Ako zmerať frekvenčnú odozvu reprosústav v domácich podmienkach

Meranie frekvenčnej odozvy reproduktorových sústav je kľúčovou súčasťou optimalizácie domáceho audio systému. Správne nastavené reproduktory môžu priniesť neporovnateľne lepší posluchový zážitok, pričom práve meranie odozvy vám umožní identifikovať slabé miesta v akustike miestnosti či samotných reproduktoroch.

Frekvenčná odozva hovorí o tom, ako rovnomerne dokáže reprosústava reprodukovať celé počuteľné pásmo od basov až po výšky. Hoci profesionálne merania prebiehajú v bezodrazových komorách a s drahou technikou, pre orientačné a prekvapivo presné výsledky postačí aj domáce vybavenie, správny postup a trpezlivosť.

Prečo merať frekvenčnú odozvu doma?

Možno si položíte otázku, prečo merať frekvenčnú charakteristiku reproduktorových sústav? Napríklad preto, aby ste si overili serióznosť technických údajov výrobcu, hlavne ak udáva len hodnoty, napríklad 50 Hz – 20 kHz, avšak bez udania tolerancie. V praxi to potom môže vyzerať tak, že na dolnej frekvencii 50 Hz môže byť útlm 3 dB, čo je špičková hodnota, ale aj 12, či dokonca 18 dB, čo nesvedčí serióznosti výrobcu.

Technické parametre reprosústav Genius SP-HF1812BT

Najčastejším dôvodom merania frekvenčnej odozvy reproduktorových sústav je optimalizácia zvuku. Samozrejme predajcovia špičkového audia vás budú navádzať, aby ste si kúpili káble za niekoľko stovák eur, že potom bude zvuk reprosústav špičkový. Ani najdrahšie komponenty vám však v akusticky nevhodnom prostredí posluchovej miestnosti nepomôžu.  Domáce prostredie nie je ideálne z akustického hľadiska – steny, nábytok, podlaha aj strop ovplyvňujú zvuk, ktorý sa dostane k vašim ušiam. Aj tie najlepšie reproduktory môžu v nevhodných podmienkach stratiť čaro. Meraním frekvenčnej odozvy získate presný obraz o tom, ako vaše reproduktory a miestnosť spolupracujú. Výsledky vám umožnia lepšie nastaviť ekvalizér, správne umiestniť reproduktory alebo identifikovať potrebu akustických úprav.

Potrebné vybavenie

Na meranie potrebujete kvalitný merací mikrofón s čo najrovnejšou frekvenčnou charakteristikou. Ideálne sú kalibrované modely určené priamo na akustické merania, ktoré sa pripájajú cez USB alebo zvukovú kartu. Ich výhodou je známa a zdokumentovaná odchýlka, ktorú vie merací softvér automaticky kompenzovať. Bežné štúdiové mikrofóny síce možno použiť, no výsledky budú menej presné, najmä v oblasti výšok a hlbokých basov. V redakcii používame kondenzátorový merací mikrofón Behringer ECM 8000 (38 €).

Na stránkach výrobcu je k dispozícii kalibračný súbor, v tomto prípade pre konkrétny kus podľa výrobného čísla. Prípadne môžete stiahnuť generický kalibračný profil.  Mikrofón máme cez kábel s XLR konektormi pripojený k externej zvukovej karte Behringer UMC22 U-Phoria (53 €) Tá zabezpečí kvalitný prevod analógového signálu z mikrofónu do počítača bez zbytočných skreslení a poskytne takzvané fantómové napájanie mikrofónu napätím 48 V. Prípadne môžete použiť merací mikrofón miniDSP UMIK-1 (103 €), ktorý sa pripája priamo k PC cez USB.

Potrebujete tiež zvukovú kartu a softvér na generovanie testovacích signálov a vyhodnotenie merania. Medzi domácimi používateľmi sú populárne najmä programy umožňujúce generovať sweep signál, teda plynulý prechod celým frekvenčným pásmom, a následne z nameraných dát vykresliť frekvenčnú krivku. V redakcii používame program REW (Room EQ Wizard)

Príprava na meranie

Pred meraním je vhodné vypnúť všetky zvukové úpravy, ekvalizéry, korekcie miestnosti či „vylepšovače zvuku“, ktoré by skresľovali reálnu charakteristiku. Cieľom merania nie je zistiť, ako systém hrá po softvérových úpravách, ale ako sa správa samotný reproduktor v konkrétnom priestore. Reprosústavy by mali byť umiestnené tak, ako ich bežne používate, pretože práve interakcia s miestnosťou má zásadný vplyv na výslednú frekvenčnú odozvu. Ak chcete analyzovať samotnú reprosústavu bez výrazného vplyvu miestnosti, mikrofón sa umiestňuje bližšie k reproduktoru, často vo vzdialenosti jedného metra na osi výškového meniča. Takéto meranie však v bežnej obývačke naráža na odrazy od stien, podlahy a stropu, preto je vhodné miestnosť aspoň čiastočne utlmiť napríklad kobercami, závesmi alebo čalúneným nábytkom.

