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zoom RSS スピーカユニットの位相特性測定

<<   作成日時 : 2017/03/28 17:21   >>

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 前回のネットワークシミュレーションでOmniMICを使って周波数特性と位相特性を取りましたが、よく考えてみると色々問題がありそうです。(図が2つの位相特性)

 個々の特性も気になるところはあるのですが、今考えている問題は2つの異なるユニット間の位相差です。ネットワークのシミュレーションでは相互の位相関係は合成特性に影響を与えますから重要です。

 ところが2つの測定には良く考えると相関がありません。スピーカユニット毎に周波数ー位相特性のデータは得られるのですが、それぞれ測定信号のインパルスを元にした基準点での相対位相データを表していると思われるので、例えば片方のユニットの位置を多少前後に移動させても、個々の測定では自動的に基準点(ユニット)も動くので基本的には得られる位相測定データは同じになります。

 つまり実際にはこの基準点からずれた位置での位相はこのグラフから特に中高域ではズレ量に応じて位相がどんどん回ってくるはずなのに、それをどの程度グラフ(データ)に反映させたらよいかがわかりません。

 実際の合成時には2つのユニットの相互の位相関係で合成時にピークディップができますから、本来正確な測定を機するなら何らか2つデータ間の基準位置差を知る必要があります。

 この辺が前回のシミュレーションで問題にならなかったのはウーファとツィータが同一平面に取り付けられ、構造がコーンとドームタイプのために音源相互の基準位置が近いためです。

 実際、数kHzであれば音源位置の1,2cmの違いでは位相角は10〜20度ぐらいなのであまり合成時の影響はわかり難いところでしょう。

 ただこれもホーンなどズレが大きい場合は合成特性に影響が出てくると思います。この場合はwavelletなどで相互位置関係を補正する必要があるでしょう。ただしwaveletあまり精度が取れないのが弱点ですね。

 この問題はOmniMICだけでなく、インパルスをベースにした測定方法なら同じでArtaやSpekerWorkShopも同様だと思います。中々難しいですね。

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コメント(10件)

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 トゥーイータの位置をオフセットして、アライメントを調整してからomniMICを用いて、キャビネット格納後のFRDデータ(位相を含む)を、フェアフィールド、リスポジのデータを基にワークショップでシミュレーションする方法では如何でしょうか?
grigri
2017/03/28 19:35
 grigriさんコメント有難うございます。

 提案の方法でも残念ながらツィータの位相データはウーファ基準にはなりません。オフセットさせても位相データは同じです。何らかウーファに合わせて後で計算する必要がありますね。

 色々やってみましたらグラフ上でディレイをかけたデータが
「save spliced to another」でセーブできることがわかりました。これでオフセット量が解ればデータが作成できます。

 ただし、それ以前にツイータのオフセット量をどうやって測定で正確に割り出すかですね。
 WAVELETではあまり精度が出ませんし、クロスポイントの位相(nullポイント)ではネットワーク込みでないと出ませんよね。
結果オーライではなく、できれば順を追って詰めてみたいです。
ケン
2017/03/28 21:17
 オフセットはネットワークの場合アナログだからデジタルのようにフィルターの遅延を考えなくて良いから、フリーでのインパルスの差を見ればいいのかな?
ケン
2017/03/28 21:22
ケンさん、こんばんは。

それぞれ測定信号のインパルスを元にした基準点での相対位相データを表していると思われるので...とのことですが、OmniMICはゲート位置が自動的に決まってしまうのでしょうか。

拙宅ではARTAでインパルス応答の解析(Gated measurement)を行う際のカーソルとマーカーの位置をウーファーとツィータで同じにするという方法でやっています。この方法ではオフセットの絶対値は分かりませんが相対的な位相関係は保存されているはずです。実際、Reverse nullのシミュレーション結果が実測でも再現しています。

ちなみにARTAはSP出力を参照信号として取り込むDual channel modeで使っています。

Iridium17
2017/03/28 23:25
Iridium17さん、こんにちは。

ここで言っていることは時間軸のゲートウィンドウとは関係有りません。ツィータとウーファを別々に測定している以上それらの相互間の(距離)位相差がデータに現れないという問題です。  

 例えばツィータのみを5cm奥に下げて測定してみてもツィータとしての位相データは変わりませんが、前の位置のウーファーとの実際の合成を測定すれば相互位相差からリバースヌルは消えてしまうはずです。

 今までのシミュレーションでは問題にならなかったのは相互位相差が小さかったためで、正確なシミュレーションにはこの辺の検討が必要だと思いますがいかがでしょう。
ケン
2017/03/29 11:07
 Network Propertiesのドライバー毎に、Flip polarityで、極性を指定してリバースヌルを確認しますが、その他にOffset値の指定が出来ます。Offset値(距離)を指定すると、位相の検証が出来る様な気がします。この値を調整して、リスポジでの位相のシミュレーションが出来ると良いのですが・・・
grigri
2017/03/29 18:17
 2番目のコメントで書いたとおりオフセット含みの位相角は計算でき保存も出来ます。
 オフセット値さえわかればこの手が使えますね。
ケン
2017/03/29 20:32
ケンさん、こんばんは。

OmniMICは使ったことがないのですが、測定信号はCDから再生するのでしょうか?

ARTAではFull duplex soundcard with synchronous clock for AD and DA convertersを使うことが前提ですが、インパルス応答は必ず同じ時刻で立ち上がります。したがって解析のときにWFとTWのカーソル位置を揃えておけば両者の位相差情報は保存されると思ってます。

Iridium17
2017/03/29 21:35
必ず同じ時刻で、という表現は誤解を招きそうなので訂正します。TWの軸上1mにマイクを置いたとき、拙宅のARTAではいつも9.2ms付近でインパルスが立ち上がります。50cmでは7.7ms、2mでは12.2msといった具合なので、この時間は空気中の伝搬時間+システムのレイテンシで決まっているものと思います。
Iridium17
2017/03/29 22:34
 Iridium17さんの協力でARTAなら位相差を含め、解析スタートを固定すること時間差を含めた位相特性が取れることがわかりました。これならシミュレーションも問題ないわけです。
 この点omniMICはスタートが指定できないのでちょっと不便ですね。

 つまり先に波形が来る方の頭の時間に解析スタートのカーソルで合わせ、そのまま同じ条件で再測定すればよいわけです。(ただしARTAはシェアウェアなのでデータをファイル化するには正規ユーザになる必要があります)
ケン
2017/04/01 08:29

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