Allineamento temporale driver per diffusori a due o più vie

Driver degli altoparlanti con allineamento temporale con UMIK-1 e UMIK-2

Questa sezione mostra come utilizzare un UMIK-1 o UMIK-2 con Room EQ Wizard (REW) per allineare nel tempo i driver degli altoparlanti.

•      Panoramica
•      Posizionare il microfono per la misurazione
•      Osserva le risposte all'impulso
•      Verificare la corrispondenza di fase
•      Allineamento temporale di woofer e midrange
•      Imposta i ritardi nel plugin

• Panoramica

Quando si progetta un altoparlante attivo, è necessario un corretto allineamento temporale tra i driver per una prevedibile lobing verticale del diagramma di radiazione dell'altoparlante. Con un crossover Linkwitz-Riley, il modello di lobing verticale è simmetrico fintanto che i driver sono allineati nel tempo.

In questa sezione descriveremo come misurare il ritardo acustico tra i driver utilizzando solo un UMIK-1 o UMIK-2 e Room EQ Wizard (REW). Questo viene quindi utilizzato per impostare i ritardi temporali in un plug-in miniDSP in modo che i driver siano allineati nel tempo. Daremo per scontato che tu sia già pronto per le misurazioni e sappia come usare REW.

Nota: il metodo qui descritto richiede che tu abbia già appiattito la risposta di ciascun driver utilizzando l'equalizzazione parametrica o il filtro FIR e regolato i loro livelli di banda passante in modo che siano uguali. (Vedi Implementazione di altoparlanti attivi con miniDSP e Dirac Live per un esempio.)

• Posizionare il microfono per la misurazione

È comune quando si misurano gli altoparlanti misurare a una distanza di 1 metro. Quando si misura il ritardo acustico tra i driver, avere il microfono a livello del tweeter come illustrato nella parte superiore della Figura 1 darà una lettura errata. Posizionare invece il microfono verticalmente a metà strada tra i due driver o, in alternativa, nella posizione di ascolto.

Posizionamento del microfono per la misurazione del ritardo

 

• Osserva le risposte all'impulso

In REW è possibile osservare la risposta all'impulso di un driver, ovvero la risposta nel tempo piuttosto che in frequenza, misurando la sua risposta e facendo clic sul pulsante Impulse. Ne consegue che:

     Se due driver stanno suonando contemporaneamente, il segnale misurato combinerà la risposta all'impulso di entrambi i driver e se uno di questi impulsi è sufficientemente ritardato, nel segnale nel dominio del tempo saranno visibili due impulsi distinti.

La Figura 2 è il grafico che abbiamo ottenuto per misurare il ritardo acustico tra i driver tweeter e midrange di un diffusore di esempio. Per separare gli impulsi, abbiamo applicato un ritardo di 1 millisecondo al driver midrange utilizzando il plug-in miniDSP. Puoi vedere chiaramente i due impulsi qui: prima il tweeter e poi la gamma media poco più di un millisecondo dopo.

Impulso tweeter e impulso midrange ritardato

Posizionando il cursore sul grafico, possiamo leggere il tempo di ciascun picco di impulso. Il ritardo acustico tra i driver è la differenza, meno 1 ms che abbiamo aggiunto al driver midrange nel plug-in miniDSP. Utilizzando i numeri del nostro esempio, il ritardo è:

1,148 – 0,082 – 1,0 = 0,066 ms

Ecco come abbiamo ottenuto questo grafico:

•      Bypassare tutti i filtri crossover. Lascia l'equalizzatore parametrico che appiattisce le risposte del driver così com'è.
•      Imposta la scheda Mixer come mostrato nello screenshot successivo. Questo invia il canale sinistro solo al tweeter: lo useremo come riferimento di temporizzazione acustica. Il canale destro invia la scansione principale del test sia al tweeter che alla gamma media. Scheda Mixer per misurare il ritardo dal tweeter alla gamma media.

•      Imposta il ritardo sul driver midrange su 1,0 ms.
•      Azzera i ritardi su entrambi i canali di uscita del tweeter.
•      Ricontrolla che non ci siano ritardi nella scheda Dirac nel plugin.
•      Apri la schermata Misurazione. Attivare il riferimento temporale acustico e impostare le frequenze iniziale e finale su un intervallo in cui entrambi i driver sono piatti. Nel nostro altoparlante di esempio, il driver midrange va molto alto, quindi abbiamo usato da 1 kHz a 20 kHz. Imposta Output su R e Ref Output su L. Vedi gli elementi cerchiati nella schermata successiva.
•      Impostazioni di misurazione per misurare il ritardo dal tweeter alla gamma media

•      Fare clic su Avvia.
•      Al termine della misurazione, fare clic sul pulsante Impulse e regolare i limiti dell'asse del grafico per ottenere un grafico simile alla Figura 2.

(Il riferimento temporale acustico viene utilizzato in modo che i due impulsi si trovino in posizioni prevedibili sul grafico. Non utilizziamo il riferimento temporale acustico per trovare il ritardo acustico a causa dei ritardi molto piccoli che stiamo cercando di misurare.)

