Korekcije zvučničkog sustava i akustike prostorije

Ozren Bilan
Korekcije zvučničkog sustava i akustike prostorije digitalnim filtrom
Bilan Audio Site
Korekcije zvučničkog sustava i
akustike prostorije digitalnim
filtrom
Foobar plug-in MathAudio RoomEQ
Matlab projektiranje FIR filtera postupkom frekvencijskog sampliranja
Ozren Bilan
2014.
Članak prikazuje postupak kompenzacije frekvencijskog odziva malih soundbar monitor zvučnika i akustike prostorije digitalnom obradom
signala primjenom 64-bitne obrade koja podržava frekvencije sempliranja od 44,1 do 352,8 kHz. Sustav ne unosi preistitravanje što
omogućava neutralnost zvuka. Sustav kompenzira frekvencijsku i faznu karakteristiku, a ručnim podešavanjem izbjegava se
podkompenzacija i prekompenzacija sustava. Svi prikazani programi dostupni su besplatno, a omogućavaju vrlo visoku točnost.
1
Ozren Bilan
Korekcije zvučničkog sustava i akustike prostorije digitalnim filtrom
Postupak korekcije zvučničkog sustava i akustike prostorije digitalnim filtrom
Uvod
Kakvoća svakog elektroakustičkog sustava ovisi u prvom redu o kvaliteti primijenjenih zvučničkih
sustava koji mogu ispravno funkcionirati samo u akustički obrađenoj prostoriji. Razvojem digitalne
obrade zvučnih signala postali su dostupni sustavi koji kompenziraju nedostatke frekvencijskog
odziva zvučnika i nesavršenosti akustike prostorija. Mnogi korisnici računala za reprodukciju glazbe
izbjegavaju korištenje uređaja za korekciju akustike prostorije i ekvalizaciju zvučnika jer nisu
zadovoljni rezultatima postojećih programa. Najčešći problemi s postojećim programima su pojave
podkompenzacije i prekompenzacije, a korisnike posebno odbija pojava predistitravanja.
Predistitravanje, pre-echo ili preringing je neprirodna pojava koja nastaje pri digitalnoj obradi zvučnih
signala kao posljedica nekauzalnih DSP sustava temeljenih na konvoluciji i FIR filterima.
Temeljno pitanje pri projektiranju digitalnih filtera primjenom inverzne DTFT je odgovor na pitanje:
ako je zadan oblik filtera H(Ω), kojim ćemo ga impulsnim odzivom h[n] dobiti? Impulsni odziv, jezgra
ili kernel filtera određen je nizom koeficijenata pa pitanje možemo preformulirati. Drugim riječima,
ako je zadan frekvencijski odziv filtera koji želimo realizirati digitalnom obradom signala, kako ćemo
odabrati koeficijente za realizaciju? U najvažnijem primjeru, pokazali smo da će odziv idealnog
niskopropusnog filtera dati slijedeći impulsni odziv:
h[n] 

1
sin(nc )  c sin c(nc )
n

Ωc predstavlja kritičnu ili odreznu frekvenciju filtera, a funkciju sinc određujemo izrazom:
sinc (x) = [sin (x)]/ x
x=linspace(-10,10);
y=sinc(x);
plot(x,y);
grid;
predistitravanje
postistitravanje
Očito je da zvuk neće biti najbolji jer odziv
sustava (predistitravanje) nastaje prije
pobude; tj. sustav je nekauzalan jer odziv
nastaje prije pobude. Ovaj problem
nekauzalnog sustava s tranzijentnom
jekom rješava se postupkom apodizacije
koji primjenjuju neki programi.
Cilj apodizacije je eliminiranje predistitravanja, jer primijenimo li ovakav sustav na glazbeni signal,
npr. žica gitare će svaki put početi istitravati prije nego je glazbenik trzne. Međutim, rješenje
problema ima za posljedicu nelinearni odziv faze. Postistitravanje ne predstavlja veći psihoakustički
problem jer ga maskira impuls.
