En beskrivning av olika mätmetoder för högtalare

[I-or]

Eftersom det fanns visst intresse i denna tråd: viewtopic.php?p=2358635#p2358635 för en beskrivning av olika mättekniker/mätmetoder för högtalare så följer en kortfattad beskrivning nedan.


1. Helekofritt rum

Den mest direkta mätmetoden, där ett frekvenssvep utnyttjas utan annat än rudimentär signalbehandling för att ge mätresultat som motsvarar frifältsfrekvensgången. T.ex. Soundstages mätningar är utförda på detta sätt.

+ Hög frekvensupplösning
+ Stort mätavstånd möjligt
+ Låg bakgrundsnivå
- Låg noggrannhet under ca 80-125 Hz p.g.a. den begränsade längden för de kilabsorbenter som täcker väggar, tak och golv
- Hög kostnad för mätrummet

image.jpg (114.6 KiB) Visad 555 gånger

2. Fönstrad mätning / närfältsmätning

Här utnyttjas fönstringsteknik som möjliggör att man kan separera direktljudet från rumsreflektionerna. För låga frekvenser blir dock upplösningen alltför låg och därför måste man mäta baselement och port i det extrema närfältet för att sedan räkna sig fram till den resulterande frekvensgången. Majoriteten av någorlunda seriösa audiopublikationer, bl.a. Stereophile och What Hifi, mäter på detta sätt.

+ Mätningar i normala bostadsrum möjliga
+ Mycket låg kostnad
- Problematiskt med stora mätavstånd
- Relativt låg frekvensupplösning ca 250-1500 Hz (kan åtgärdas i stora lokaler eller utomhus)
- Baffelkorrektion nödvändig för närfältsresultaten, vilket leder till osäkerheter (kan åtgärdas med baffelsimuleringar)

1666938004921.png (823.58 KiB) Visad 555 gånger

3. Semiekofritt rum / fönstrad mätning / närfältsmätning / markplansmätning

Samma som ovan med tillägget att mätning sker i semiekofritt rum och att markplansmätning (högtalare och mikrofon placerade på golv) utnyttjas för frekvensområdet 90-300 Hz, vilket ger högre noggrannhet eftersom man slipper osäkerheter från omräknade närfältsresultat i det baffelstegspåverkade området. Såvitt jag känner till är det endast tyska Stereoplay och Audio som konsekvent mäter på detta sätt.

+ Relativt hög frekvensupplösning
+ Hög noggrannhet för låga frekvenser
+ Låg bakgrundsnivå
- Problematiskt med stora mätavstånd
- Hög kostnad för mätrummet

testlab-audio.jpg (63.9 KiB) Visad 555 gånger

https://www.connect.de/ratgeber/so-test ... 97327.html


4. Holografisk närfältsmätning

Klippel NFS (NearField Scanner) är ett robotiserat mätsystem som mäter högtalaren i närfältet och sedan utnyttjar avancerad akustisk teori för att räkna fram ljudfältet på godtyckligt avstånd. Ytterligare kan systemet skilja mellan utgående och infallande vågor, vilket gör det möjligt att mäta i helt normala rum. Kortfattat så mäter systemet frekvenssvar på ett avstånd om några decimeter runt hela högtalaren. Därefter utnyttjas dessa data för multipolsexpansion av källegenskaperna, d.v.s. att man matematiskt delar upp källans utstrålningsmönster i monopol, dipol, quadropol o.s.v. När den matematiska beskrivningen av källan är klar kan man beräkna ljudfältet i en godtycklig position och producera vackra 3D-färgplottar för ljudtrycksnivån, ordinära frekvensgångsdiagram m.m.
ASR och Erin's Audio Corner utnyttjar detta system.

+ Mätningar i normala bostadsrum möjliga
+ Mycket hög noggrannhet för låga frekvenser
+ Stor flexibilitet i postprocessningen - t.ex. kan sanna fjärrfältsegenskaper eller hela ljudfältet för en helsfär beräknas om man så önskar
- Långsam mätsekvens
- Superkomplexa källor som vissa panelhögtalare går inte att mäta med erforderlig noggrannhet
- Hög kostnad (ca 100 000 USD)

NFS_1.0.7_StudioMonitor.png (212.01 KiB) Visad 555 gånger

https://www.klippel.de/uploads/media/Kl ... Poster.pdf
https://www.klippel.de/products/rd-syst ... anner.html

[Maarten]

Vad bra!