• Verificare la corrispondenza di fase

Il motivo dell'allineamento temporale dei due driver è che sono in fase. (Stiamo supponendo l'uso di un crossover Linkwitz Riley.) Per verificare che i due driver siano in fase, invertire un driver ed eseguire uno sweep di misurazione. Se i driver sono in fase e hanno la stessa ampiezza, si annulleranno alla frequenza di crossover e creeranno un valore nullo nella risposta.

La figura 3 è la risposta che abbiamo ottenuto invertendo la fase del tweeter.



Figura 3. Risposta in finestra con tweeter invertito

Per ottenere questo grafico:

•      Imposta un crossover Linkwitz-Riley di 4° ordine tra la gamma media e il tweeter.
•      Zero il ritardo sul driver midrange.
•      Imposta il ritardo sul tweeter al valore calcolato in precedenza (0,066 ms nel nostro esempio). Potresti non essere in grado di impostare il valore esatto perché il plug-in quantizzerà al campione più vicino: scegli semplicemente il valore più vicino.
•      Eseguire uno sweep di misurazione.
•      Fare clic sul pulsante Impulse per visualizzare la risposta Impulse.
•      Fare clic sul pulsante IR Windows e impostare i parametri in questo modo (potrebbe essere necessario regolare il valore della finestra destra per ottenere il miglior risultato):

     Impostazioni della finestra di risposta all'impulso

•     Fare clic sul pulsante Applica Windows. Nella finestra di misurazione principale, selezionare la casella di controllo Finestra. Dovresti essere in grado di vedere che la funzione finestra (grafico blu) sta attenuando la prima riflessione:

     Figura 4. Risposta all'impulso in finestra del midrange e del tweeter invertito con crossover

•      Fare clic sul pulsante SPL & Phase e regolare i limiti dell'asse del grafico se necessario.

 

• Allineamento temporale di woofer e midrange

Se stai costruendo un diffusore a tre vie, dovrai misurare il ritardo tra il woofer e il midrange. La Figura 5 mostra il grafico che abbiamo usato per calcolare il ritardo acustico del woofer rispetto al midrange.



Figura 5. Impulso midrange e impulso woofer ritardato

Come prima, il ritardo acustico è la differenza tra i picchi, meno 1 ms aggiunto al woofer nel plugin:

1,259 – 0,038 – 1,0 = 0,221 ms

Per ottenere questo grafico:

•      Bypassare tutti i filtri crossover. Lascia l'equalizzatore parametrico che appiattisce le risposte del driver così com'è.
•      Imposta la scheda Mixer come mostrato nello screenshot successivo. Questo invia il canale sinistro al tweeter, sempre per essere utilizzato come riferimento acustico di temporizzazione. Il canale destro invia lo sweep di prova principale al woofer e alla gamma media.

•      Impostare il ritardo sul woofer a 1,0 ms. Se necessario, questo può essere impostato più alto per separare maggiormente gli impulsi.
•      Zero il ritardo sul driver midrange. Verificare che il ritardo sul tweeter utilizzato per il riferimento temporale acustico sia zero.
•      Ricontrolla che non ci siano ritardi nella scheda Dirac nel plugin.
•      Eseguire uno sweep di misurazione. Come prima, attiva il riferimento di temporizzazione acustico e imposta Output su R e Ref Output su L. Imposta la frequenza iniziale e finale su un intervallo in cui entrambi i driver sono piatti. Nel nostro caso, abbiamo usato da 100 Hz a 2 kHz.
•      Fare clic sul pulsante Impulso e regolare i limiti dell'asse del grafico per ottenere un grafico simile alla Figura 5.

Puoi eseguire un controllo di cancellazione di fase se lo desideri, ma è più complicato a causa dei riflessi della stanza. Tuttavia, è anche meno critico ottenere il ritardo esattamente corretto poiché la lunghezza d'onda alla frequenza di crossover è relativamente lunga. Se lo provi, gioca con il valore della finestra destra per vedere se riesci a ottenere un valore nullo.

Imposta i ritardi nel plugin

Supponendo il caso comune in cui il tweeter ha il ritardo acustico più breve, quindi il midrange e infine il woofer:

•      Impostare il ritardo sui canali di uscita del woofer su zero.
•      Impostare il ritardo sui canali di uscita della gamma media al valore misurato come ritardo acustico tra il woofer e la gamma media (0,221 ms nel nostro esempio).
•      Imposta il ritardo sui canali di uscita del tweeter al ritardo sopra indicato più il ritardo acustico tra la gamma media e il tweeter (0,221 + 0,066 = 0,287 ms nel nostro esempio).

Potresti non essere in grado di impostare i valori esatti, quindi impostali sui valori disponibili più vicini. Ecco la schermata di output per il nostro altoparlante di esempio:

(Alcuni plugin mostreranno tre cifre dopo la virgola mentre altri ne mostreranno due.)

Infine...

Verifica di avere tutte le impostazioni del crossover a posto e che tutte le impostazioni (PEQ, Xover, delay, level) siano le stesse su entrambi i canali. Ripristina la scheda Mixer alla normalità per il tuo altoparlante:



Esegui le misurazioni a gamma completa su ciascun altoparlante per confermare che tutto funzioni come previsto. Se tutto sembra a posto, siediti e fai suonare il tuo impianto.