Resultater 1 til 3 av 3
Abonnér på denne tråden
  1. #1
    knutinh
    Guest

    Lytterom, Romkorreksjon, filtre, equalisere og hjuloppheng

    Lineære Tidsinvariante Systemer (LTI)
    Rom, Romkorreksjon, equalisere, delefiltre, hjuloppheng i bilen din har en viktig egenskap felles. De er "systemer" med "pådrag" (f.eks det å spille en CD eller å kjøre i en dump), og respons (etterklangen i rommet ditt, eller duvingen i en amerikansk mykt avfjæret bil) som kan modelleres ganske nøyaktig som lineær og tidsinvariant. Andre systemer kan ha en viktig komponent som er LTI, men krever flere, mer komplekse egenskaper for å beskrives tilfredsstillende. Eksempler på det kan være A/D og D/A-konvertere, LP platespillere, høyttalere og forsterkere. Hva skjuler seg bak dette begrepet som lukter av mosegrodd teori, og hvorfor skal vi bry oss?

    Det fine med teori er at det er "learn once use everywhere". Selvsagt må man tilpasse seg til forskjellige problemstillinger, men teorien bryter vanskelige problemer ned i så små og generelle bolker at vi kan si konklusivt "så lenge A og B, så må C være sant". Tenk så praktisk å slippe å finne opp kruttet på nytt hele tiden? Er det noen som setter seg ned og lurer på om 2 + 2 virkelig blir 4, eller har man etterhvert erfart at det stemmer, og tar det som en selvfølge?

    Linearitet
    Hva innebærer så "lineær"? Vi snakker om lineariteten til høyttalerelementer, og mener da at dersom elementet har et utsving på 2 mm for en spenning på 10 Volt, så skal det ha et utsving på 4 mm for en spenning på 20 Volt. Dobbelt inn gir dobbelt ut. Dette gjør at kurveformen blir uendret selv om vi skrur opp volumet. I motsatt fall så vil elementet trykke sammen kurveformen i toppene, og i stedetfor (f.eks) en ren fin sinus med dobbelt amplitude, så får vi en klippet sinus som betyr overharmoniske komponenter og ulyd (med mindre man er gitarist og/eller rør-freak og synes at det er lydnirvana, men det er en annen sak). Jeg kjenner ikke til noen reelle systemer som er strikt lineære, men ofte kan de være temmelig nært opp til det matematiske idealet innenfor et område av utsving. Derfor prøver studioteknikere å stille inngangsnivået nøyaktig når Michael Jackson synger i studio (hvis han fremdeles gjør det) : studioutstyret er lineært innenfor et begrenset område. Hvis mikrofonen er for følsom eller står for nært sangeren, eller dersom det er for høy gain i mikrofonforforsterkeren så får vi klipping eller skurr. Hvis det er for lite gain, så blir sangen unødvendig lav i forhold til den konstante støyen som finnes i alle slike systemer, og vi får dårlig signal-støy-forhold.

    Tidsinvarians
    At et system er tidsinvariant betyr rett og slett at alle variablene som beskriver systemets oppførsel aldri endrer seg. Hvis vi fortsetter med høyttalereksempelet så vet vi at temperaturen i svingespolen i høyttaleren blir varmere under bruk, og at dette kan endre høyttalerens egenskaper. Dette er et godt eksempel på at teori ikke alltid stemmer med praksis, men også at teorien fremdeles kan ha gyldighet dersom vi bruker den med vett, og dersom høyttalerdesigneren har anstrengt seg for å redusere variasjonen i høyttalerens egenskaper som funksjon av intensiv bruk.

    Dimensjonalitet
    Når vi snakker om LTI systemer så er det ofte underforstått at vi tenker i en dimensjon. Men både rom og høyttalere fungerer helt klart i 3 dimensjoner.

    What`s in it for me?
    LTI systemer byr på den fordelen at teorien bak er svært godt forstått. Ved å ha en viss forståelse for LTI så kan du forstå (i grove trekk) virkemåten til de fleste komponentene i hifi-kjeden din. Lurer du på hvorfor inngangs- og utgangsimpedansen har betydning når du skal koble sammen to komponenter? Lurer du på hvordan det er mulig å "fjerne" uønsket etterklang i et rom ved å endre på signalet før det i det hele tatt når rommet? Lurer du på om impulsresponsen er viktigere enn frekvensresponsen for en D/A-konverter?

    "Gi meg noe matnyttig uten å slenge ut formler eller linker til wikipedia"
    Impulsresponsen sier alt som er verdt å si om et LTI system. Frekvens/Fase-responsen sier alt som er verdt å si om et LTI system. Disse to kan utledes fra hverandre med en fiffig funksjon introdusert av Joseph Fourier. De eneste årsakene til å bruke begge måtene å uttrykke systemets oppførsel på er at:
    1. Vi er mennesker, og når vi skal bruke vår begrensede tenkeboks, så er det enkelte fenomener som er lettere å forstå i det ene eller andre domenet
    2. Vi skal prosessere signalet på en eller annen måte, og det er mulig å enten gjøre jobben raskere, billigere eller bedre i et av domenene.
    3. Systemet er ikke egentlig LTI

    Dette betyr f.eks at når vi skal måle responsen til et delefilter så trenger vi ikke å måle step-responsen, impulsresponsen, frekvensresponsen, og alle mulige andre responser. Så lenge systemet er LTI så er det tilstrekkelig å bruke "en eller annen metode" som gir oss impulsresponsen, og så kan alle mulige andre responser regnes ut (for hånd hvis man vil, men de fleste foretrekker å trykke på en knapp og la PCen gjøre jobben). Ut fra den kan vi finne "rt60", "waterfall", etc.

