2022年11月3日木曜日

【にわかAVマニアの定在波】ホーン特性を実測

皆さんこんにちは.ホーンスピーカー愛好家のヒラサカです.
写真はリスニングポジションから見上げた2WAYホーンの姿です.

周波数特性を測定したところ、謎の特性で戸惑っています.

測定方法ですが、最初は、sin波の周波数を1点1点samplingしてフーリエ変換してと、めんどくさいことをやりかけましたが断念.

ホワイトノイズをスピーカーから出してフーリエ変換する方法で測定しました.この方法だと1発で全帯域がわかります.
↓ホワイトノイズ発生はwindowsのWaveGeneです.便利なアプリです.
↓まずは、ホワイトノイズのフラットネスを検証しました.電気的に直結でsampleしたもの.このアプリがどうやってホワイトノイズを発生させているのかは知りませんが、完全にフラットになっており、優秀です.

↓リスニングポジションでのtweeterの特性.
ホワイトノイズをtweeterから出力しマイクロホンで拾いました.
①networkで800Hz以下はcutしているので無視
②20kHzへ向けて直線的に-20dB下がっているのは何故だ?
③全般的に凹凸が大きい.これは反射による定在波であろう
軽く考察ですが、
②はコンデンサマイクの特性が見えてしまっているのかもしれません.カタログSPECではフラットなのですけど、疑っておきます.
③凹凸は、物が多い部屋の環境のせいで反射が生じているのが原因と考えられます.

↓反射の影響を減らすために、tweeterの直前1mにマイクロホンを設置して再測定してみました.スケールは上と同じです.なんとか見れる特性になりました.
浮かび上がった新たな問題は、2kHzから下が急激に落ちています.
これは想定外なんだなぁ.なぜなら、
 ・コンプレッションドライバーのカタログSPECはfo=800Hzだから
 ・ホーンの設計も低域限界=800Hzだから
 ・ゆえに800~2kHzを妨げる要因は無いはず
もしかするとドライバのカタログSPECが軽くインチキなのかもしれない.networkのカットオフを2kHzに変更するべきだなこりゃ.

↓次にwooferの特性です.マイクロホンの設置位置はリスニングポジションにて.
①ホーンの設計上の低域限界は150Hz
②networkの帯域制限で800Hz以上は減衰
③ゆえにwoofer帯域は100~1200Hzぐらいとなるが、反射のせいで特性の凹凸が大きい
↓tweeterでやったのと同様に、wofferの直前1mにマイクロホンを設置して再測定しました.
グラフ形状はマシにはなったけれど、★のところで-15dBもディップしています.これはマイクの背中側の壁の反射かもしれない.無響室が欲しいです.
あと、ホーンが円錐形でなくて四角錐なのが欠点なのかもしれません.ホーン内部で上下左右に共鳴しそうです.

↓WF+TWの総合特性.反射がなるべく少ないようホーンの前方1mぐらいにマイクを設置しました.
設計上で、WF受け持ち帯域=青TW受け持ち帯域=赤 にしてあります.
・1~2kHzの重要な帯域が抜けてしまっています.こりゃいかん
・WFのVOLをもっと大きくしてもよいかんじ(マルチアンプなので容易)
・あいかわらず反射は多い

特性を計ってしまうとウゲゲってな事はよくあるものです.
とりあえずWFとTWの帯域分割を2kHzに変更するところから改善に着手しようと思います.

network基板は作ってあるんだ.


かしこ

6 件のコメント:

  1. >凹凸は、物が多い部屋の環境のせいで反射が生じているのが原因と考えられます
    一回、「インパルス応答」を、とってみては如何でしょうか?
    ※その昔、カーオーディオ(DSP)やってた時も、「車内の音響特性」なんて「メチャクチャ」なので、最初に、
    「インパルス応答」をとって、それを基準にして「Effect(ex.コンサートホールの音とか)」を掛けるようになっていました。でないと「何やってるのか」分からなくなります。
    ※今回も、これでは、
    ・部屋の音響特性を測ってるのか
    ・スピーカーの音響特性を測ってるのか
    わからなくなりますね・・・

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    1. 音場補正はDSPを調達できたらやってみたいもののうちの一つです.
      インパルスよりめんどくさいですがM系列も面白い応用ができますす.

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  2. >20kHzへ向けて直線的に-20dB下がっている
    これも、「部屋の中に、色々なモノがある」と、吸音材/反射材の役目を果たしてしまうので、その所為かもしれません。
    ・畳の部屋(和室)とかだと、明らかに「高音が下がる」(LPFになる)ような気がします。
    あと、「部屋の中に、段ボール箱」が積んであると、明らかに「外部の騒音」が、減ります。
    (以前「幹線道路沿い」の家に住んでいて、「段ボール箱が、いっぱい積んであった」部屋が、なぜか静かだったという経験があります。)

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    1. リニアに効いてるのが吸音効果だとすると、ホーン自体が中空プラスチックなのでそのせいかもしれません.

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  3. >2kHzから下が急激に落ちています
    これ、「マイクの特性」だったりしませんかね?(普通は、そんなハズないですが・・・)
    (「指向性」の問題はあるかもしれません。低い音は「真正面」からでないと、受けられないとか。)

    >★のところで-15dBもディップ
    よく見ると、その2倍音、3倍音のところも、落ちてる気がしますね。
    (まぁ多分、周りに置いてあるモノのせいでしょうが。)

    >特性を計ってしまうとウゲゲ
    まぁ、「計測できるモノが全て」というワケではないですが・・・

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    1. 倍音で落ちてるので、後方の反射っぽいんですね.

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