Taajuusvasteen mittaaminen
Miten onnistun mittaamaan huoneeni korostumia tietokoneen avulla? Sopivien siniaaltojen luominen kyllä onnistuu, mutta mitä softaa olette käyttäneet itse vasteen mittaukseen? Niin, ja mikillähän kai on erityisen suuri merkitys. Millainen sen sitten pitäis olla? tarkoitus olis mitata oikeastaan vaan kuuntelupaikalta, eikä monesta (tai ainakaan kovin monesta) eri paikasta ja lähinnä taajuuksia jotka on alle 500Hz.
Halvalla selviää kun hakee elektroniikkaliikkeestä electreettimikrofonikapselin, 3,5mm jackin ja mikkijohtoa. Audio test bench on hyvä ohjelma vasteen mittaamiseen, ohjelmasta löytyy valkokohinat jne.
Vasteen saa näyttämään aina erilaiselta kun vaihtaa mittaustapaa, vaikka muut asiat pidettäisiin pilkulleen samana. Pitää siis tietää akustiikan ja mittausmenetelmien erot, ettei tee vääriä johtopäätöksiä.
Ensinnäkin huoneen ja kaiuttimen mittaaminen ovat kaksi eri asiaa. Kommentoidaan huonetta kun sitä kerran kysyit. Huonevastekin muuttuu sen mukaan, kuinka paljon annetaan huoneen resonanssien heräillä.
Aluksi teoriaa:
1) Impulssilla mitattaessa mikään huoneresonanssi tai huonekaluresonanssi ei ole ehtinyt käynnistyä ja vaste näyttää enemmänkin kaiuttimen suoralta säteilyltä. Toki riippuu siitä, otetaanko laskentaan mukaan pelkkä suora kaiutinääni vaiko myös huonepintojen kautta heijastuneet äänet. Mutta liian "kuiva" se lopputulos on, ei vastaa korvan aistimaa käytännön kokemusta.
2) MLS-kohinalla tai pinkillä/valkoisella kohinalla mitattaessa pitää käyttää pitkää mittausaikaa, esim. minuutin tai useamman äänitys tehdään ja sitten koko sen kestoajalta otetaan FFT-analyysi. Huoneen resonanssit tällöin hiukan heräävät ja vaste muistuttaa korvan aistimaa paremmin, mukana on paljon heijastusääniäkin. Tosin MLS-kohinapirulainen saattaa kyetä laskemaan heijastuneet pois tuloksesta, taitaa riippua MLS-laitteen/softan kyvyistä. Eli tavallisilla kohinoilla saadaan enemmän huoneheijastuksia mukaan vasteeseen.
3) HITAALLA siniaaltopyyhkäisyllä (monen minuutin kesto) saadaan sitten viimeinenkin huoneresonanssi ja vipattava vitriini ja lepattava jalkalista paljastettua. Kannattaa itsekin maata lattialla yhden testimittaussession aikana (tämän mittauksen tulos toki hylätään koska ihminen huoneessa toimii bassoabsorbenttina) patjan päällä (muuten sydämenlyönnit näkyvät vasteessa jos luut osuvat parkettiin) ja mieluummin hengittämättä maataan, kyllä minuutin verran pärjää. Itse huoneessa makaamalla kuulee ne huonekalujen resonanssit ja voi täten paikallistaa kyseiset särölähteet, jotta pääsee niitä akustoimaan kuntoon hiekalla, bitumilla, kumilla yms. Eli siniaaltopyyhkäisy kertoo parhaiten huoneen vasteen. Tästä on eniten iloa bassopäässä, taajuuksien kohotessa korva alkaa aistia suoraa säteilyä enemmän eli huoneen virheet vähenevät ja kaiuttimen suora ääni alkaa dominoida.
4) On muitakin kaikenlaisia Warbleja ja sahalaitoja ja muuta hassua signaalia, mutta ne ovat rajatumpaan käyttöön sopivia erikoissignaaleja, eivät sovi koko äänialueen mittaamiseen yhdellä kertaa.
