Баффл степ что это
Baffle-Step или еще одна преграда на пути к линейной акустике
Чем сулит пренебрежение “баффл-степом”. В лучшем случае, увеличением неравномерности АЧХ. В худшем – эта неравномерность может достигать пиков и провалов на АЧХ относительными уровнями более 6-7 дБ, а спектр дополниться более длительными паразитными резонансами. Без сомнения, ни одно, ни второе, положительно на звучании не сказывается.
Как влияние “баффл-степа” выглядит в графическом виде, или иначе – как отражается на качественных характеристиках. Возьмем пример из пакета LspCAD 6 с оптимизированной двухполосной акустической системой Д’Апполито. Исходно АЧХ оптимизированной системы выглядит следующим образом:
Я дополнил систему корпусом со следующими данными:
Включаем моделирование “баффла”:
Сейчас общая неравномерность АЧХ составляет +/-2.5 дБ в диапазоне частот 300 Гц – 20 кГц. Вроде бы, не велика неравномерность, но исходная-то составляет +/-1.5 дБ в диапазоне частот 100 Гц – 20 кГц, то есть изначально характеристика выровнена очень хорошо. Да и расположение динамиков явно удачное. А что будет, если оптимизация не выполнялась и исходная линейность АЧХ оставляет желать лучшего, или, что еще хуже, уже обладает неравномерностью в той частотной области, где “баффл-степ” внесет наиболее значимые поправки? Резонный вопрос: соответствуют ли результаты моделирования реальному поведению динамика, ведь для проектирования линейной АС “баффл” необходимо учесть? Я задался этим вопросом и получил ответ. Мои результаты эксперимента с “баффл-степом” небольшие, но они показательны.
Итак, как все происходило. Я использовал стандартно то, что было под рукой. Это НЧ/СЧ динамик номинальным диаметром 4.5 дюйма (указан полезный диаметр; внешний диаметр “корзины” – 150 мм) и металлическим диффузором, по причине чего на графиках измерений присутствуют выбросы АЧХ в верхней части диапазона звуковых частот. Второй “подопытный” – 4А28, который мне так же, как и 4.5 дюймовый динамик, оказался полезен при моделировании работы динамиков в условиях открытого пространства (оформлении Free – Air ), но 4А28 не участвовал в эксперименте с “баффл-степом” по причине отсутствия подходящего акустического экрана.
Так как у меня измерительный комплекс позволяет проводить измерения с абсолютными значениями звукового давления, АЧХ при измерениях на расстоянии отличном от 1 м корректировалась путем смещения по вертикальной шкале с учетом логарифма отношения напряжений. Проще говоря, на всех графиках результаты измерений АЧХ приведены к значениям, полученным с расстояния 1 м при подводимом к динамику напряжении 2.828 v независимо от его номинального сопротивления.
Для чего в LspCAD использованы три излучателя. Первый – “референсный”. Он отображает АЧХ без влияния “баффл-степа”. Второй – результат реальных измерений с расстояния 70 см. Третий – моделирование “баффл-степа” на основе АЧХ “референсного” излучателя.
Результат моделирования в LspCAD :
Снизу кривые подписаны: Reference – “референсный” излучатель; Measured – результат реальных измерений и Modeled – результат моделирования.
Я не могу сказать, почему LspCAD сдвинул моделируемую АЧХ вверх – в реальности этого нет. Сдвинул ровно на 6 дБ, что я узнал путем подбора величины напряжения генератора для моделируемого динамика. Сдвигаю АЧХ вниз на 6 дБ:
На всех графиках, что я буду приводить, синяя кривая соответствует моделированию в бесконечном экране (без учета “баффла”), фиолетовая (будет позже) – моделированию в условиях открытого пространства (с учетом “баффла”), а зеленая – реальным измерениям.
На приведенном графике среднее звуковое давление моделируемого динамика, построенного на одних только параметрах Тиля-Смолла, на 1.5 дБ ниже реального. Это очень хороший результат. Данное моделирование проводилось при следующем расположении объектов:
Моделирование без учета “баффл-степа” требует указания метода бесконечного экрана. Это приводит к отображению соответствующего оформления лицевой панели АС.
