Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Выравнивание громкоговорителей по времени, обычно называемое просто «выравнивание по времени» или «выравнивание по времени», - это термин, применяемый в системах громкоговорителей , которые используют несколько драйверов (например, низкочастотный динамик , среднечастотный и высокочастотный динамик ) для покрытия широкого звукового диапазона. Это включает в себя задержку звука, исходящего от одного или нескольких драйверов (более чем 2-полосных), чтобы исправить переходную характеристику, повысить точность и, в некоаксиальных драйверах, улучшить направленность или наклон лепестка на частотах кроссовера. Он использует регулировку расстояния между передней и задней частями отдельных динамиков, чтобы звук выводился действительно одновременно.

Фон [ править ]

В 1975 году Эд Лонг [1] в сотрудничестве с Рональдом Дж. Викершемом изобрел первую технику выравнивания по времени акустических систем. В 1976 году Лонг представил «Технику выравнивания по времени для проектирования систем громкоговорителей» [2] на 54-м съезде AES, демонстрируя использование генератора временной синхронизации для разработки улучшенных кроссоверных сетей для многополосных систем громкоговорителей. Этот метод основан на субъективной оценке различных прямоугольных импульсов, проходящих через частоты кроссовера. Генератор синхронизации по времени зафиксировал импульс на осциллографе, чтобы его можно было просмотреть. Техника Time-Align была использована Long на мониторе UREI 813 Studio [3]выпущен в 1977 году. Long также производил студийные мониторы ближнего поля с конца 1970-х по 90-е годы, используя технику Time-Align. В 1977 году Long зарегистрировал товарный знак Time-Align, а позже - его производные, Time-Aligned и Time-Alignment. (Должен включать тире). Долгая лицензия на товарный знак Time-Align компаниям UREI, Bag End Loudspeakers и другим.

Поскольку для звука Hi-Fi требуется, чтобы громкоговоритель был способен точно воспроизводить записанный материал, из этого следует, что громкоговоритель, который лучше покрывает звуковой спектр, будет иметь лучшие характеристики Hi-Fi. Поэтому в большинстве громкоговорителей Hi-Fi используется несколько драйверов для удовлетворительного покрытия звукового спектра.

По крайней мере, такой громкоговоритель может быть двухполосным, с использованием низкочастотного динамика (или среднечастотного / среднечастотного динамика ) и высокочастотного динамика . Громкоговорители более высокого класса могут быть 3-полосными или даже 4-полосными. В целях простоты и простоты данной статьи предполагается, что будет использоваться двухполосная акустическая система, состоящая из низкочастотного динамика и высокочастотного динамика. Поскольку низкочастотный динамик покрывает нижний конец звукового спектра, а высокочастотный динамик покрывает верхний предел, точка разделения между ними - частота кроссовера, крайне важно, чтобы на частоте кроссовера выходы обоих динамиков звучали акустически. суммировать так, чтобы он был бесшовным, без каких-либо пиков или провалов, иначе говорят, что громкоговоритель окрашивает звук.

Типичной характеристикой 2-полосной акустической системы является то, что на частоте кроссовера из-за физического расстояния между центрами вуфера и твитера звук, который исходит из комбинации, не является всенаправленным, а лопастным . В области лепестка уровень звука на частоте кроссовера намного выше, чем за пределами лепестка. Поэтому разработчики громкоговорителей стараются сделать главный лепесток как можно более толстым, используя драйверы как можно меньшего диаметра, чтобы обеспечить меньшее расстояние между ними. Однако самая низкая интересующая частота (бас) ограничивает диаметр низкочастотного динамика. Следовательно, у таких динамиков всегда будет лоб.

Наклон доли [ править ]

Типичный 2-полосный динамик использует низкочастотный динамик и высокочастотный динамик, как упоминалось ранее. Обычно твитер намного меньше и тоньше, чем вуфер. Это означает, что излучающие поверхности (на звуковой катушке или куполе / пылезащитной крышке в зависимости от конструкции, также известной как «акустический центр») драйверов не находятся в одной плоскости - излучающая поверхность высокочастотного динамика обычно намного впереди низкочастотного динамика, когда оба они установлены на одной плоской панели. Даже если это физическое смещение может быть порядка 20-40 мм, на типичных частотах кроссовера (≥ 1 кГц) этого смещения достаточно, чтобы вызвать наклон главного лепестка. Изображение ниже показывает это:

Время доли TM выровнено ..gif

Низкочастотный динамик - больший из двух, расположенный под высокочастотным динамиком. Это наиболее часто используемая двусторонняя конфигурация. Как видно, твитер намного тоньше, и его акустический центр опережает акустический центр вуфера. Из-за этого на частоте кроссовера, поскольку оба динамика производят одну и ту же частоту, звуковые волны из высокочастотного динамика достигают позиции P для прослушивания раньше, чем из низкочастотного динамика. Из-за этого в точке P происходит неидеальное суммирование волн (они могут усиливаться или сокращаться). Таким образом, главный лепесток направлен от P к положению P '(которое для этого конкретного динамика ниже, чем P). [4]

