Hur tolka mätning av högtalare (amplitud-frekvens)

[tantal]

Jag har sedan några månader börjat intressera mig för musikåtergivningens bakomliggande teorier och har således stött på en otrolig mängd intressanta frågeställningar. En fråga tänkte jag ställa nu.

Om man får följande mätning av en högtalare:


där mätningen (svart linje) är gjord i frifält, ca 125 cm från högtalaren och medelvärdesbildad över ett 30-graders horisontelt intervall kring "diskantaxeln" (kan det möjligen vara en axel parallell med diskantens riktning, centrerad i diskantens mitt?). Mätningen sägs också vara korrigerad för mikrofonens frekvenssvar. Bilden ovan kommer from Stereophile och visar en mätning av Monitor Audio RS6.

Vilka slutsatser (om några) kan man dra från en sådan mätning och hur resonerar man för att nå dessa slutsatser? Jag är alltså mest intresserad av hur man går tillväga för att tolka en sådan mätning och vilken information som finns kontra inte finns i mätningen.

Jag har fler frågor, men jag kan börja med detta, så kan jag fylla på med följdfrågor senare (om behovet finns)

// Joel


PS. Jag tar även tacksamt emot tips på böcker (eller annat) där jag kan läsa mig till grudnläggande musikåtergivningsteori, tex om rumsakustik och högtalare. Helst med betoning på matematiska modeller, men även hur man i praktiken bedömmer ett rums akustiska egenskaper och vilka åtgärder som kan ta till för att åtgärda ev. problem som man har räknat-/simulerat fram, eller vad en högtalare har för egenskaper och hur man bedömmer dessa samt tolkar mätdata (tex som frågan ovan).

[IngOehman]

Hej tantal!

Mätningen du visar är en s k kompositmätning, vilket betyder att den egentligen inte visar hur högtalaren mäter i någon riktning, eller från någon plats.

Om man bortser ifrån det så visar kurvan från 300 Hz och nedåt inte tonkurvan på avstånd från högtalaren, utan hur det ser ut i närfältet. På avstånd från högtalaren kommer basen att återges svagare än vad som visas i kurvan, eftersom baffelstödet upphör mot låga frekvenser.

Hur högtalaren för praktiskt bruk kommer att uppfattas kan man inte utläsa med någon större säkerhet från kurvan, men vet man hur högtalaren ser ut och hur den kommer att möbleras, så kan det eventuellt gå att dra vissa försiktiga slutsatser, det vill säga i bästa fall göra några kvalificerade gissningar om hur den kommer att fungera.

Men i övrigt är informationen från kurvan väldigt bristfällig för att man har ambitionen att kunna förutsäga "hur de låter".

Högtalare är inga transmissionslänkar, och en sådan där tonkurvemätning (ens om det varit en äkta 3-meters ickekompositkurva) säger bara mycket lite om det ljud högtalaren ger ifrån sig, och nästan ingenting alls om hur den låter med okänd placering i ett lika okänt rum.


Möjligen finns det två undantag från den där nästan omöjligheten att säga något säkert om högtalaren som enskildhet baserad på det där fragmentet till information om den och utan att veta varken hur den ser ut eller hur den kommer att möbleras i ett rum - och de är:

1. Resonans-peaken vid drygt 19 kHz. Den är 15 dB stor även när man medelvärdesbildat inom +/- 15 grader framför högtalaren, vilket gör den till en rätt stor peak. Man kan förmoda att peaken är till och med större i riktning rakt framåt. Man kan därför vara nästan säker på att i varje fall vissa unga lyssnare som hör väldigt högt upp i frekvens, kan detektera den artefakten.