2
Ozren Bilan
Korekcije zvučničkog sustava i akustike prostorije digitalnim filtrom
Program za digitalnu obradu zvučnog signala
Jedan od besplatnih plug-in dodataka za Foobar je i MathAudio Room EQ koji ne dopušta nastajanje
predistitravanja, a digitalni signal može obrađivati rezolucijom 64 bita u realnom vremenu pri čemu
sustav ne vrši resempliranje.
loše
dobro
najbolji zvuk ali nelinearna faza
Promjena oblika impulsa postupkom apodizacije
Druga dobra osobina spomenutog plug-ina je ta što se izbjegava prekompenzacija akustike prostora.
Konačni subjektivni akustički rezultati primijenjene korekcije akustike prostorije u velikoj mjeri ovise
o iznosu korekcije. Uvijek se izbjegava prekompenzacija i podkompenzacija. Automatski sustavi
korekcije akustike prostorije često idu do ekstrema jer nastoje u potpunosti linearizirati sustav.
Međutim, apsolutno linearan sustav nije optimalan jer subjektivno optimalan frekvencijski odziv u
prostoriji uvijek ima nagib ili tilt prema visokim frekvencijama. MathAudio Room EQ omogućava
ručnu kompenzaciju akustičke korekcije u realnom vremenu što sprječava prekompenziranje sustava.
Dobro je istaknuti kako tradicionalna akustička obrada prostorije uvijek zahtijeva daleko manji iznos
digitalne korekcije.
Digitalni filteri ne mogu se realizirati tako da funkcioniraju na isti način pri različitim frekvencijama
sempliranja primijenjenog zvučnog signala. Karakteristike svih digitalnih ekvalizatora ovise frekvenciji
sempliranja pa suvremeni sustavi za akustičku korekciju moraju podržavati vrlo veliki broj
standardiziranih frekvencija sempliranja. Kako bi se izbjegla realizacija posebnih digitalnih filtera za
svaku frekvenciju sempliranja akustički korektori većinom primjenjuju najjednostavniji sustav. To je
resempliranje i primjena samo jednog digitalnog filtera.
U tom slučaju, ako korisnik reproducira signal sempliran 192 kHz, a radna frekvencija filtera je 48 kHz,
signal se resemplira na radnu frekvenciju filtera, obrađuje i ponovno vraća na početnu frekvenciju
sempliranja signala 192 kHz. Očito je da će takav postupak teoretski i praktično unijeti različita
izobličenja. Dakle, s tehničke strane mnogo je povoljnije rješenje ako uređaj nativno podržava sve
standardne frekvencije sempliranja od 44100 do 352800 Hz.
MathAudio Room EQ omogućava
 Ispravljanje nedostataka akustike prostorija u velikom broju točaka
 Ispravljanje akustičkih nedostataka zvučnika
 Sprječava preistitravanje
 Ispravlja frekvencijsko amplitudni i fazni odziv
 Prigušuje rezonantne vrhove, a ne kompenzira klance što sprječava prekompenzaciju sustava
 Razina kompenzacije podešava se ručno
 Podržava frekvencije sempliranja od 44056 kHz do 352,8 kHz.
 Korisnik može realizirati odziv po volji crtanjem primjenom 64-bitne obrade signala
 Prima signale USB mjernih mikrofona i standardnim mjernih mikrofona sa i bez pretpojačala
 Podržava krivulje kompenzacije svih tipova mikrofona
3
Ozren Bilan
Korekcije zvučničkog sustava i akustike prostorije digitalnim filtrom
Postupak korekcije nedostataka akustike prostorije
Prije svega, potreban je mjerni mikrofon za mjerenje frekvencijskog odziva. Danas su popularni USB
mikrofoni poput MiniDSP UMIK-1, Dayton Audio UMM-6…itd.
ECM999 (< 400 Kn)
UMIK EMM
Dayton UMM-6
Earthworks 50
EM-135
ECM8000
MIC-02
Klasični izbor su konvencionalni
mjerni mikrofoni Dayton Audio
EMM6, Earthworks, a možda je
najpopularniji Behringer ECM8000 s
velikim brojem klonova – koji za
pravilan rad trebaju mikrofonsko
pretpojačalo s izvorom fantomskog
napajanja – na slici desno..
Vrlo ekonomični elektret mikrofon s baterijskim napajanjem EM-135, može poslužiti u nuždi, a
usporedbom sa ekstremno linearnim kalibriranim mikrofonom delta-sigma mjernog sustava
napravljena je kalibracijska datoteka pomoću koje ga možemo kompenzirati. Viši o tome naknadno.