Далее в программу был импортирован результат измерений динамика в щите с расстояния 70 см и запущено моделирование при условиях, аналогичным реальным:
Результат сравнения АЧХ:
Аналогично для расстояния до излучателя 10 см:
Как можно видеть, моделирование и реальные измерения совпадают достаточно хорошо. А если добавить недостающие 1.5 дБ, на которые LEAP занижает среднюю чувствительность моделируемого динамика, соответствие будет еще лучше. Пример моделирования в LEAP “баффл-степа” бокса, в который производитель установил данный НЧ/СЧ динамик как СЧ звено, с учетом поправки +1.5 дБ:
Аналогично в LspCAD 6:
Цель моего маленького эксперимента достигнута. “Баффл-степ” прекрасно моделируется специализированным “софтом”, а его влияние на итоговую АЧХ нельзя недооценивать.
Поскольку LEAP умеет моделировать поведение динамиков в открытом пространстве, я не пренебрег возможностью проверить точность моделирования:
Почему меня это заинтересовало. Я как-то рассказывал в одной из тем о непонятном ранее для меня поведении динамика за пределами штатного бокса, когда АЧХ в рабочем диапазоне частот в боксе укладывается в неравномерность +/-1.5 дБ, а за пределами бокса (то есть в оформлении Free – Air ) – это +/-7.5 дБ с ярко выраженным пиком на АЧХ в области СЧ. Результаты сравнения с расстояния 10 см от излучателя:
Это тот же самый динамик, что измерялся в щите. Красиво! Результаты сравнения для динамика 4А28 в оформлении Free – Air с расстояния до излучателя 30 и 10 см приведены ниже:
Что можно сказать. Во-первых, что не является открытием, динамик до перехода в зональный режим имеет направленность, приближенную к круговой, поэтому АКЗ проявляет себя в полной мере именно до этой области. Во-вторых, мне сразу почему-то вспомнились попытки на слух сравнить два динамика, естественно, без оформления, оценить его чувствительность, линейность АЧХ, а иногда даже привести конкретные цифры. Посмотрите на графики. В области наибольшей чувствительности слуха в полной мере проявляются нелинейности излучения. Мало того, что изменение АЧХ проявляется при изменении расстояния до излучателя, оно зависит от диаметра излучателя. А по результатам измерений с учетом “баффл-степа” можно говорить следующее. Два совершенно одинаковых динамика, будучи установленными в разные акустические оформления, или установленными на разные по размерам лицевые панели АС, или по-разному размещенные на одинаковых лицевых панелях АС, или это все вместе плюс разный номинальный размер излучателей, – все это обеспечит в каждом конкретном случае конкретное поведение динамика.
Тема: Baffle Step, как его компенсировать?
Опции темы
Malinovsky D, а при чем тут бафл-степ? дифракция. RLC и расположение динамика на передней панели.
Может быть. Но горб прямо по Edge.
GREY,
Спасибо, уже пользуюсь прогой. В общем, благодря ей и понял, откуда берется этот горб.
Malinovsky D, покажи результаты. У меня тоже все сходилось.
Malinovsky D, поставь последовательно с динамиком катушку(1,2-2mH) с паралельным резистором, R||(R+L) ghvthyj 3-6 Ом.
GREY, АЧХ с расстояния 70 см. Колонка вытащена в центр комнаты и поставлена на две табуретки.
MaxMan, спасибо.
Если хитрых вариантов нет, придется именно так и поступить.
[ADDED=Malinovsky D]1131397846[/ADDED]
Fenyx,
А можно ссылку?
Я порыл форум на тему баффла, перед тем, как мучить своими вопросами, но ничего не нашел.
[ADDED=Malinovsky D]1131435843[/ADDED]
Кстати, на картинке АЧХ подъем довольно широкий. Тут, наверное, одним резонатором не обойтись.
serg_no-coment, а на какой частоте резонатор подрезает те самые 1-1,5 дБ?
Malinovsky D, А у тебя ссылочки на Edge не завалялось?
Тема: Сшивка НЧ в ближнем поле, Бафлстеп на практике.
Опции темы
Замечено что методика измерения НЧ методом сшивки ближнего поля ниже 300-400Гц в домашних условиях в разной литературе, различных авторов, выглядит примерно вот так:
1. Померять в дальнем поле.
