона - например, если микрофон находился на расстоянии 10 футов от динамика, а отражение звука от стены должно было пройти 15 футов, чтобы достичь микрофона, это отражение будет способствовать выбросу (размазанному в зависимости от характера отражения) примерно через 5 мс после начального пика, потому что звуку требуется около 5 мс, чтобы пройти эти дополнительные 5 футов.
При измерении полнодиапазонных характеристик громкоговорителей (а не характеристик сабвуфера) отражения легче обнаружить, поскольку более широкая полоса пропускания полнодиапазонной системы удерживает пик импульса (и отражения) довольно узким, но вам нужно увеличить ось времени, чтобы увидеть их. Их легче обнаружить с помощью линейной оси Y (установленной на% FS вместо dBFS), а также они легче обнаруживаются при сглаживании ETC, установленном на 0.
Временное окно
После захвата свип-тона выполняется преобразование Фурье для получения импульсной характеристики системы и соответствующей частотной характеристики. Существуют элементы управления для регулировки положения и ширины левого и правого окон, которые определяют часть, используемую для получения частотной характеристики, к этим элементам управления можно получить доступ, нажав кнопку «IR Windows» на панели инструментов.
Окна и покрываемые ими области импульсной характеристики можно просмотреть на графике импульсов, выбрав кривые "Window" и "Windowed". Ориентиром для окон обычно является пик импульса.
Обычно подходят настройки окон по умолчанию. В небольших помещениях может потребоваться более короткая продолжительность окна с правой стороны, около 300-500 мс - если график частотной характеристики выглядит зашумленным и неровным, попробуйте уменьшить период правого окна и нажмите "Apply Windows", чтобы пересчитать частотную характеристику. В очень больших помещениях окно можно увеличить, чтобы улучшить разрешение по частоте.
Разрешение по частоте, соответствующее текущей общей длительности окна (вместе слева и справа), отображается над кнопкой "Apply Windows" - чем больше продолжительность, тем выше разрешение. Размер окна может быть выбран независимо для левого и правого окна.
В дополнение к левому и правому окнам может применяться частотно-зависимое окно Гаусса (frequency dependent window, FDW). Это окно, ширина которого изменяется обратно пропорционально частоте, постепенно сужаясь с увеличением частоты. Ширина окна может быть указана как количество циклов или октавная дробь. Если ширина показана в циклах, то ширина (между точками половинной амплитуды окна) на любой частоте будет равна количеству циклов, умноженному на период этой частоты, например, окно из 15 циклов будет иметь ширину при 1 кГц, равную 15. * (1/1000) = 0,015 с или 15 мс. Соответствующая доля октавы имеет эффект, аналогичный применению сглаживания той же доли октавы, за исключением того, что окно переменных постепенно исключает более поздний звук по мере увеличения частоты, а не просто усредняет его - это похоже на то, как ухо вычленяет прямой звук из динамика на более высоких частотах.
Если frequency dependent window выбрано, окно, зависящее от частоты, применяется после первого применения выбранных левого и правого окон. FDW центрируется на эталонном времени окна - для достижения наилучших результатов оно должно быть на пике импульса.