2. Högtalaren ser inte ut att kunna bidra med signifikant mängd energi under 40-50 Hz, ens i rum som ger mycket stöd.


I övrigt är det alltså rätt meningslöst att försöka bilda sig några uppfattningar om hur en högtalare i ett okänt rum beter sig, baserat på så fragmentarisk information. Man behöver veta mycket mera om dem för att kunna göra mer än gissa. Allra bäst är förstås att lyssna på dem. Högtalare är man ju ändå tvungen att värdera mot sin inre referens. Det går ju inte med lätthet att F/E-lyssna dem och få ett rimligt tydlig facit på huruvida de återger musiken med hyfsat små fel.

Det kan man bara göra med de länkar i hifi-kedjan som är transmissionslänkar, t ex förstärkare. Av samma skäl är det också mycket lättare att dra slutsatser från tonkurvemätningar på förstärkare, eftersom en sådan är både rätt entydig och allomfattande för en förstärkare. Så är inte fallet med högtalare.


Vh, iö

[Martin]

Vill bara tillägga att stereophiles mätningar brukar se ut som att högtalarna har mindre utsträckning i basen än vad de egentligen har. Alltså de ser ut att rulla av mycket tidigare och med en puckel.

I verkligheten så kommer högtalaren inte ha samma puckel i mellanbasen och den kommer att gå djupare i frekvens.

Detta är pga närfältstekniken och sammanfogandet av portbidrag och elementbidrag. Jag har själv märkt detta när jag har mätt på det viset.

[celef]

om man drar ner basnivån borde det bli mindre bas än mer?

[IngOehman]

Vill bara tillägga att stereophiles mätningar brukar se ut som att högtalarna har mindre utsträckning i basen än vad de egentligen har. Alltså de ser ut att rulla av mycket tidigare och med en puckel.

I verkligheten så kommer högtalaren inte ha samma puckel i mellanbasen och den kommer att gå djupare i frekvens.

Detta är pga närfältstekniken och sammanfogandet av portbidrag och elementbidrag. Jag har själv märkt detta när jag har mätt på det viset.

Njae...

Håller inte med dig om det där, men det är förstås en filosofisk fråga.

Den mätteknik som används ger en överbetonad bas. Inte en för tidigt avrullad.

Däremot kommer ju det rum som högtalaren till sist hamnar i att hjälpa den i det lägsta registret. Så visst kommer kombinationen högtalare + rum i förekommande fall att gå djupare än den kurva som visas.

Var det det du menade?


Vh, iö

- - - - -

PS. Om jag minns korrekt så var det som så, att det för många år sedan fanns ett konsekvent fel i de högtalarmätningar som Sterophile publicerade, således att nivån för porten för det mesta låg på tok för högt (och dessutom helt olika fel för olika högtalare).

Jag skrev till dem om det, och om hur man skulle veta att nivån blev rätt, och därefter har den lagts ned till rätt nivå. Det vill säga den nivå som ger en korrekt addition för att visa beteendet för högtalaren i ekofritt rum. Felet med hur närfält och fjärr-(nåja, de mäter trots allt på rätt korta avstånd)-fält kombineras finns dock kvar, men Atkinsson är väl medveten om det, och kommenterar det alltsom oftast så ingen skall gå i okunskap om det.

Utesluter inte att jag blandar ihop med någon annan tidskrift.

[Martin]

Var det det du menade?

Jag vet inte, menade inget speciellt utom de obsevationer jag gjort.

Jag har ingen bra förklaring men jag har konsekvent noterat att mäter man porten i närfält och lägger ihop med elementet mätt vid närfält (enligt alla konstens regler) så får man en kurva som rullar av betydligt tidigare och har mycket mer mellanbas än vad man "vet" att högtalaren egentligen har (om man skulle mätt den utomhus tex).

Antar att det kan ha att göra med att man ju även mäter med bidrag från elementet när man mäter porten och vice versa? Kan ju ha med rumsbidraget att göra som du säger också.

Hursomhelst även om jag inte vet varför så är jag nästan säker på att det blir så i praktiken, när man närfältsmäter. Annars får jag inte ihop det alls.

[tantal]

Tackar för ett utförligt svar!