Metod nr 3 ser ju ut att vara görbar även för hemmapularen. Har tänkt till och från på att göra markplansmätningar men inte kommit till skott. Om man gör dem utomhus kan man väl nyttja dem för ett större register, säg ca 20-1000 Hz?

Korrektionsfaktorn för närfältsmätningar var väl relaterat till diametern av källan?
Edit, ja; viewtopic.php?f=3&t=75721&p=2356042&hilit=diametern#p2356044

Oj vad Klippel NFS var dyr! Men så är den väl något av en makalös manick.


Edit: Nu kanske fokus här var mätning av direktljudet för konventionella högtalare men om vi beaktar de på detta fora omtalade Carlssonhögtalarna, är det andra aspekter att beakta? Såsom t ex stödvägg och golv?

[Daad]

Dynaudios Jupiter

Dynaudio Jupiter 3.jpg (22.95 KiB) Visad 435 gånger

Se: https://dynaudio.com/magazine/2018/december/how-jupiter-delivers-dynaudio-s-trademark-quality

[JM]

Möjligen går det få några musiker (ABBA?), musik förmedlare (Spotify?) och något spelbolag (?) att skapa en stiftelse med uppgift att göra publika Spinorama tester av högtalare inom LTS/faktiskts ledning? Uppdragstester av högtalare från övriga länder kan möjligen delvis finansiera verksamheten.
Varför inte instifta årets Nåbäll pris i några kategorier - 1 lådhgt 2 dipoler 3 övriga?
Kungen verka gilla bra ljud. Kanske vill han hänga med?

JM

[Ogjort]

Kungen verka gilla bra ljud. Kanske vill han hänga med?

JM

Bara en rättelse; I intervjun sa kungen egentligen:

"Jag gillar bra ljug"

[Ogjort]

Möjligen går det få några musiker (ABBA?), musik förmedlare (Spotify?) och något spelbolag (?) att skapa en stiftelse med uppgift att göra publika Spinorama tester av högtalare inom LTS/faktiskts ledning? Uppdragstester av högtalare från övriga länder kan möjligen delvis finansiera verksamheten.
Varför inte instifta årets Nåbäll pris i några kategorier - 1 lådhgt 2 dipoler 3 övriga?
Kungen verka gilla bra ljud. Kanske vill han hänga med?

JM

Det vore väl egentligen drömmen (och egentligen det självklara) att enas om en STANDARD för högtalarmätning.
Det behöver ju inte vara en metod, kan vara flera olika med för- och nackdelar - men enligt strikt protokoll.

På samma vis som att "standardisera" högtalarkabel, så både stärkar- och högtalar-konstruktörer vet vad de jobbar med.
(halvmiljonerssladdtillverkarna, lär inte jubla)

Men... ser man sig omkring i den "här" hifi-världen så kommer det aldrig att ske.

/Aners O.

[I-or]

Vad bra!

Metod nr 3 ser ju ut att vara görbar även för hemmapularen. Har tänkt till och från på att göra markplansmätningar men inte kommit till skott. Om man gör dem utomhus kan man väl nyttja dem för ett större register, säg ca 20-1000 Hz?

Korrektionsfaktorn för närfältsmätningar var väl relaterat till diametern av källan?
Edit, ja; viewtopic.php?f=3&t=75721&p=2356042&hilit=diametern#p2356044

Oj vad Klippel NFS var dyr! Men så är den väl något av en makalös manick.


Edit: Nu kanske fokus här var mätning av direktljudet för konventionella högtalare men om vi beaktar de på detta fora omtalade Carlssonhögtalarna, är det andra aspekter att beakta? Såsom t ex stödvägg och golv?

För att markplansmätning ska ge noggranna resultat måste geometrin vara sådan att högtalarens riktverkan inte påverkar frekvensgången eftersom mikrofonen är placerad något vid sidan av referensaxeln. Detta medför att man i praktiken helst begränsar metoden till maximalt 500 Hz även om 1 kHz säkert ofta kan fungera väl (med högtalaren liggande på sidan). Dessutom måste markplanet vara jämnt och lågmobilt för att inte ge upphov till reflektionsförluster.

Stereoplay/Audio väljer 300 Hz som övre gränsfrekvens för markplansmätningarna eftersom de har ca 160 Hz frekvensupplösning för de fönstrade mätningarna och uppenbarligen anser att just 300 Hz ger den bästa kompromissen här.

Carlssonhögtalare kan med fördel mätas med golvet som reflekterande plan och mikrofonen placerad ovanför, men är oavsett mätmetod svåra att jämföra med konventionella högtalare p.g.a. ett mycket lågt riktindex.