Huoneen kokonaisvaste kannataakin siis mitata käyttäen kaikkia mahdollisia menetelmiä ja lopputuloksessa sitten painotetaan sinipyyhkäisyn osuutta bassoilla, kohinoiden osuutta keskitaajuuksilla ja impulssimittausta diskanteilla. Näin vasteesta saa sen oloisen, jotta se vastaa korvan aistimaa, ja VASTA SITTEN aletaan tehdä muutoksia laitteistoon tai sijoitteluun, jos tässä yhdistelmävasteessa on valittamista.
Käytännössä kuuntelupaikka ja kaiutinsijoittelu valitaan alakeskiäänien toiston tasaisuuden perusteella. Tärkeintä olisi saada absouuttinen symmetria aikaan, koska nyt viimeistään mittaajallekin asia paljastuu, eli vasteet ovat täysin erilaisia jos ääntä toistetaan oikeasta tai vasemmasta kaiuttimesta. Vain symmetrisessä sijoittelussa saadaan vasteetkin symmetriseksi. Nämä siis alakeskiäänillä paljastuvat. Alabassoilla korjailu voidaan tehdä sähköisesti ilman äänenlaadun huononemista ja diskanteilla korjausta taas ei saakaan tehdä paljon, eikä ainakaan huonevasteen perusteella (kaiuttimen suoran vasteen perusteella tehtävä lievä diskanttikorjaus on sallittua). Mitä korkeampiin taajuuksiin mennään, sitä vähemmän saa sähköistä korjailua tehdä.
Sitten käytäntöä:
1) Tarvitaan hyvälaatuinen elektreettimikki tai pelkkä elektreettikapseli, johon tehdään teholähde 9 voltin pariston, vastuksen ja erotuskonkan avulla. Näiden osien arvot määrätään mikkikapselin datalehdellä. Symmetrinen mikkikapseli olisi paras, mutta köyhän kannattaa käyttää epäsymmetristä, esim. minä mittaan Monacor MCE 2000 -kapselilla (kolmisen euroa kappalehinta). Valitaan kapseli sen mukaan, mitä lähikauppa myy tai mitä netissä suositellaan muiden kotimittaajien keskuudessa, joilla tarkoitan audiofiilimittaajia, en kännissä dynaamisella karaokemikillä mittaavia kuuroja pellejä. Mikin laatu on tärkeä asia ja tuo Monacor-kapseli hakkaa laadultaan kymmenen-sata kertaa kalliimmat huoltoasemamikrofonit. Kohinataso siinä on suuri, mutta se ei mittauksia haittaa, musiikin/puheen äänitysmikiksi se ei tietenkään kelpaa, hintalapusta uupuu 2 nollaa.
2) Tarvitaan mikille etuvahvistin, jos äänikortissa ei ole tarpeeksi laadukasta mikki-inputtia. Uusi apu tähän tuttuun pulmaan on tämä mikropiiri:
Instrumentation Amplifiers:
---------------------------
TI Unveils Industry's First Digitally Controlled Microphone Preamplifier IC from Burr-Brown Pro Audio Product Line
TUCSON, Ariz. (Dec. 19, 2003) - Texas Instruments
Incorporated (TI) (NYSE: TXN) today introduced the
industry's first digitally controlled microphone
preamplifier IC (integrated circuit) from the company's
Burr-Brown Pro Audio product line. The PGA2500 is designed
for use as a front end for high-performance analog-to-
digital converters in a variety of professional audio
applications, such as microphone preamplifiers, digital
audio mixers and recorders, and broadcast and studio
equipment. See www.ti.com/sc03263.
http://focus.ti.com/docs/pr/pressrelease.jhtml?prelId=sc03263
jolla siis saadaan pc-ohjatusti määrättyä mikkivahvistimen vahvistusaste ja muita ominaisuuksia. Todella käyttökelpoinen kapine jos käyttää erilaisia mikkejä, ei tarvitse enää rakentaa jokaiselle omaa vahvistinta. En ole vielä rakentanut moista kapinetta.
