Bäst är att dela upp mätningarna i två olika frekvensområden, vilka man behandlar separat. Använd aldrig LTAS-mätningar (Long Term Average Spectrum), d.v.s. mätningar med långt tidsfönster för ekvalisering över ca 1 kHz.
S.k. fönstring (gating eller windowing) blir här en avgörande fråga. Det är inte så avancerat med fönstring som det låter, åtminstone inte för användaren - den signalanalytiska bakgrunden och implementeringen är inte helt enkel. Genom att vid postprocessningen i tiden begränsa till mikrofonen anländande ljudvågor kan man utesluta reflekterat ljud med en godtycklig tidsgräns.
Tidsfönstrets längd är av matematiska skäl inverst proportionellt mot frekvensupplösningen (man måste ha minst en hel period inom tidsfönstret för att kunna bestämma frekvensen), så 500 ms (0,5 s) motsvarar 1/0,5 = 2 Hz frekvensupplösning. Frekvensbanden blir alltså i det här fallet så breda att allt som ryms inom 2 Hz presenteras som medelvärde inom samma frekvensband.
En bild på ett par fina mätmikrofoner från G.R.A.S och miniDSP för att det inte ska se för tråkigt ut med all text:
- mikrofoner.png (251.55 KiB) Visad 20639 gånger
1a. Ekvalisera inkluderande rumsbidrag (långt tidsfönster) upp till ca 500 Hz
Upp till ca 500 Hz har hörseln med normala uppställningar i ett likaledes normalt rum svårt att separera direktbidraget från rumsbidragen*. Här kan man med fördel använda ett långt tidsfönster, t.ex. 500 ms, vilket ger en frekvensupplösning om 2 Hz. Utför en mätning med högtalarna i normal position och med mikrofonen i lyssningspositionen. Ekvalisera till konstant frekvensgång upp till 500 Hz med ett litet lyft om ca 3 dB under 50 Hz (typisk studiofrekvensgång). Applicera inte mer än ca 5 dB förstärkning för att fylla igen dalar, smala men djupa dalar har mycket låg hörbarhet. Om man har ont om effekt och luftpumpningskapacitet och samtidigt vill kunna kräma på ordentligt bör man inte fylla ut dalarna alls. Man kan här naturligtvis även välja en inställning för finlyssning och en annan för party.
För basreflexhögtalare och kvartsvågspipor kan man med fördel HP-filtrera signalen med en ingrepssfrekvens ca en ters under avstämningsfrekvensen för att reducera distorsionen när konen är akustiskt kortsluten.
1b. Ekvalisera utgående från direktljud (kort tidsfönster) över ca 500 Hz
Man kan mäta högtalaren på ett avstånd om 2 m även i ett normalt bostadsrum med en takhöjd om ca 2,4 m med en frekvensupplösning om 300 Hz, vilket oftast är tillräckligt. Högtalaren placeras lämpligen liggande på sidan på ett någorlunda smalt stativ mitt i rummet i höjdled (oftast ca 1,2 m över golv) och minst på samma avstånd från väggarna som från golv/tak. Mikrofonen placeras sedan 2 m från högtalaren i samma relativa position som vid lyssning. Man tar alltså hänsyn även till graden av invinkling av högtalarna här. Tidsfönstrets längd ställs in för att utelämna förstareflektionerna mot golv och tak som beroende på takhöjd anländer ca 3,3 ms efter direktljudet (studera impulssvaret, det framgår tydligt när den allra första reflektionen anländer). Ekvalisera till konstant frekvensgång ned till 500 Hz. Man får här en vanligtvis tillräckligt hög frekvensupplösning i praktiken för att se ojämnheter i frekvensgången även ned mot den undre gränsfrekvensen, men om man är nervöst lagd kan man mäta utomhus istället, eller alternativt utföra ytterligare en mätning på 1 m avstånd för att erhålla en frekvensupplösning om ca 215 Hz (1 m är dock ett aningen för kort avstånd för att mikrofonen ska befinna sig i fjärrfältet). Utomhusmätningar är den allra bästa metoden, men är sällan nödvändigt.
2 Ekvalisera enbart utgående från mätningar i lyssningspositionen
Man kan även utföra en förenklad variant av ovanstående mätningar om man inte orkar eller vill flytta runt högtalarna. Här placerar man mikrofonen i lyssningspositionen och utför mätningar först med ett tidsfönster om ca 500 ms och sedan med ett tidfönster om ca 2 ms. Avståndet till bakväggen måste vara större än 35 cm här för att denna reflektion inte ska inverka på mätresultatet för högfrekvensmätningen. Ekvalisera m.h.a. de båda mätresultaten. Nackdelen är att frekvensupplösningen blir relativt låg över 500 Hz, men detta är naturligtvis ändå långt mycket bättre än att inte ekvalisera alls.
Oavsett vilken mätmetod man utnyttjar bör man mäta och ekvalisera höger och vänster högtalare separat ned till ca 200 Hz (vilket är nära Schröderfrekvensen i normalstora rum). För lägre frekvenser, i det modalt dominerade frekvensområdet, är det att rekommendera att man ekvaliserar båda högtalarna likadant eftersom det annars är lätt att överbelasta den ena högtalaren i vissa frekvensområden.