[I-or]

Dynaudios Jupiter

Dynaudio Jupiter 3.jpg

Se: https://dynaudio.com/magazine/2018/december/how-jupiter-delivers-dynaudio-s-trademark-quality

[ YouTube ]

Detta är samma typ av mätning som under 1. ovan med skillnaden att man utnyttjar fler mikrofoner, ett ovanligt stort mätrum och annorlunda utformade väggabsorbenter.

Ett mycket dyrt sätt att mäta på, antagligen i trakterna av 1 miljon EUR, men med kort mättid och givet den stora rumsvolymen i kombination med smart utnyttjande av alla mikrofonpositioner även relativt hög noggrannhet för låga frekvenser.

Jag är mest intresserad av hur Dynaudio fick den kinesiska ägaren Goertek, som jag har omfattande erfarenhet av, att punga ut med dessa pengar.

[RogerGustavsson]

Stereoplay har haft mätning långt tillbaka i tiden. Dessa mätningar på Quad ESL 989 är rätt belysande för den typen av högtalare.

[I-or]

Stämmer även om mätmetodiken har ändrats något med tiden.

Stereoplay har, vilket även konstaterades i den andra tråden, en för HiFi-tidskrifter ovanligt hög mätkompetens.

[I-or]

Det vore väl egentligen drömmen (och egentligen det självklara) att enas om en STANDARD för högtalarmätning.
Det behöver ju inte vara en metod, kan vara flera olika med för- och nackdelar - men enligt strikt protokoll.

På samma vis som att "standardisera" högtalarkabel, så både stärkar- och högtalar-konstruktörer vet vad de jobbar med.
(halvmiljonerssladdtillverkarna, lär inte jubla)

Men... ser man sig omkring i den "här" hifi-världen så kommer det aldrig att ske.

/Aners O.

Jodå, s.k. Spinorama-mätningar som beskriver frekvensgången i olika riktningar och med mer eller mindre möda kan utföras via samtliga metoder ovan, är faktiskt sedan 2015 standardiserade i CEA 2034-A-2015 (ANSI): https://www.audiosciencereview.com/foru ... pdf.45978/

Dessutom inkluderar standarden mätning av maximal ljudtrycksnivå.

[goat76]

Det är nog ingen som ifrågasatt själva mätkompetensen hos Stereoplay, utan snarare slarvigheten i att inte göra den research som krävs för att veta hur positioneringen av mätmikrofonen bör anpassas för olika högtalarkonstruktioner så som exempelvis vid vilken höjd högtalaren har sitt akustiska centrum. Innan mätningen utförs så borde Stereoplay antingen ta kontakt med tillverkarna av högtalarna, eller åtminstone läsa manualen där exempelvis ATC med all tydlighet beskriver i vilken höjd högtalarnas akustiska centrum befinner sig.

Likväl som man förväntar sig att en mätning bör anpassas för till exempel en Carlsson-högtalare, så bör den naturligtvis även anpassas till andra högtalarkonstruktioner som avviker från normen. Det vanligaste är ju att de allra flesta högtalare har sitt akustiska centrum i höjd med diskantelementet, så då bör naturligtvis mätmikrofonen placeras på den höjden, men om en tillverkare har specificerat mellanregisterelementet som akustiskt centrum för deras högtalare, ja då bör naturligtvis mikrofonen placeras på just den höjden vid mätningen.

Sen hur olika konsumenter väljer att placera högtalarna i sina hem ligger ju utanför både tillverkarens och mätutförarens kontroll, men om konsumenten verkligen bryr sig om att optimera lyssningen så bör personen se till att öronen hamnar i samma höjd som högtalarens specificerade akustiska centrum, detta genom att anpassa högtalarnas position, anpassa sin lyssningshöjd eller kanske både och.

[RogerGustavsson]

Jag tänker mera på att mätpositionen ska motsvara en typiskt placering av lyssnarens höjd. De flesta högtalare ger varitioner i lyssningsintryck beroende på vilken höjd man befinner sig i förhållande till högtalarna. Givetvis spelar även avståndet in. Blir väl egentligen en lob ut från högtalaren som kan vara optimal. Ino har sina rekommendationer, ATC har tydligen andra och så även Carlsson. Att det är just på diskantaxeln är väl inte givet eller mellan diskant och mellanregister?

[I-or]

Ja, mikrofonen placerad i en typisk lyssningshöjd som motsvarar direktljudet är förstås det bästa valet, men gränsdragningarna kan bli krångliga och därför väljer man vanligen en höjd som relateras till elementens placering.