Исправление наклона лепестка с выравниванием по времени [ править ]

В большинстве случаев наклонный лепесток не представляет проблем, и действительно, многие акустические системы не используют синхронизацию по времени. Однако есть кроссовер, который называется LR4 или LR2.кроссовер, обладающий определенными уникальными особенностями, благодаря которым синхронизация по времени может быть полезной для динамиков, которые его используют. Этот конкретный кроссовер имеет свойство, заключающееся в том, что на частоте кроссовера электрическое суммирование является ровным (т. Е. Нет ни пика, ни провала), а сигналы, отправляемые на низкочастотный и высокочастотный динамик, всегда совпадают по фазе (сдвиг по фазе на 180 ° в случае LR2. , который исправляется простым инвертированием сигнала твитера). При использовании с громкоговорителем, который синхронизирован по времени, главный лепесток громкоговорителя теперь направлен точно вперед (т. Е. Прямо) и не имеет пика 3 дБ в ответе. Это делает кроссоверы LR2 или LR4 идеальными для аудио по сравнению с Butterworth.тип. Даже без кроссовера LR целесообразно располагать точку главного лепестка вперед, чтобы динамики равномерно освещали место прослушивания, что в результате улучшает общую производительность системы (например, визуализацию или слышимость). [5]

Электрическая синхронизация по времени [ править ]

В этой технике (обычно) сигнал твитера сдвинут по фазе (обычно это задержка, поскольку твитер опережает вуфер). Этот фазовый сдвиг вводит эквивалентный временной сдвиг в звуковой волне твитера, так что он корректирует разницу во времени между вуфером и твитером из-за физического смещения. С фильтром с переменным фазовым сдвигом становится очень легко синхронизировать практически любой динамик по времени, не изменяя что-либо физически. Этот метод также намного проще и удобнее по сравнению с физическим выравниванием драйверов по времени. [6] Однако в этом случае почти всегда требуется акустическое измерение, поскольку регулировку фазы невозможно выполнить только на слух.

Физическое выравнивание по времени [ править ]

В этой технике драйверы физически смещены, так что их акустические центры лежат в одном физическом плане. Этот метод используется, когда никакие другие средства выравнивания времени недоступны или не предназначены для использования. Это упрощает настройку для конечного пользователя, так как им не нужна специальная электроника для выравнивания драйверов. Однако этот метод требует, чтобы точная глубина акустических центров была известна во время проектирования, чтобы физическое смещение могло быть внесено в переднюю панель динамика, где устанавливаются драйверы. [6]

Обычный способ сделать это - сделать так, чтобы на передней панели была «ступенька» (как показано на изображении выше), где твитер устанавливается на некотором расстоянии позади вуфера. Этот шаг может вызвать больше ошибок при суммировании, чем временная задержка между драйверами из-за дифракции звуковых волн высокочастотного динамика вокруг ступеньки. [7] Наклон и закругление краев ступеньки помогают уменьшить дифракцию, но полностью устранить ее невозможно. Кроме того, чем более плавный наклон, тем больше вертикальное разделение между драйверами, что, в свою очередь, снова вызывает утончение лепестка (то есть увеличение вертикальной направленности) на частоте кроссовера.

Другой способ ввести физическое выравнивание по времени без необходимости физического сдвига твитера назад - наклонить сам динамик вверх (или сделать наклон передней панели вместо вертикального). Этот метод приведет к тому, что сама физическая осевая плоскость будет наклонена вверх, так что он фактически приведет физическую плоскость в соответствие с требуемой осевой плоскостью. Однако теперь положение прослушивания смещено относительно оси любого динамика на всех частотах. [7] Это самый простой из всех методов (особенно наклон самого динамика вверх) в том смысле, что его можно сделать для любого динамика, и его легче настроить методом проб и ошибок.

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Эд Лонг (звукорежиссер)
  2. ^ http://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=2283
  3. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2011-06-04 . Проверено 3 мая 2011 . CS1 maint: не рекомендуется параметр ( ссылка ) CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  4. ^ [1] Архивировано 27 февраля 2014 г.в Wayback Machine «Статья Рейна, в которой обсуждается кроссовер Линквица-Райли, синхронизация по времени, лепестки и коррекция наклона лепестков в конфигурациях динамиков TM или MT».
  5. ↑ [2] Архивировано 27февраля2014 г. в Wayback Machine «Статья Рейна, разделы« Кроссовер Линквица-Райли » и« Временная или фазовая коррекция ».
  6. ^ a b [3] «Статья ESP, в которой обсуждаются эффекты временной задержки, фазы и синхронизации»
  7. ^ a b [4] «Статья ESP, в которой обсуждаются эффекты временной задержки, фазы и синхронизации, раздел Заключение »