3 Kommentarer angående praktiska detaljer vid mätningarna och för postprocessningen
1. Mikrofonen skall vara kalibrerad 20 Hz-20 kHz och skall för korrekt mätning av höga frekvenser riktas mot diskantelementet. Vindskydd skall ej användas.
2. Flytta alltid undan lyssningsfåtöljen vid mätning i lyssningspositionen eftersom denna kan ge upphov till störande reflektioner.
3. Stativet bör ha en så lång arm som möjligt bakom mikrofonen och hållaren bör vara så liten som möjligt, allt för att reducera störande reflektioner. Man kan även lägga till absorberande material där det av samma skäl behövs. Man bör dock inte överdriva inverkan av dessa reflektioner, om man bara har någorlunda kontroll brukar det handla om en inverkan om kanske +/- 0,5 dB, vilket får sägas vara försumbart i sammanhanget. Det går naturligtvis även att utföra jämförande mätningar för att se vilken inverkan dessa reflektioner faktiskt har.
4. Kontrollera alltid impulssvaret för att se när förstareflektionen anländer. Flytta slutet på tidsfönstret till lämplig tid. Använd lite enkel trigonometri för att beräkna varifrån reflektionen härstammar om detta är av intresse.
5. Lita inte på automagisk sökning efter starten på impulsen. Flytta fönstrets början manuellt bakåt i tiden för att se om frekvensgången ändras påtagligt.
6. För social lyssning eller hemmabio kan man vilja ekvalisera för ett större lyssningsområde. Det går då utmärkt att flytta mikrofonen till olika mottagarpositioner och ekvalisera efter uppmätt medelfrekvensgång.
7. Impulssvarets inledning kan se relativt risigt ut p.g.a. interna reflektioner från högtalaren utan att frekvensgången ser illa ut. Ett exempel på detta finner man nedan, notera även reflektionerna vid ca 5 och ca 8,5 ms och tidsfönstret i blått:
- Impulssvar.png (24.03 KiB) Visad 20639 gånger
Vi har nu sammantaget ekvaliserat fram en i det närmaste helt optimal frekvensgång i hela det hörbara frekvensområdet. Huvuddelen av grundtonsområdet, där det krävs en hög frekvensupplösning för att man ska kunna se skillnader mellan individuella toner, täcks in av mätningar med hög frekvensupplösning. Även om hörseln har bredare s.k. kritiska band** för låga frekvenser, så har den subjektiva klanguppfattningen betydligt högre frekvensupplösning än så här.
Det är därför fördelaktigt att man i grundtonsområdet (huvudsakligen frekvenser under ca 1 kHz även om grundtoner ibland kan förekomma långt högre upp i frekvens) kan separera individuella toner frekvensmässigt. 500 Hz, vilket är det frekvensområde som har hög frekvensupplösning ovan, räcker långt i detta avseende. Eventuellt kan man utsträcka det frekvensområde som ekvaliseras efter mätresultat med långt tidsfönster och hög frekvensupplösning upp till 1 kHz, men här får man låta hörseln avgöra vad som fungerar bäst.
Dock bör man inte överdriva de klangmässiga skillnaderna om en ton återges med t.ex. 3 dB högre ljudtrycksnivå än sina grannar, hörseln accepterar variationer här, men om ett flertal närliggande toner återges på detta sätt kommer man att erhålla tydlig klangpåverkan. I praktiken tycks ojämnheter om ungefär en ters vara gränsen för perceputellt ojämn frekvensgång i basen, varför man kan acceptera en frekvensupplösning om maximalt 5 Hz vid 20 Hz. De 2 Hz som används i ovanstående mätningar räcker alltså väl.
I övertonsområdet, vanligtvis från ca 1 kHz och uppåt, buntar hörseln ihop signaleffekten i de kritiska banden så att det räcker med att frekvensband med en relativ bandbredd om ca 1/6 oktav har en jämn frekvensgång. Riktigt smalbandiga variationer är närmast omöjliga att uppfatta här, speciellt i toppoktaven.
Mät och ekvalisera! Komplettera gärna med hörseln i övergångsområdet mellan kort och långt tidsfönster, ca 250-1000 Hz. Vissa frekvensgångsavvikelser ger enbart klangpåverkan och kan därför korrigeras. Skillnaden i ljudkvalitet med och utan ekvalisering är tiopotenser större än nästan alla apparatskillnader.
*Detta har goda akustiska skäl eftersom storleken på huvudet är för liten för att ge tillräckligt hög riktverkan för låga frekvenser. Dessutom förvirras hörseln av alla rumsbidrag, vilka anländer kort efter direktljudet. Avvikelser förekommer dock, t.ex. i rum med mycket kort efterklangstid under 500 Hz eller från bakåtstrålningen reflekterad mot högtalarväggen för panelhögtalare. Oftast får man en mycket tydlig förstareflektion runt 8-10 ms efter direktbidraget, vilket hörseln definitivt uppfattar separat även för frekvenser nedåt sådär 150 Hz. Det är denna reflektion som ger det karakteristiska djupet och luftigheten för panelhögtalare (inte frånvaron av låda).
Med konventionella högtalare utan dipol/linje-karakteristik kommer dock förstareflektionerna runt högtalaren tidigare, är betydligt fler och mer diffusa för hörseln. Därmed erhålls framförallt klangpåverkan (vilken vi naturligtvis kan och vill ekvalisera bort).
**Kritiska band: https://en.wikipedia.org/wiki/Critical_band