    Ut fra denne tankegangen så er et rom bare et avanser filter, (eller et voldsomt avansert hjuloppheng), så lenge vi tenker i bare en dimensjon. En måte å gjøre det på er å betrakte målemikrofonen som en del av rommet (siden den har et endimensjonalt signal ut), men da er det samtidig viktig å være klar over hva en slik målemikrofon gjør med lyden, hvor den er plassert, og hvordan den reagerer på innkommende lydbølger i forskjellige retninger. En annen måte å gjøre dette på, er å ta flere slike målemikrofoner og midle resultatet, eller å sette inn et kunsthode (en modell av en menneskelig lytter) og midle lyden som kommer til høyre og venstre øre.


    Det vi uansett kommer fram til er en tidsserie. I praksis er de fleste elektroniske verktøy i dag digitale, så jeg tar utgangspunkt i en lang rekke samples (som kan være samplet f.eks 44100 ganger eller 192000 ganger pr sekund) av den "virkelige" impulsresponsen. Siden de færreste av oss har tid til å vente "uendelig lenge" på noe som helst (ikke en gang kjærligheten) så må denne nødvendigvis være kuttet på et eller annet sted. I praksis er det litt mer innfløkt fordi vi må ha flere målinger (for å undertrykke støy), og vi må unngå at målingene "smitter over på hverandre". Dette fører til at en av de beste måleteknikkene kjent i dag for impulsresponsen faktisk er en sinus som sveipes i frekvens. Etter litt fiffig regning så sitter vi uansett igjen med en impulsrespons. Under er et eksempel på en impulsrespons:


    Legg merke til at det er en tydelig "fjelltopp" som starter det hele langt til venstre, og så en rekke mindre "skjeggtuster" lengre ut. Dette er ganske typisk. Ofte er vi ikke interessert i de absolutte verdiene på y-aksen. Så lenge vi vet at det er lineær amplitude (eller f.eks effekt) så er det den relative størrelsen mellom toppene som interesserer oss. På samme måte så er det ofte ikke så nøye om x-aksen (tid) starter på 0 eller 1000ms. Dette betyr i det siste tilfellet at vi har en forsinkelse på 1000ms, men siden vi ofte uansett ikke har kontroll på forsinkelsen i måleutstyret så er det ofte like greit å bare forskyve aksen slik at hovedtoppen kommer på eller rett etter "0". Det er mer interessant å se hvor stor avstand det er i tid mellom topper og "skjeggtuster".

    Dersom "fjelltoppen" hadde vært på minus-sida så hadde det betydd at systemet vårt fasevendte signalet. Dersom arealet av hele impulsresponsen er omtrent lik null, så betyr det at systemet ikke kan gjengi "DC" eller uendelig lav frekvens. Dersom "fjelltoppen" hadde vært helt alene og alle andre verdier var lik null, så sier det oss at frekvensresponsen er helt flat (og faseresponsen glatt og fin). Dersom vi ser tydelige små "klumper" langt ute til høyre så kan dette bety reflekser i tak, gulv og vegger.

    Rom som filtre og filtre som rom
    Siden vi har bestemt oss for at et rom, med gitte begrensninger, kan karakteriseres som et "filter" så er det naturlig å se på hva som er mulig med filtre. Dersom rommet har noen uønskede egenskaper, så må vel et filter være velegnet til å fikse på et annet filter? Figuren under viser et eksempel på rommet impulsrespons før og etter behandling med et slik korrigerende filter, i dette tilfellet et gratis open-source-program.


    Noen vil kanskje spørre seg hvordan man endrer impulsresponsen slik. Andre vil kanskje spørre hvorfor den ikke er "perfekt" som en spiker. Atter andre vil kanskje si "hæ??"

    -k

  2. #2
    Hifi Freak SAL's Avatar
    Ble medlem
    Oct 2006
    Innlegg
    2,463
    Tagget i
    1 Innlegg
    Torget
    2

    Lytterom, Romkorreksjon, filtre, equalisere og hjuloppheng

    @ Knut. Vi testet romkorreksjon her om dagen, Accuphase sin siste tror jeg det var, fungerte bra på noen skiver og dårlig på noen andre! Hva er din erfaring på dette området?

    PS. Forstår at bil ikke var tema, stusset bare litt over sammenligningen.

    APL DTR-Master
    APL DSD-Master
    APL HAS-Master.
    APL Gravitas NB-Master
    APL cables.

  3. #3
    Moderator Bjørn.H's Avatar
    Ble medlem
    Jul 2004
    Innlegg
    20,115
    Tagget i
    8 Innlegg

    Lytterom, Romkorreksjon, filtre, equalisere og hjuloppheng

    Innlegg slettet og ett innlegg redigert grunnet ønske om sletting.

    bjornh, moderator
    Hegel H90, PrimaLuna ProLogue Classic, Monitor Audio GS20, Gold C150, Reloop Turn5 m/Clearaudio Virtuoso, Rega Fono MM, Bluesound Vault2, Chromecast, BJC, Yamaha RX-V3800, Sony BDP-S5500. Focal: Chorus 736S, Chorus CC700S, Chorus SW700S, Chorus 706S m/org. stat.

Skrive Tillatelser

  • Du kan ikke starte nye tråder
  • Du kan ikke svare på innlegg
  • Du kan ikke laste opp vedlegg
  • Du kan ikke redigere dine innlegg
  •  


 

Om Hifisentralen

    Hifisentralen er Norges største webside innen high-end hi-fi og musikk, og vi har vært på nett siden år 2001. Velkommen til en god hi-fi diskusjon eller kjøp og salg av utstyr.
   

Følg oss på sosiale medier:

Facebook Twitter RSS Feed