Osnovna teorija i norme
Zašto je jedan od gornjih mikrofona najskuplji? Odgovor: zbog
Spajanjem mikrofona izlazne impedancije RM na ulaznu
impedanciju zvučne kartice RZK nastaje naponski djelitelj. Gubitak
signala u dB koji nastaje nakon spajanje je:
Impulsni odziv
50µs/d
gubitak = RZK / (RM + RZK)
gubitak u dB = 20 log [RZK / (RM + RZK ]
Norma IEC60268-4 kaže: Impedancija tereta mora biti 5 puta veća od impedancije mikrofona.
Budući da je ulazna impedancija mikrofonskog ulaza na računalu >10kOhm, tj. visokoomska, izlazna
impedancija mikrofona ne igra veliku ulogu, tj. < 2dB, pa ako na zvučnicima čujemo brujanje, ono ne
dolazi iz mikrofona, nego iz računala i zvučne kartice. Priključimo li, npr. 3 dB, osjetljiviji mikrofon za
toliko će se smanjiti šum.
4
Ozren Bilan
Korekcije zvučničkog sustava i akustike prostorije digitalnim filtrom
Najjednostavniji način poboljšanja zvuka sustava na poluprofesionalnu razinu je korištenje zvučnog
sučelja sa mikrofonskim ulazima (48V phantom pretpojačalo s linijskim ili USB izlazom).
Kad nabavimo mikrofon, instalirat ćemo Room EQ i Foobar2000 pa ćemo priključiti zvučnike i
pojačalo na zvučnu karticu računala. Room EQ možemo prebaciti u računalo sa stranice komponente
Foobar.
Zvučnike (vanjski modul sa pojačalom i dva soundbar zvučnika koji se snap-in mehanički pričvrste
ispod 24“ monitora) priključujemo na napajanje pojačala i na zvučnu karticu računala s priloženim
kabelima ili ćemo priključiti sustav reprodukcije s odvojenim pojačalom i zvučnicima.
Snap-in soundbar modul sa pojačalima i zvučnicima za 24“ monitor računala spajamo po uputi
3. Priključujemo mikrofon na zvučnu karticu računala s prednje ili stražnje strane.
USB mikrofon uvijek priključujemo na USB utičnicu sa stražnje strane računala.
mjerni mikrofon
a) USB mikrofon priključujemo na USB ulaz računala (sa stražnje strane).
b) Mikrofon s pretpojačalom priključiti ćemo na linijski ulaz zvučne kartice.
c) Mikrofon bez pretpojačala direktno priključujemo na mikrofonski ulaz zvučne kartice računala
5
Ozren Bilan
Korekcije zvučničkog sustava i akustike prostorije digitalnim filtrom
U slučaju c) pratimo slijedeći postupak. Na Upravljačkoj ploči biramo Zvuk. Otvorit će se prozor Zvuk
gdje biramo Microphone. Ako mikrofon radi ispravno bargraf s desne strane pokazuje promjenu
razine signala. Ako ne pokazuje signal provjerite je li uključeno napajanje. Biramo opciju Svojstva.
Otvorit će se prozor Svojstva sa pet kartica: općenito, slušanje, razine, poboljšanja i dodatno.
 Na kartici Razine postavljamo gornji klizač na 100%, a donji na +20 dB. Govoreći u mikrofon s
udaljenosti 10 – 15 cm, pazimo da signal na prvom prozoru ne ulazi u preopterećenje. Ako se to
ipak događa, gornjim klizačem podešavamo radnu razinu na manje od 100%.
 Na kartici Slušanje odznačit ćemo kvadratić Osluškuj ovaj uređaj.
 Na kartici Poboljšanja biramo: Isključi sva poboljšanja.
 Na kartici Dodatno biramo rezoluciju signala kartice. npr. 16 bita 44,1; 96 ili 192 kHz.
 Zatim biramo karticu Općenito, pa na njoj Svojstva.
 Otvorit će se treći prozor Zadani zvučni uređaj - Svojstva i vidjet ćemo radi li mikrofon ispravno.