Stereoplay har av ganska naturliga skäl valt att, liksom andra seriösa publikationer inom området, mäta alla högtalare på ett och samma sätt. I det fallet gäller alltså en mikrofonhöjd mitt mellan mellanregisterelementet och diskantelementet, medan många andra väljer att mäta i höjd med diskantelementet men för majoriteten av högtalare blir skillnaden liten (se t.ex. nedan även om man bör vara medveten om att Erin presenterar resultat för ett stort avstånd). Ett ganska vanligt problem är dessutom ett väl kort mikrofonavstånd, vilket helst bör vara minst 1,5 m eller t.o.m. något mer. Först uppåt 2 m kan man påstå att mikrofonen i nästan alla fall befinner sig i fjärrfältet.

För övrigt är det en stor fördel när mätresultat för ett flertal olika riktningar presenteras både horisontellt och vertikalt, gärna i kombination med riktindex (DI). Detta leder självklart till betydligt mer omfattande mätningar, vilket alla tyvärr inte mäktar med. Nedan finner vi ett utmärkt exempel på hur mätresultaten bör presenteras:

CEA2034 -- Revel F35.png (61.88 KiB) Visad 253 gånger

SPL Horizontal.png (67.28 KiB) Visad 253 gånger

SPL Vertical.png (64.53 KiB) Visad 253 gånger

https://www.erinsaudiocorner.com/loudsp ... revel_f35/

[Ogjort]

Det vore väl egentligen drömmen (och egentligen det självklara) att enas om en STANDARD för högtalarmätning.
Det behöver ju inte vara en metod, kan vara flera olika med för- och nackdelar - men enligt strikt protokoll.

På samma vis som att "standardisera" högtalarkabel, så både stärkar- och högtalar-konstruktörer vet vad de jobbar med.
(halvmiljonerssladdtillverkarna, lär inte jubla)

Men... ser man sig omkring i den "här" hifi-världen så kommer det aldrig att ske.

/Aners O.

Jodå, s.k. Spinorama-mätningar som beskriver frekvensgången i olika riktningar och med mer eller mindre möda kan utföras via samtliga metoder ovan, är faktiskt sedan 2015 standardiserade i CEA 2034-A-2015 (ANSI): https://www.audiosciencereview.com/foru ... pdf.45978/

Dessutom inkluderar standarden mätning av maximal ljudtrycksnivå.

Jo men jag menar att så fort du "tittar" på en högtalare, oavsett vilken, så åtföljs den av ett mätprotokoll som är lika för alla.
Så att jämförelse är möjlig.

[I-or]

Ja, inkompetenta tillverkare försöker förstås att på alla sätt undanhålla fakta från konsumenterna och istället hänvisa till diverse magi.

Dock ger mätningar som Klippel NFS-exemplet ovan i kombination med distorsionsmätningar (som också står att finna hos Erin's Audio Corner och ASR) hela svaret för högtalarnas ljudande egenskaper, medan mer begränsade mätningar åtminstone ger en stor del av svaret.

[Maarten]

Det vore väl egentligen drömmen (och egentligen det självklara) att enas om en STANDARD för högtalarmätning.
Det behöver ju inte vara en metod, kan vara flera olika med för- och nackdelar - men enligt strikt protokoll.

På samma vis som att "standardisera" högtalarkabel, så både stärkar- och högtalar-konstruktörer vet vad de jobbar med.
(halvmiljonerssladdtillverkarna, lär inte jubla)

Men... ser man sig omkring i den "här" hifi-världen så kommer det aldrig att ske.

/Aners O.

Jodå, s.k. Spinorama-mätningar som beskriver frekvensgången i olika riktningar och med mer eller mindre möda kan utföras via samtliga metoder ovan, är faktiskt sedan 2015 standardiserade i CEA 2034-A-2015 (ANSI): https://www.audiosciencereview.com/foru ... pdf.45978/

Dessutom inkluderar standarden mätning av maximal ljudtrycksnivå.

Här finns mängder med Spinorama-mätningar: https://www.spinorama.org/

Som numera är de relativt enkla att få till även för glada amatörer, om än inte med samma höga upplösning och noggrannhet som ovan goda mätningar (Erin & co). Givetvis förutsatt att man undviker misstag.
Lägg till distorsionsmätningar och inget hindrar från att få osedvanligt god koll med extremt höga korrelationer till subjektiva intryck (jämfört med andra områden som inbegriper människans sinnen och psykologi)

I ovan länk finns en del roliga och bra högtalare att upptäcka, t ex:

Pitt & Giblin : https://www.pittandgiblin.com.au/swmini