Ylipäänsä itse rakentajan tulee ymmärtää kaikki tekemänsä ja hallita radiohäiriöiden eliminointi ENNEN aktiivivahvistusastetta ja metallikotelointi ja muut nippelihommat. Ellei hallitse, pitää ostaa kaupallinen valmis mikki ja valmis mikkivahvistin. Niilläkin pitää muistaa se, että mikkiin ja/tai mikkietuseen virtaa kytkettäessä voi kärventää äänikortin. Kannattaa varmuuden vuoksi asentaa äänikortin linja-inputtiin potikka, jolla pidetään ääni hiljennettynä virtojen kytkemisen ajaksi, sitten potikalla nostetaan taso ylös eli annetaan erotuskonkan dc:n hissukseen stabiloitua, mittauksen ajaksi potikka voidaan irrottaa kokonaan jos halutaan. Mutta taas ennen mikin/mikkietusen virtojen poiskytkemistä potikka otetaan käyttöön eli vaimennetaan linja-inputti nollaan, vasta sitten nukutetaan mikki ja mikkietunen. HUOM: sama pamahdus esiintyy myös jos liittää/irrottaa mikin jotain kaapelia eli XLR- tai jakkiliitintä, eli todellakin täytyy suojata äänikortin ottoja kaikilta muutosvaiheilta. Noloa jos 3 euron mikkikapselin kiinni kytkeminen tai irtiotto rikkoo 250 euron äänikortin.
3) Tarvitaan mittausohjelmia ja analyysiohjelmia. Mittaamisessa tarvitaan:
a) signaalin tuottaminen (cd-soitin testilevyineen tai pc-ohjelma) ja
b) signaalin äänittäminen eli digitointi (äänikortilla tai dat-nauhurilla) sekä lopuksi
c) signaalin analysointi (pc-ohjelmalla).
Noille kaikille voi olla kullekin tehtävälle omat laitteensa tai softansa tai sitten kaikki hoituu yhdellä softalla, miten vain.
Yhtä kaikki, täytyy muistaa kalibrointi, eli pitää poistaa mittauslaitteiston ja softien aiheuttamat virheet ja epälineaarisuudet. Yleensä se tehdään niin, että ensin kalibroidaan äänikortti kanavineen, sitten mittaushetkellä signaalilähteestä (päätevahvistin) viedään signaali yhteen äänikortin ottokanavaan ja mikrofonilta saatu signaali toiseen äänikortin ottokanavaan, tällöin mikin signaalista saadaan poistettua kaiuttimen päätevahvistimen aiheuttamat virheet. Tietenkin sieltä päätevahvistimelta lähtevä signaali täytyy tasoltaan alentaa, ettei se riko äänikorttia.
Kaikkiin näihin kalibrointeihin ja kaapelointeihin ja kytkentöihin on ohjeet mittaohjelman helpeissä ja tutoriaaleissa. Mutta kolvaamista ja kaapelien itse tekemistä siis tarvitaan, jos tarkat mittaustulokset haluaa.
Aina pitää muistaa säätää tasot niin, että missään ei tapahdu yliohjausta, ja että digitoinnille saadaan tarpeeksi paljon signaalia, että päästään eroon pohjakohinasta. Tämä on paha ongelma impulssimittauksissa, joissa impulssin energiataso on niin mitätön, ettei päästä kunnon sampletasoille millään ja silti on yliohjausvaara muualla ketjussa. Diskantti voi kärähtää yhden pulssin takia, joten kannattaa mitata bassopää erikseen suurilla volumetasoilla ja diskanttipää vasta lopuksi omana sessionaan hiljaisemmilla tasoilla. Kohinamittauksissa diskantti saa maksimitehoa ja voi kärventyä jos mittaus kestää useita sekunteja, kuten sen täytyy kestää.