Nakon izvršenih podešenja pokrenit ćemo Room EQ plug-in
U izborniku foobara biramo File -> Preferences -> Playback -> DSP Manager, pa u stupcu s desne
strane biramo MathAudio Room EQ, a zatim kliknemo na strelicu koja pokazuje na desno kako bi
izabrani plug-in aktivirali. Potom biramo Configure Selected kako je prikazano na donjim slikama.
Nakon instaliranja MathAudioRoom EQ pojavit će se u dostupnim DSP. Označimo ga i desnom strelicom
prebacimo u aktivne DSP s desne strane. Važno: mora biti posljednji efekt u nizu
6
Ozren Bilan
Korekcije zvučničkog sustava i akustike prostorije digitalnim filtrom
Nakon izbora Configure Selected pojavit će se prozor plug-in dodatka MathAudioRoom EQ
Uključit ćemo Room Measurement mode nakon čega biramo Mic input.
Ulazni/Izlazni uređaj mikrofona biramo dodatnom opcijom In/Out.
Mic signal indicator mora pokazivati promjenjivu razinu mikrofonskog signala crvenom bojom.
Ako ste na kartici Slušanje podešavanja mikrofona slučajno ostavili uključenu opciji Osluškuj ovaj
uređaj, Room EQ plug-in će pri mjerenju prekinuti putanju signala, pa se na zvučnicima neće čuti
signal iz mikrofona, dakle neće nastati mikrofonija.
Umjeravanje mikrofona i kalibracijska datoteka
Mikrofon se umjerava pistonfonom. Svi uobičajeni mjerni mikrofoni funkcioniraju bez problema bez
umjeravanja (kalibracije), međutim pistonfoni nisu lako dostupni prosječnim korisnicima. Ako
posjedujete kalibracijsku datoteku mjernog mikrofona možete je koristiti s MathAudio Room EQ.
Postupak je slijedeći – promijenite naziv kalibracijske datoteke (najčešće je naslovljena
Ime_mikrofona.mic) u calibration.frd ili calibration.cal, a potom je kopirajte u mapu Dokumenti ->
MathAudio Room EQ.
Zatvorite program Foobar2000 i ponovno ga pokrenite. Ime
kalibracijske datoteke prikazat će se u gornjem desnom kutu kako
je prikazano na slici. Kalibracijska datoteka ne vrijedi vječno, a
mikrofon se treba periodičnu umjeravati.
7
Ozren Bilan
Korekcije zvučničkog sustava i akustike prostorije digitalnim filtrom
Kvaliteta mjerenja ovisi o kvaliteti uporabljenog mikrofona. U velikom broju mjernih programa može
se unijeti frekvencijski odziv mikrofona, a potom pri mjerenju izvršiti kompenzaciju mjerenog
frekvencijskog odziva. Kompenzacija se izvodi s krivuljom koja predstavlja recipročnu vrijednost
frekvencijskog odziva senzora. Tako se poništi greška koja nastaje pri mjerenju frekvencijskog odziva
zbog nelinearne frekvencijske karakteristike primijenjenog senzora.
Od ekonomičnih elektret mikrofona pronašao sam kardioidni mikrofon EM-135 i usporedio sam ga sa
ekstremno linearnim kalibriranim mikrofonom jednog delta-sigma mjernog sustava te sam izračunao
kalibracijsku datoteku. Naravno, ovo je privremeno rješenje samo za nuždu jer nije neusmjeren.
Datoteke za kompenzaciju su ASCII formatirane datoteke, a sadrže podatke kompenziranog
frekvencijska odziva. Četiri posljednja znaka imena datoteke najčešće su dodatak .mic, .cal ili .frd. Pri
tome podaci obvezno moraju biti u linijama teksta. Ako slučajno posjedujete spomenuti mikrofon
kopirajte donji tekst u Notepad, pohranite ga pod bilo kojim nazivom u mapu MathAudio Room EQ te
mu promijenite ime i ekstenziju u calibration.frd, kako je već opisano.
Slijedeći tekst prikazuje kompenzaciju odziva mikrofona, a broj kompenzacija je sasvim dovoljan za
namjenu iako izvorni tekst ima mnogo više frekvencija s decimalnim vrijednostima magnitude.