2. Померять в ближнем поле.
2a. Скорректировать бафл-степ для измерения в ближнем поле.
3. Сшить, сопоставив уровень в точке сшивки.
Очевидно что полная компенсация бафлстепа даст результат который воспроизведется при измерении АС в безэховой камере в дальнем поле. В реальной комнате свое дело сделает рум-гейн, и столь радикального эффекта не будет.
А теперь, уважаемые знатоки, внимание вопрос.
Исходя из практики, насколько приходилось компенсировать измерение в ближнем поле при сшивке?
Судя по номиналам, фильтров, которые у него получаются, он таки компенсирует. Да никто и не жаловался, что у него тощие или светлые АС. Клио что-то меряет, но еще раз: никто ее не тарировал пистонфоном или чем еще на абсолютные значения. У Троелса есть некоторые спорные вещи, но бафлстеп у него скомпенсирован как-то.
Я несколько раз сравнивал АЧХ из камеры и симулированую, могу совершенно ответственно подтвердить слова Георгия: низ АЧХ из КАДа (не важно какого, лишь бы умел оформление считать и бафлстеп) сшить с АЧХ в дальнем поле и будет точнее, чем пришивать ближнее поле, особенно если пришивать с ФИ\ПИ\прочими портами. Если хочется ручной работы, то да, взять ближнее поле и натянуть на расчетный бафлстеп.
Троелс бафлстеп компенсирует, тут двух мнений быть не может.
Замечено что методика измерения НЧ методом сшивки ближнего поля ниже 300-400Гц в домашних условиях в разной литературе, различных авторов, выглядит примерно вот так:
1. Померять в дальнем поле.
2. Померять в ближнем поле.
2a. Скорректировать бафл-степ для измерения в ближнем поле.
3. Сшить, сопоставив уровень в точке сшивки.
Это косяк дизайнеров упаковки микрофона. Вместо рекламы у них получилась дезинформация. На картинке показана не АЧХ ЕСМ8000, а некоего абстрактного микрофона, имеющего проксимити эффект. У омнидиректов не бывает проксимити эффекта.
Вот еще один пример, из соседней ветки. Трехполоска Запфа.
Он утверждает, что нету никакого бафлстепа для его 12дюймового динамика. Поэтому как в ближнем поле померялось\симулировалось, так и пришилось, без всякой компенсации. Это видно из тех графиков что он приводит.
У кого какие мысли?
Ребят, есть примитивная прога, скачайте и помоделируйте. Она самую настоящую правду показывает. Если поставить расчет попримитивнее, то очень все быстро происходит, моментально, если поставить повыше плотность, побольше точек, то будет позадумчевее и поточнее.
Коллеги, складывается ощущение что говорим о разном.
George Krylov, ViktKors, GREY я четко понимаю что такое гейтинг, бафл степ, откуда берется, от чего зависит (в.т.ч ширина передней панели, как его учитывать, где его считать, и знаю про EDGE, про другие симуляторы бафлстепа, верю что в безэховой камере так и получается.
Я даже не поленился и написал свой симулятор «продолжение» EDGE для 3х мерного случая, с учетов диффракции 2ого (пока) порядка, скошенных\скругленных граней и визуализации «импульса». Вот несколько примеров (http://img835.imageshack.us/f/82577651.png/, http://img101.imageshack.us/f/64616767.png/). В простейших плоских случаях сходится с другими симуляторами, в более сложных сходится с исследовательскими работами по этой теме. В этой ветке это оффтоп поэтому не буду продолжать.
Другими словами в теории все понятно, и понятно что компенсировать это можно и просто фильтром, и отдельной цепочкой.
Аналогично у Зафа, он ПРОСТО измерил ближнее поле и подмержил к дальнему(померянное ground-plane методом). При том что обычно в своих работах он исправно в Саунд Изи моделирует и отнимает бафлстеп. А в этой- неувязочка, какая-то непонятная отмазка что он не нужен. В подтвердение моих слов по Зафу :
.
Ближнее поле басовика
Все динамики «по отдельности», т.е. то что он подставлял в CAD для расчета фильтров
Видим что АЧХ басовика не подвергалась никаким коррекциям, а ПРОСТО взято ближнее поле. Более того, учитывая уровень остальных динамиков, в частости пищалки и ее паспортной чувствительности, видно что в фильтр «хитро»(типа как у троелса завал) ничего не заложено.