Reaaliaikainen analyysi (kohinalla) on nopein tapa aloittaa huoneakustiikan virittäminen, päästään summittaiseen tulokseen viiveettä. Tällöin ei vielä tarvita välttämättä kalibroitua systeemiä, tutkitaan vain perusvikoja ja kaiuttimen sijoituspaikkaa ja mikin sijoituspaikkaa ja laitteiston säätöjä (terssikorjain, jakosuodin yms.). Esim. subbarin tason sovitus pääkanaviin on helpoin tehdä reaaliaikaisesti analysoimalla ja volumenuppeja vääntämällä.
Volumetaso pidetään kohtuullisena, koska muuten diskantti hajoaa kun se minuutti/tuntitolkulla joutuu huutamaan. ONNEKSI hyvissä ohjelmissa voi määrätä kohinan taajuusalueen, eli ei suotta kannata kohista niillä taajuuksilla, joita ei olla tutkimassa.
Jälkikäteinen analyysi (kaikilla mittausmenetelmillä) vie enemmän aikaa, tuntikausia. Itse mittaus sinänsä ei vie kuin esim. 30 sekuntia, mutta kun niitä mittauksia tehdään kymmeniä-satoja niin aikaa palaa. Mittaääniä mittahetkellä toistettaessa päähuomio pidetään tasoissa, ettei yliohjaa tai hukuta pohjakohinaan. Kun mittaukset on digitoitu eli tallennettu, voi seuraavina päivinä rauhassa jatkaa niiden analysointia. Yöt siis käytetään kohinoiden, siniliukujen ja pulssien napsunnassa, päivisin analysoidaan tuloksia.
Ohjelmia on lukemattomia, minä käytän:
1) Speaker Workshop 1.06, Ilmainen, vaikeakäyttöinen mittasignaalien generoimiseen, digitointiin, analysointiin sekä komponenttien mittaamiseen, puhekelat mukaanlukien. Ei reaaliaikaisuutta, mutta esim. 10 sekunnin välein saa uuden vasteen näkyville kun panee mittausluupin pyörimään. Sopii siis huoneakustiikan mittaamiseenkin, koska signaaleja on tuhottomasti erilaisia. Mittasignaalin toistamisella tuloksen tarkkuus paranee, eli jos kohinamittasample kestää vain 7 sekuntia niin kun sen panee toistaen 8 kertaa putkeen (56 sekuntia pitkä mittasessio) niin sillä saa 18 dB virhekohinoita alennettua, vai oliko se 9 dB, en muista. Helpeissä kerrotaan tarkemmin näistä optimoinneista.
2) SpectraLAB 432.17, puoliammattilaisille sopiva kallis, mutta erittäin helppokäyttöinen REAALIAIKA+jälkikäteis-analyysiohjelma. Hieman huono tuottamaan signaaleja ja äänittämään niitä, mutta analyysisoftana erinomainen. Jos etsii yhtä ainoaa ohjelmaa niin tämä voisi olla se. Demona sitä voisi ainakin kokeilla, että pääsee jyvälle reaaliaikamittaamisesta ja jälkianalyysistä.
3) SpectraRTA 1.32.13, puoliammattilaisille sopiva kallis, mutta erittäin helppokäyttöinen REAALIAIKA-alyysiohjelma. En ole tätä paljon käytellyt, se on vain demokäytössä toistaiseksi, mutta pelkästään huoneakustiikkaan softaa tarvittaessa tämä saattaisi olla hyvä ohjelma.
Huom: minä usein tuotan mittasignaalia Speaker Workshopilla ja samanaikaisesti analysoin sitä SpectraLABilla, mikään ei estä käyttämästä sataa ohjelmaa samanaikaisesti sataan eri tarkoitukseen.
