Линейные системы и их характеристики

Оценка линейных искажений громкоговорителей по уровню их амплитудно-частотных

искажений (то есть степени отклонений АЧХ от постоянного значения) на протяжении всего

многолетнего периода производства является основным методом оценки их качества. В значительной степени это связано с тем, что амплитудно-частотные искажения субъективно воспринимаются как искажения тембра, к которым слух очень чувствителен. Поэтому методики измерения амплитудно-частотных характеристик детально разработаны и включены во все международные и национальные стандарты, например, ГОСТ 11515-91, ГОСТ 23262-88, IEC 60268-5, IEC 60581-7, DIN EN 61305-5, ГОСТ Р 53575-2009, AES 20-96/2008 и др.

31

Параметры оценки искажений

неравномерность АЧХ (в акустических системах 1 класса по ГОСТ 23262-88 допускается +/- 2 дБ);

эффективный рабочий диапазон частот в акустических системах высшего класса по ГОСТ 23262-88 -- 40...25000 Гц при спаде 6 дБ на низких и высоких частотах;

характеристическая чувствительность — отношение среднего звукового давления, развиваемого головкой громкоговорителя в заданном диапазоне частот (обычно 100...8000 Гц) на рабочей оси на расстоянии 1 м при подводимой электрической мощности 1 Вт (в зависимости от области применения находится в следующих пределах: 86… 102 дБ/Вт/м).

Кумулятивные спектры и переходные процессы

Кроме АЧХ и ФЧХ можно построить трехмерные (кумулятивные) спектры. Большинство современных программ для работы со звуком (WaveLab, Sound Forge, SpectraLab и др.) позволяют выполнить такую операцию.

32

Кумулятивные спектры и переходные процессы

В целом, к кумулятивным спектрам предъявляются требования гладкости спада АЧХ на всех частотах диапазона.

33

Пространственные параметры. Характеристика направленности.

Для определения «пространственного» распределения звукового давления, излучаемого акустическими устройствами, в современной практике проектирования аудиоаппаратуры и в действующих стандартах ГОСТ Р 53575-2009 (МЭК 60268-5:2003) предусмотрено измерение таких параметров, как характеристика

направленности и частотная характеристика акустической мощности.

Под характеристикой направленности понимается «зависимость уровня звукового давления от частоты и от угла между опорной осью и измеряемой осью в условиях свободного поля в различных (заданных) плоскостях».

34

КПД громкоговорителей

КПД — это отношение излучаемой акустической мощности к подводимой электрической мощности при измерениях на заданной частоте или полосе частот:

Все электродинамические громкоговорители прямого излучения и, соответственно, акустические системы на их основе, имеют чрезвычайно низкий КПД, меньше 1%. Только узкогорлые рупорные громкоговорители могут иметь КПД до 10%.

Громкоговорители часто имеют наибольший уровень нелинейных искажений среди всех остальных звеньев тракта, именно поэтому методам оценки и измерениям этих искажений уделяется много внимания в современной аудиотехнике.

35

Интермодуляционные искажения

Методика измерений представлена в ГОСТ Р 53575-2009 (МЭК 60268-5:2003) и основана на подведении к излучателю двух синусоидальных сигналов с частотами f1 и f2 (где f1 < 1/8 f2, при соотношении амплитуд 4:1) и измерении амплитуд звукового давления комбинационных тонов: f2 +/- (n - 1)f1, где n = 2, 3:

1, 2 - генераторы звуковые;

3 - усилитель мощности;

4 - вольтметр;

5 - усилитель микрофонный;

6 - анализатор гармоник; Мк - измерительный микрофон; Гр - громкоговоритель

36

Интермодуляционные искажения

Например, если подвести к громкоговорителю частоты 200 Гц и 1000 Гц, то при наличии интермодуляционных искажений (а они в громкоговорителях есть всегда) в спектре появятся разностные тоны: 1000 - 200 = 800 Гц, 1000 - 2 x 200 = 600 Гц, 1000 - 3 x 200 = 400 Гц и т. д.; а также суммарные тоны: 1000 + 200 = 1200 Гц, 1000 + 2 x 200 = 1400 Гц, 1000 + 3 x 200 = 1600 Гц и т. д.

Суммарный коэффициент интермодуляционных искажений определяется в этом случае как:

где Кимn = [p(f2 - (n - 1)f1) + p(f2+ (n - 1)f1]/pср.

37

Качество обслуживания/восприятия

Концепции «качества обслуживания QoS (Quality of Service). МСЭ определяет

качество обслуживания как «совокупный эффект характеристик обслуживания, которые определяют степень удовлетворения пользователя услуг». Пользователь – ключевой элемент этой концепции.

40