Очень хочется чтобы уважаемые оппоненты вникли и ткнули носом где-же учитывают этот бафлстеп. И не общими фразами «да ладно, поверь, уж мы то знаем», или «он иллюзионист», а поконкретнее.
Чтобы однозначно утверждать про Зафа или Троелса, надо сделать его кит и обмерить все самому. Я этого бы делать не стал: нет стимулов. Правда, я писал про Троелса, что в некоторых близких к моим моделях у него получаются иногда походие фильтры и видно, что ослабление пищалки близко к моей.
Насчет первоначального вопроса я писал, что в комнате достаточно 3-4 дБ компенсировать. 4 для большой, 3 для обычной, а не 6.
Ну раз уж возникли такие проблемы взаимонепонимания, давайте будем говорить более детально, но ходу у меня к Вам несколько вопросов по поводу того, что Вы имеете в виду
Возможно, но это общие слова, нужно говорить по конкретной модели, но разбираться, что и как там наворочено специально для форума никто не будет.
давайте мухи и баффл отдельно.
Для СЧ динамика «баффл степ» просто неактуален в силу выбора частот раздела и геометрии передней панели (потому «не нужен», на объяснениях автор сэкономил), некоторое влияние на самом края диапазоне элементарно учитывается в фильтре номиналами (без дополнительных деталей).
Остается только НЧ. Тут автор тоже не сильно заморачивался объяснениями. Потому утверждать, что
0.5 (многие делают это неявно, называя «подстройка на слух»). На глаз по АЧХ это незаметно, в фильтре дополнительных элементов нет.
Конкретно в НЧ звене баффл корректируется индуктивностью катушки динамика. То есть вместо того, чтобы быть скомпенсированой, индуктивность НЧ дина используется.
Если совсем примитивно, метод прост: В НЧ звене стоит LR фильтр, только вот на частотах где компенсируется баффл-степ этот фильтр скорее «LL», то есть просто индуктивный делитель напряжения, который и корректирует коэф. передачи фильтра для частот компренсации баффла.
P.S. Немного оффтопа:
Заметьте, как тщательно Заф компенсирует «накачку» применительно к СЧ и ВЧ динамикам. Теми самыми RLC цепями подобраной добротности, о которых обычно так не любят распространятся авторы..
ViktKors, а p.p.s. в #15 аннулирован? вроде как-то низЕнько «natural inductance rolloff «..
Lдин/(Lф+Lдин) (очень грубо, там куча всего еще влияет);
Я не Троелс и не Заф, но в мифический «бафлстеп» не верю. Точнее, механизм-то понятен, ну и? Я построил ящик, засунул в него головки и измерил в ближнем поле. Получились некие АЧХи. Допустим, кривизна НЧ и СЧ стала из-за «баффла» больше или меньше. Дальше что? Я же не могу утверждать, что полученная АЧХ стала такой именно из-за баффлстепа, может она по жизни такая. Да и какое мне, по сути дело? Есть набор АЧХ и надо их свести в одну ровную. Я и свожу. Компенсирую я при этом баффл или что ещё, меня не интересует. Тут можно отметить другой момент, я настраиваю акустику в ближнем поле и довольно далеко от стен. То есть влияние баффлстепа максимально. Возможно, установка настроенной акустики возле стены вызовет некий подъём в басово-мидбасовой области. Но ведь никак не наоборот. И потому слова, что акустика с некомпенсированным бафлстепом будет звучать тоще, мне кажутся, мягко говоря, странными. Ладно бы спор был о широкополоснике без фильтров, но если я фильтрами уже сделал ровную АЧХ, где предмет, собссно?
Это скорее всего люди сами немного путаются и не до конца понимают что от куда растёт, куда это девать и в какой последовательности.
А по-моему, все намного проще. Просто, потому что, как отмечалось уже на форме, «в жизни все не так как на самом деле» и мы слушаем АС не в безэховой камере (причем «безэховой» до глубокого НЧ), а в реальной комнате.