Tarkemmin mittausmenetelmät kaikkineen kuvataan eri ohjelmien helpeissä, niitä kannattaa opetella muutama viikko. Oikeastaan kannattaa asentaa maksullisten ohjelmien demosoftat johonkin toisarvoiseen koneeseen, jotta pääsee ne helpit lukemaan, siinä vierähtää kummasti demolisenssin voimassaoloaika. Vasta kun osaa ohjelmaa käyttää, se instataan pääkoneeseen ja aletaan mittailla demolisenssin sallimat vuorokaudet, kunnes on aika päättää halutaanko ohjelma ostaa vai ei.
Viestiä muokkasi viimeksi DVB-G; 10.01.2004 kello 23:19.
Ensinnäkin: äänikortin phantomjänniteanto ei välttämättä sovi ostetulle kapselille. Toiseksi: pitää osata kolvata kaapelin pinnit oikein, että se jännite päätyy mikillekin asti. Kolmanneksi: impedanssitasot ovat taatusti päin mäntyä, eli kapseli toimii erittäin huonosti jos asia ei ole hallinnassa. Minun käyttämäni kapseli esimerkiksi toimii 2000 ohmin impedanssilla, joka synnytetään 2,2 kohmin vastuksen avulla (muistaakseni, en muista tarkasti rakentamani mikkijännitelähteen komponenttiarvoja, siinä on eri impedanssitasoja kytkimellä ja potikalla valittavissa, jotta se kävisi kaikille kapseleille).Viestin alkuperäinen lähettäjä: Bevitabs
6,35 mm jakki kylläkin tarvitaan mikkiliitäntään, jos äänikortti on "jotenkuten kunnollinen", esim. Terratec DMX 6Fire 24/96, kuten minulla. Mutta etupaneelittomissa halpaäänikorteissa tosiaan on vain ne ministereoliitännät kortissa kiinni, ikävä kyllä. Vaativissa mittaushommissa kyseinen liitäntä joutaa ruskeaan reikään, sen verran surkeat mekaaniset ja sähköiset ominaisuudet ministereojakissa ja -plugissa on.
HUOMATTAVASTI paremmat mittaustulokset saa aina kun käyttää äänikortin linjainputtia, äärimmäisen harvassa äänikortissa on mikki-inputti edes hätäkäyttöön soveltuvaa minimilaatua.
Kannattaa RMAA-softalla testata oman äänikortin laatu, että selviää, onko siitä muuhun kuin verkonpainoksi. Mikki-inputtiakin voi testata kun panee RMAA:n vaatimaan luuppikaapeliin tasonvaimennusta ja määrää äänikortin kontrollipaneelista mikki-inputin käyttöön.
Pääsääntöisesti mikki-inputin kautta tehdyt mittaukset voi käyttää suoraan wc-paperina, ellei tosiaan ole todistanut sen inputin toimivuutta vaikka sillä RMAA-softalla. Ylipäänsä mittaamisessa pätee se, että kaikki on puutaheinää kunnes toisin todistetaan, eli kalibroinnit täytyy olla tehty tai se mittaustuloskin on siansaksaa.
Jos tämä on niin vaikea asia tajuta niin ajatelkaa sitä, että onko tulos luotettava jos keihäänheittokisassa tuntematon olio heittää tunnistamattoman näköistä esinettä oudon pitkälle. Onko kyseessä uusi maailmanennätys jos heittäjä oli nimeltään mr. Pneumatic Cannon ja heittoväline ballistinen ohjus. Ei. Pitää käyttää yleisesti hyväksyttyjä standardoituja menetelmiä, jotta tulos on vertailukelpoinen muun maailman kanssa. Kyllä minäkin saan viivasuoran huonevasteen mitattua huoltoasemamikrofonilla+PhotoShopilla, jos haluan.