Uistite sa, že v miestnosti nie je zbytočný hluk, zatvorte okná, vypnite ventilátory a iné spotrebiče. Umiestnite reprosústavy do polohy, v ktorej ich bežne počúvate. Dbajte na symetriu a vyvarujte sa prílišnej blízkosti k stenám. Mikrofón umiestnite na stojan do výšky uší v bežnej posluchovej pozícii a nasmerujte ho do geometrického stredu reproduktorovej sústavy. Po spustení programu REW prejdite do sekcie Preferences. V časti Soundcard nastavte vstup  na vašu zvukovú kartu ( v našom prípade UMC22) a výstup na zariadenie, z ktorého budete púšťať testovací signál, Môže to byť rovnaká externá zvuková karta, alebo interná zvuková karta v PC. Importujte kalibračný súbor mikrofónu v sekcii Mic/Meter aby ste zabezpečili čo najpresnejšie výsledky merania.

Meranie

Pre meranie frekvenčnej odozvy sa najčastejšie používa tzv. sweep, čiže sekvencia frekvencií v rozsahu napríklad 20 Hz – 20 kHz. V programe REW kliknite na Measure a nastavte parametre sweepu podľa vašich potrieb.  Zvoľte úroveň hlasitosti, ktorá je dostatočne vysoká, aby prekonala hluk v miestnosti, ale nepoškodí reproduktory. Typicky sa odporúča začať na nižšej úrovni a podľa potreby zvýšiť. Spustite meranie. Počas prehrávania sweepu sa snažte nehýbať a nevytvárať žiadny hluk. Po ukončení merania sa zobrazí graf frekvenčnej odozvy. Ak je krivka veľmi “zubatá”, skúste meranie zopakovať, prípadne upraviť umiestnenie mikrofónu alebo reproduktorov. Pre komplexnejší pohľad opakujte meranie v rôznych bodoch miestnosti pre každú reproduktorovú sústavu zvlášť. Zmerajte viacero pozícií, napríklad, pri stene, v rohoch, aby ste získali predstavu o rozložení basov a výšok v miestnosti.

Interpretácia výsledkov

Interpretácia výsledkov je často zložitejšia než samotné meranie. Ideálna frekvenčná odozva by bola úplne rovná čiara, no v reálnych podmienkach to prakticky neexistuje. Výrazné výkyvy v basovej oblasti sú typickým prejavom rezonancií v miestnosti, zatiaľ čo prepad alebo nárast v oblasti stredov a výšok môže súvisieť s umiestnením reproduktorov, ich konštrukciou alebo smerovosťou meničov. Pri domácom meraní je dôležité nepanikáriť pri každej nerovnosti, ale sledovať celkový trend a porovnávať viac meraní, napríklad pri rôznych polohách mikrofónu alebo mierne odlišnom natočení reprosústav.

Korekcie v strede

Zvýrazbené basy

Zvýraznené výšky

Zvýraznemé výšky aj basy

Výsledný graf ukazuje, ako sa mení hlasitosť (SPL - Sound Pressure Level) v závislosti od frekvencie. Ideálne je, aby krivka bola čo najrovnejšia v celom počuteľnom pásme (20 Hz – 20 kHz).

SPL alebo hladina akustického tlaku je objektívna, logaritmická hodnota intenzity zvukovej vlny, vyjadrena v decibeloch (dB), v porovnaní s najtichším zvukom, ktorý ľudia počujú (prah sluchu), pričom 0 dB je referenčný bod.

Výrazné výkyvy, napríklad poklesy pod 80 Hz alebo “hroty” okolo 100 – 300 Hz signalizujú problém s akustikou miestnosti alebo umiestnením reproduktorov. Vysoké špičky môžu spôsobovať rezonancie, zatiaľ čo hlboké prepadnutia znamenajú stratu určitých frekvencií.

Záver

Domáce meranie frekvenčnej odozvy reprosústav nie je o hľadaní dokonalosti, ale o pochopení súvislostí. Frekvenčná odozva je jedným z najdôležitejších ukazovateľov kvality zvuku v domácom prostredí. S dostupným vybavením a softvérom dokážete aj doma získať signifikantné výsledky a výrazne zlepšiť zážitok z počúvania.  Výsledky vám môžu pomôcť lepšie umiestniť reproduktory, upraviť akustiku miestnosti alebo rozumne nastaviť ekvalizér. Zároveň odhalia limity samotných reprosústav a ukážu, v ktorých pásmach hrajú silno a kde naopak strácajú. Nebojte sa experimentovať, skúšajte rôzne nastavenia a pozície, a nechajte sa viesť výsledkami meraní. Ako sa hovorí – “kto meria, ten vie!”

Zobrazit Galériu