«На самом деле», «волнистостью» от баффла на СЧ конечно можно пренебречь просто потому, что СЧ дин в «непоршневом» диапазоне (а в абсолютном большинстве случае это именно так) «наволнит» намного больше.
На «баффл-степ» тоже можно забить почти всегда, просто потому, что АС стоит в полуметре (а то и ближе) от стены, комната гудит, у АС и так на НЧ есть спад и т.д.
Вопрос о «баффле» возник тут совсем по другому поводу: В домашних условиях принципиально невозможно померить АЧХ АС в том виде в каком она выглядит с метра в безэховой камере.
Так вот вопрос о баффле сволится практически только к тому, что сводить АС принято по той самой, гипотетической для домашних условий АЧХ с одного метра в пространстве без отржений. И спор о баффле это спор о том, что моло бы быть если бы вместо комнаты был некий сферический конь.
Сводить можо хоть с его учетом, хоть без. просто в последнем случае АЧХ будет завалена книзу, но в домашних условиях с вероятностью 90% этого никто не заметит. Ну или заметит, что у АС со скомпенсированным баффлом звук «толще» Ну и та самая гиптетическая стандартная АЧХ конечно будет ближе к прямой линии, что вообще говоря важно само по себе, просто, чтоб понимать о чем идет речь когда кто-то говорит и своих АС и о там как они звучат, показывая при этом АЧХ..
Но, на месте любого произвоителя небольших АС, я почти наверняка-бы тоже «не верил в баффл» хотя-бы просто потому, что чувствиельность 86 и 80 дБ на ватт на метре это несколько разные вещи, ну и зачем себе вредить, если все равно у большинства реальных пользователей таких АС никакого шанса заметить баффл нет..
Собственно, сам я впервые всерьез услышал баффл именно большой комнате, в которой к тому-же огромную часть одной стены занимает окно (отражений на НЧ от задней стены почти нет). И, собствено, меня очень подкупило, когда просто скорректировав предполагаемый баффл степ я получил идеальный тональный баланс на НЧ.
Кстати, Обсуждаемые в этой ветке Зафовские АС, просто в силу своих размеров предназначены для больших залов. возмодно именно поэтому авто так проработал компенсацию баффла (хоть и объявил нам что нет никакого баффла)
Тут какая-то путаница. В ближнем поле можно считать, что баффл не проявлется никак вообще.Соответствено, его влияние отсутствует.
Как следствие, нельзя сказать, что баффл неважен, поскольку АС сведена с использованием реальных АЧХ ближнего поля, которые уже содержат баффл, они его просто не могут «содержать».
Baffle-Step
Или еще одна преграда на пути к линейной акустике
Я дополнил систему корпусом со следующими данными:
Включаем моделирование «баффла»:
Сейчас общая неравномерность АЧХ составляет +/-2.5 дБ в диапазоне частот 300 Гц – 20 кГц. Вроде бы, не велика неравномерность, но исходная-то составляет +/-1.5 дБ в диапазоне частот 100 Гц – 20 кГц, то есть изначально характеристика выровнена очень хорошо. Да и расположение динамиков явно удачное. А что будет, если оптимизация не выполнялась и исходная линейность АЧХ оставляет желать лучшего, или, что еще хуже, уже обладает неравномерностью в той частотной области, где «баффл-степ» внесет наиболее значимые поправки? Резонный вопрос: соответствуют ли результаты моделирования реальному поведению динамика, ведь для проектирования линейной АС «баффл» необходимо учесть? Я задался этим вопросом и получил ответ. Мои результаты эксперимента с «баффл-степом» небольшие, но они показательны.
Для того чтобы иметь отправную точку, динамик был измерен в ближнем поле (10 см от излучателя) при установке в штатное место акустической системы. Это оформление ФИ объемом 12 литров, но в данном случае порт был закрыт. Измерения в ближнем поле позволяют в значительной степени избавиться от эффекта «баффла» и в случае ЗЯ – полностью от АКЗ. После этого динамик был размещен в центре акустического экрана, представляющего собой щит шириной 315 мм и высотой 840 мм. Измерения были проведены с расстояния 70 см от излучателя и вместе с результатами измерений в ближнем поле ЗЯ помещены в программу LspCAD. В проекте были использованы три излучателя и инструмент «Diffraction Simulation», моделирующий «баффл-степ». Размеры «баффла» соответствуют размерам щита, положение динамика аналогично положению в щите, то есть по центру, диаметр излучателя – 110 мм, как в реальности. Расстояние до излучателя также установлено аналогично реальным измерениям – 70 см.