Huom: surkeakin äänikortti (full dublex tosin pakollinen jos mittasignaali pc:llä generoidaan) KELPAA huonemittauksiin JOS sitä käytetään kalibroidusti eli toinen kanava ottaa referenssiä samalla kun toinen mikkiä digitoi. Tämä sitten vaatii mikkietuvahvistinta, joka tuntuu olevan liian suuri askel amatöörimittaajilla. Eli halvallakin saisi luotettavat tulokset aikaan jos niin halutaan, mutta halu on se mikä aina ensimmäisenä puuttuu, ei kiinnosta saada kunnon tuloksia. Se kun vaatisi omaa työtä ja vaivaa yli 30 sekuntia.
Viestiä muokkasi viimeksi DVB-G; 10.01.2004 kello 23:50.
Kukaan ei maininnut esim. http://www.earthwks.com/ns/index.html
Esim. 20Hz-20kHz +-0.5dB, 5Hz-50kHz +1/-3dB...
Taitaa olla earthin etuasteessa paremmat speksit kuin texasilla.
t.Benkka
Liekö tämän ketjun vinkit käytettävistä ohjelmista ajantasalla?
Täytyy myöntää ettei intoa viikkojen opiskeluun oikein löytyisi.
Mutta:
Eikö periaattessa systeemin voisi kalibroida vertaamalla käppyrää kalibroidulla laiteistolla tehtyyn käppyrään? Siis jos jollain on toimiva systeemi ja jollain kohinalla mittaa purkkavirityksellä ja kunnollisella rinnakkain ja sitten vertaa äänitystuloksia, niin eikö purkkavirityksestäkin saisi ko eroilla korjattuna jotain suuntaa antavaa dataa ulos?
Itse ajattelen jammun mukana tullutta YPAG-mikkiä, joka näyttäisi ainakin jotenkin toimivan kannettavani äänikortin kanssa. Jospa jossain voisi verrata äänitystulosta kunnolliseen ja analysoida korjauskäyrät ja liittää ne halpisohjelmaan. Eikö tämän jälkeen sentään ehkä jotain pahimpia korostumia ja vaimentumia saisi näkyviin? Jossain Turun seudulla tällainen leikkiminen pitäisi suorittaa. Tai miksei Hesassakin, jos auttavainen vanhempi mittaajamestari noviisia suostuisi vaikka vain kokeen vuoksi avittamaan.
Ja minkähänlaista testikohinaa perusjammuni sieltä valikostaan tuottaa? Voisiko sitä käyttää mittauksiin?
Käynnistämällä kohina, sen alussa pitäisi tallettua ääntä ilman käynnistyneitä huonemoodeja (liekö oikea termi) Tallennuksen muutoksesta alun ja lopetuksen jälkeen voisi sitten analysoida huoneen ominaislaatua. Kykeneekö jokin halpis-ohjelma tähän, vaikka leikkaamalla äänitiedostosta pätkiä analysoitavaksi?
Viestiä muokkasi viimeksi kasafi; 11.06.2012 kello 22:45.
Toistaiseksi haveilen vain korvakuulolta tapahtuvasta taajuuspyyhkäisyjen arvioinnista. En löytänyt portaatonta äänigeneraattoriohjelmaa, jossa voisi vielä säätää pyyhkäisyn nopeutta tai helposti käsin säätää taajuutta.
Valmiista äänitiedostoista ei taas tiedä tarkasti, mikä taajuus korvan mukaan tuntuu vaimentuvan tai korostuvan.
Noniin ja niitä kokemuksia kehiin!
http://audiovideo.fi/testi/mic-w-i43...ofoni-testissa
Olisiko tästä laiskalle toimiva paketti? Tarkkuus?
^ Pitipä sitten tuommoinen tilata. Sattui kyllä äärimmäisen sopivaan saumaan tuo juttu, olen juuri tapellut olohuoneen rakennemuutoksen jälkeisen uudistuneen äänimaailman kanssa. Eiköhän tuollakin jo päivänsä pilaa, kun pääsee mittailemaan ja säätämään.
Posting Permissions
Vastaa lainaamalla