Om jag förstår rätt så kan man alltså säga att en sådan mätning som enda datapunkt möjligen kan avslöja vissa brister hos en högtalare, men inte mer än så utan att mer data finns tillgängligt.

Utöver det så uppfattar jag det som att det inte finns någon optimal mätkurva att sträva efter när man tillverkar en högtalare? Betyder det att mätningar av en högtalare överlag endast har till uppgift att avslöja ev. brister i konstruktionen? Dvs, man mäter inte för att se om högtalaren är bra, utan bara för att försäkra sig om att den åtm. inte har några allvarliga brister och om man vill veta om en högtalare är bra eller inte (korrekt återgivare) så måste man lyssna med erfarna öron?

---

Vari ligger egentligen bristen i att mäta upp en högtalares kvaliteér? Är det mättekniska problem som begränsar?
Antag tex. att man skulle bygga en replika av ett par öron och använda dessa för att mäta upp signalen som når öronen; ger inte detta en tillräcklig karakterisering för att bedömma en högtalare (dvs, finns det en optimal uppsättning mätdata)? EDIT: Rummet kommer ju givetvis att påverka också, men om vi här antar att rummet är givet och det är där vi gör vår mätning, dvs. vi mäter rum+högtalare.

---

Nu blev det många (ganska osammanhängande) funderingar på en gång igen Som jag skrev i första inlägget, om detta är kunskap som går att läsa sig till med rätt litteratur tillgänglig så tar jag gärna emot tips på sådan. Det kan ju bespara er en massa (förmodligen tidigare väl besvarade) funderingar från mig

// Joel

[IngOehman]

Var det det du menade?

Jag vet inte, menade inget speciellt utom de obsevationer jag gjort.

Jag har ingen bra förklaring men jag har konsekvent noterat att mäter man porten i närfält och lägger ihop med elementet mätt vid närfält (enligt alla konstens regler) så får man en kurva som rullar av betydligt tidigare och har mycket mer mellanbas än vad man "vet" att högtalaren egentligen har (om man skulle mätt den utomhus tex).

Isåfall tror jag att du med utomhus menar utomhus men nära marken och kanske husväggar. Det vill säga inte alls ekofri miljö. I ekofri miljö är överensstämmelsen i det närmaste perfekt nämligen.

Antar att det kan ha att göra med att man ju även mäter med bidrag från elementet när man mäter porten och vice versa? Kan ju ha med rumsbidraget att göra som du säger också.

Hursomhelst även om jag inte vet varför så är jag nästan säker på att det blir så i praktiken, när man närfältsmäter. Annars får jag inte ihop det alls.

Det första du nämner är ett mätfel som kan uppstå på extremt små högtalare (eller rättare sagt högtalare vars ljudalstrande ytor är stora jämfört med avståndet mellan dem). Vill man gå runt det så får man sticka in en mikrofon i högtalaren istället, och dubbelderivera signalen från mätmikrofon.

De flesta mätningar jag sett från stereophile har dock bara haft det där baffelstödsfelet. Alltså att basnivån ser för hög ut jämfört med hur det är på riktigt i ekofritt rum.


Vh, iö

[celef]

jag har för mig att stereophile brukar skriva att närfältmätningarna är korrigerade enligt dough rife (mannen bakom mlssa tror jag visst)

angående fel nivåer på basporten, "trackar" inte basporten och baselementet utnivån i riktiga lågbasen å det ger ett riktmärke att gå efter?

[IngOehman]

Det stämmer att de trackar varandra när man kommer ned några oktaver under avstämningen (i varje fall för alla välgjorda* basreflexlådor), och det är också så de lägger nivåerna (nuförtiden). Mig veterligt finns inga korrektioner i övrigt.


Vh, iö

- - - - -

*Med välgjorda manar jag egentligen bara konstrktioner som har rimlig effektivitet just med avseende på avstämningen. Det betyder inte att de behöver vara bra på några andra sätt.