Так как у меня измерительный комплекс позволяет проводить измерения с абсолютными значениями звукового давления, АЧХ при измерениях на расстоянии отличном от 1 м корректировалась путем смещения по вертикальной шкале с учетом логарифма отношения напряжений. Проще говоря, на всех графиках результаты измерений АЧХ приведены к значениям, полученным с расстояния 1 м при подводимом к динамику напряжении 2.828 v независимо от его номинального сопротивления.
Для чего в LspCAD использованы три излучателя. Первый – «референсный». Он отображает АЧХ без влияния «баффл-степа». Второй – результат реальных измерений с расстояния 70 см. Третий – моделирование «баффл-степа» на основе АЧХ «референсного» излучателя.
Результат моделирования в LspCAD:
Как можно видеть, совпадение результатов моделирования с реальными измерениями достаточно хорошее. Чем именно руководствуется LspCAD при сдвиге АЧХ вверх на 6 дБ лично мне не понятно. Я отказался от использования этой программы, и дальнейшие сравнения проводил в более серьезной CAD-системе – LEAP. Последняя, как оказалось, не страдает подобными «особенностями» и, более того, позволяет моделировать динамики в различных условиях, вплоть до излучения в свободном пространстве.
Для моделирования в LEAP, параметры Тиля-Смолла обоих динамиков (4.5 дюймового НЧ/СЧ и 8 дюймового 4А28) были занесены в базу данных программы. Сравнение результатов измерений в ближнем поле НЧ/СЧ динамика, при установке в штатное место АС, и его моделирования с учетом расположения в ЗЯ аналогичного объема без учета «баффл-степа» приведено ниже:
На всех графиках, что я буду приводить, синяя кривая соответствует моделированию в бесконечном экране (без учета «баффла»), фиолетовая (будет позже) – моделированию в условиях открытого пространства (с учетом «баффла»), а зеленая – реальным измерениям.
На приведенном графике среднее звуковое давление моделируемого динамика, построенного на одних только параметрах Тиля-Смолла, на 1.5 дБ ниже реального. Это очень хороший результат. Данное моделирование проводилось при следующем расположении объектов:
Моделирование без учета «баффл-степа» требует указания метода бесконечного экрана. Это приводит к отображению соответствующего оформления лицевой панели АС.
Далее в программу был импортирован результат измерений динамика в щите с расстояния 70 см и запущено моделирование при условиях, аналогичным реальным:
Результат сравнения АЧХ:
Аналогично для расстояния до излучателя 10 см:
Как можно видеть, моделирование и реальные измерения совпадают достаточно хорошо. А если добавить недостающие 1.5 дБ, на которые LEAP занижает среднюю чувствительность моделируемого динамика, соответствие будет еще лучше. Пример моделирования в LEAP «баффл-степа» бокса, в который производитель установил данный НЧ/СЧ динамик как СЧ звено, с учетом поправки +1.5 дБ:
Цель моего маленького эксперимента достигнута. «Баффл-степ» прекрасно моделируется специализированным «софтом», а его влияние на итоговую АЧХ нельзя недооценивать.
Поскольку LEAP умеет моделировать поведение динамиков в открытом пространстве, я не пренебрег возможностью проверить точность моделирования:
Почему меня это заинтересовало. Я как-то рассказывал в одной из тем о непонятном ранее для меня поведении динамика за пределами штатного бокса, когда АЧХ в рабочем диапазоне частот в боксе укладывается в неравномерность +/-1.5 дБ, а за пределами бокса (то есть в оформлении Free-Air) – это +/-7.5 дБ с ярко выраженным пиком на АЧХ в области СЧ. Результаты сравнения с расстояния 10 см от излучателя:
Это тот же самый динамик, что измерялся в щите. Красиво! Результаты сравнения для динамика 4А28 в оформлении Free-Air с расстояния до излучателя 30 и 10 см приведены ниже:
Автор: Lexus (Сирвутис Алексей Ромасович)