Područje podešavanja je od 30 do 15000 Hz, što je više nego dovoljno za kućni sustav, a imajte na
umu da su sve kapsule mikrofona različite.
microphone EM135
freq(Hz) Magn(dB)
40
5
200
3
500
2
…
5000
2
…
13000
2
…
Nakon toga pristupit ćemo mjerenju frekvencijskog odziva u prostoriji
Mjerenje frekvencijskog odziva zvučnika i prostorije
Osnovna vodilja pri mjerenju je ta da je razmak niskofrekvencijskih modova pojedinih frekvencija
mnogo veći od onih na visokim frekvencijama, što slušno djeluje vrlo nepovoljno. Frekvencijska širina
pojasa B, modova određuje se poznavanjem vremena odjeka relacijom
B= 2,199/T [Hz]
Na višim frekvencijama broj rezonancija je sve veći, a razmak sve manji pa nemaju većeg značaja
nego samo povećavaju glasnoću. Pitanje je, do koje frekvencije ovo vrijedi?
Dva su uvjeta:
 Za akustički male prostorije volumena do 70m3 vrijedi: L ≈ V1/3 ≈ 4 m, λ/L >> 1
ili volumen je jednak kubu valne dužine najniže frekvencije f=85Hz, λ=c/f, V≈λ3
 Frekvencijska razlika modova treba biti manja od 1/3 njihovog frekvencijskog spektra.
Uvjeti su zadovoljeni za sve frekvencije iznad Schroederove, kod kojih utjecaj pojedinačnih modova ne
utječe na raspodjelu zvučnog tlaka, a određuje je relacija:
fs= 2000 (T/V)
8
1/2
Ozren Bilan
Korekcije zvučničkog sustava i akustike prostorije digitalnim filtrom
Odziv zvučnog tlaka u prostoriji je slučajna varijabla; zbog toga pri mjerenju vrijedi:
 Mjerenje akustike prostora samo u jednoj točci nema dovoljnu pouzdanost za procjenu akustike.
 Točnost se postiže usrednjavanjem velikog broja mjerenja
 Točan broj mjerenja i frekvencijska širina pojasa ne može se odrediti analitički.
Prevedemo li gornje postavke na naš postupak to znači:
 Potrebno je izvesti najmanje 5-20 mjerenja pri čemu mjerne lokacije moraju biti jednoliko
raspodijeljene unutar područja na kojem će biti slušatelji.
 Mikrofon pri mjerenju treba biti na visini uha slušatelja pri čemu mora biti postavljen vertikalno
(neusmjereni mikrofon)
 Mikrofon ne smije biti u blizini objekata i površina koje reflektiraju ili apsorbiraju zvuk.
 Pri mjerenju je mikrofon najbolje postaviti na stalak, a neusmjereni mikrofon se postavlja okomito
na smjer zvučnika.
 Sweep Signal Volume podešavamo tako da signal iz zvučnika nije preglasan, a da je dovoljno iznad
razine buke. Ako nije dobro podešeno plug-in će nas upozoriti.
Uključimo Start Measurement.
Čujemo klizajuću promjenu frekvencije sweep i čekamo
10 sekundi do kraja mjerenja pa pomaknemo mikrofon
na novu lokaciju. Kliknemo Yes u prozoru s upitom želimo
li nastaviti mjerenju. Postupak ponavljamo do 20 puta na
svim potrebnim mjernim lokacijama. Kliknemo No u
prozoru s pitanjem ako želimo završiti mjerenje.
Nakon toga dobit ćemo usrednjeni dijagram svih 20
izmjerenih frekvencijskih odziva.
Biramo Save Preset kako bi pohranili dobiveni
frekvencijski odziv zvučnika i prostorije kao *.snr
datoteku.
Plug-in uključujemo u način rada Room EQ
Aktiviramo Room EQ, a pri tome je vrlo važno da Room EQ mora biti posljednji efekt u lancu.
Balansiramo zvučnike
U nekim situacijama zvučnici nemaju jednaku razinu zvučnog tlaka na mjestu slušatelja pa je jedan
glasniji od drugog. Tada možemo uključiti opciju Stereo Balance ON kako bi kompenzirali
neravnomjerne zvučne tlakove. Ako su frekvencijski odzivi lijevog i desnog zvučnika vrlo slični ovoj
korak preskačemo.
9
Ozren Bilan
Korekcije zvučničkog sustava i akustike prostorije digitalnim filtrom
U situaciji prikazanoj na grafu vidimo da su odzivi lijevog i desnog zvučnika malo različiti pa ovaj korak
ne preskačemo.
Biramo referencijalni frekvencijski odziv
Za izbor standardnog linearnog frekvencijskog odziva idealnog zvučnika biramo dugme Bright. Takav
svijetli odziv subjektivno ne zvuči najbolje, budući da u prostoriji mora postojati nagib odziva prema
visokim frekvencijama. Za subjektivno idealan frekvencijski odziv koji uključuje tzv. tilt, biramo dugme
Neutral. Taj izbor osigurava neutralniji zvuk zvučnika u kućnoj slušaonici.
Podešavamo vertikalni klizač
Vertikalnim klizaćem odrezujemo najuočljivije rezonancije. Pri tome ne treba pretjerivati, a
eventualne korekcije možemo napraviti naknadno.
Slabljenje glavnih rezonancija prostorije i zvučnika i podešavanje referencijalnog odziva Neutral
Rezultantni digitalno obrađeni frekvencijski odziv prostorije i zvučnika prikazan je bijelom linijom i na
njemu vidimo da su postojeće glavne rezonancije odziva mnogo manje. Te rezonancije daju
neprirodan timbar zvuku. Eliminiranje ovih rezoznancija trebalo bi popraviti ukupan doživljaj u
slušaonici. Pri tome se ne pojačavaju spektralne komponente ispod zelene linije kako bi se spriječili
veliki pomaci na niskim frekvencijama. To ujedno sprječava prekompenzaciju prostorije.
Subjektivno uspoređujemo obrađeni zvuk i izvorni zvuk u prostoriji
Reproduciramo glazbu po volji uz uključenu opciju Room EQ. Pri tome moramo zapamtiti glasnoću
digitalno obrađenog zvuka. Nakon toga aktiviramo Bypass kako bi čuli izvorni neobrađeni zvučni
signal te pomičemo klizač Bypass signal volume na lijevo sve dok ne izjednačimo glasnoće. Jednaka
glasnoća je nužan uvjet za usporedbu obrađenog i neobrađenog signala.
Ovaj postupak ponavljamo nekoliko puta, eventualno uz promjenu postavki obrade. Pri ovoj
usporedbi obratite pozornost na zaključak i komentar ovog članka gdje su opisane objektivne i
subjektivne poteškoće koje pri tom nastaju.
10
Ozren Bilan
Korekcije zvučničkog sustava i akustike prostorije digitalnim filtrom
Crtamo vlastiti frekvencijski odziv ako želimo dodatnu promjenu zvuka
Ovo je konačna opcijska
mogućnost preporučljiva za
fino podešavanje sustava.
Omogućava
dodatnu
promjenu
referencijalnog
frekvencijskog
odziva.
Pomakom kursora miša dok je
uključeno
lijevo
dugme
možemo
nacrtati
željeni
frekvencijski
odziv
ili
promijeniti bilo koji detalj
odziva i odmah čuti promjenu.
Naravno, broj koeficijenata
filtera postaje sve veći, a tako i
zahtjevi za opterećenjem
procesora.
Nacrtat
ćemo
kursorom
vrlo
neobičnu
karakteristiku filtera, samo za to da bi ispitali karakteristike i mogućnosti plug-ina RoomEQ.
U Matlabu karakteristiku možemo realizirati projektiranjem FIR filtera postupkom frekvencijskog
sempliranja. Ilustrirat ćemo slučaj u kojemu je amplitudni odziv filtra određen u cijelom Nyquistovom
području. To znači da ne postoje frekvencijski intervali u kojima nije važan oblik odziva, a primijenit
ćemo robusni algoritam frekvencijskog sempliranja. Amplitudni odziv filtra određen je u u tri dijela:
 u prvom dijelu je sinusoidalna sekcija,
 u drugom dijelu je razlomljeni polinom linearne sekcije, a u
 trećem dijelu sekcija kvadratnog oblika.
Oblik filtera krajnje je složen pa moram za početak odabrati vrlo visoki red filtera; npr. 300.
Normalizirane frekvencijske točke raspodijeljene su između 0 i 1, tj. dijelimo frekvenciju s 20000.
Koristimo Matlab alat fvtools.
% Matlab program koji projektira FIR filter postupkom frekvencijskog sampliranja
N = 300;
B1 = 0:0.01:0.18;
B2 = [.2 .38 .4 .55 .562 .585 .6 .78];
B3 = [0.79:0.01:1];
A1 = .5+sin(2*pi*7.5*B1)/4;
% Sinusoidalna sekcija
A2 = [.5 2.3 1 1 -.2 -.2 1 1];
% linearna sekcija polinoma
A3 = .2+18*(1-B3).^2;
% kvadratna sekcija
F = [B1 B2 B3];
A = [A1 A2 A3];
d = fdesign.arbmag('N,F,A',N,F,A);
Hd = design(d,'freqsamp');
fvtool(Hd,'MagnitudeDisplay','Zerophase','DesignMask','on')
set(gcf,'Color','white')
11
Ozren Bilan
Korekcije zvučničkog sustava i akustike prostorije digitalnim filtrom
Realizirali smo sličan filter koji smo nacrtali u RoomEQ. Kroz njega možemo propustiti signal kao u Foobaru i poslušati učinak
Pohranjujemo stanje plug-ina u *.snr datoteku
Na kraju ćemo pohranit sve karakteristike podešavanja stanja plug-ina u malu *.snr datoteku pomoću
koje ćemo kada to zatreba učitati stanje plug-ina za zadanu situaciju.
Zaključak i komentar
U članku smo pokazali način kompenzacije frekvencijskog odziva malih monitor soundbar zvučnika i
akustike prostorije digitalnom obradom signala primjenom 64-bitne obrade signala koja podržava
frekvencije sempliranja od 44,1 do 352,8 kHz. Uz to sustav ne unosi preistitravanje što omogućava
neutralnost zvuka. Sustav kompenzira frekvencijsku i faznu karakteristiku, a ručnim podešavanjem
izbjegava se podkompenzacija i prekompenzacija sustava.
Prije korištenja sustava kompenzacije treba znati da su mali monitor soundbar zvučnici najčešće
ekvalizirani kako bi se dobila optimalna subjektivna karakteristika, pa se njihovim kompenziranjem na
linearni sustav subjektivno slabe karakteristike percipiranog zvuka. Pored toga maksimalni pomak na
niskim frekvencijama im je maksimalno ograničen. Ova napomena ne vrijedi za kućne sustave
reprodukcije, a postupak je isti.
Pri kompenziranju sustava s punim frekvencijskim opsegom treba znati kako mnogi korisnici audiofili
mogu pravilno čuti koloracije tuđih sustava za reprodukciju, dok se na koloracije vlastitog sustava
naviknu te ih ne mogu detektirati jer ih dugotrajnim slušanjem (usviravanjem vlastitog sustava sluha)
mentalno kompenziraju. To je ujedno i najveći problem pri podešavanju sustava na uho.
Primijenjeni plug-in je vrlo učinkovit i nečujan u radu pri manjim korekcijama, a pokazali smo kako
bilo koju karakteristiku filtera možemo u Matlabu realizirati projektiranjem FIR filtera linearne faze
postupkom frekvencijskog sempliranja.
Literatura:




O. Bilan Akustika prostorija
O. Bilan Digitalna obrada zvučnih signala
MathAudio Room EQ User Manual
Alex Khenkin, Director of Engineering Earthworks, How Earthworks Measures Microphones How to measure
microphones and the implications relating to measuring loudspeakers
Napomena
Ovaj članak ni u kojem slučaju se ne odnosi na profesionalne nego na napredne korisnike koji žele eksperimentirati s
sustavima za ekvalizaciju kućnog sustava reprodukcije i kompenziranja akustike prostora, a drugi cilj je upoznavanje s
digitalnim filterima u Matlabu.
Profesionalni korisnici mogu koristiti VST verziju za DAW. Svi prikazani programi mogu se prebaciti u računalo besplatno.
12
Ozren Bilan
Korekcije zvučničkog sustava i akustike prostorije digitalnim filtrom
Frekvencijski odziv i impulsni odziv FIR filtera sa N=100 umjesto N=300 koeficijenata.
Grupno i fazno kašnjenje su savršeno linearni
13

Download Report