Меню

Измерение объема с помощью звука



Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео

ЗВУКОМАНИЯ

Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео

Измерение акустики, динамиков самому с помощью RMAA и микрофона

Измерение акустики, динамиков самому с помощью RMAA и микрофона

Независимо от того, имеет ли увлеченный человек золотые уши или менее развитые чувства, он рано или поздно столкнется с проблемами создания акустики с помощью самодельных инструментов. Как «новичок» в сборке звуковых ящиков, разве вы не потратили бы часы, пытаясь добиться лучшего звука из только что купленных динамиков, меняя детали и пытаясь не разочароваться в кроссовере, разработанном программой (возможно, используя данные из заводской таблицы данных)?

И каков результат? Много-много потраченных часов, бесчисленное количество переключений, звук лучше и хуже, меньшие приросты, пот и мучения … И, в конце концов, опять что-то не так. Или, по крайней мере, мы не уверены, действительно ли результат хорош, потому что, по словам моего друга это не очень… и т.д.

Измерение акустики у себя дома с помощью RMAA

В чем сложность конструкции динамиков и акустики? Начнем с имеющихся у нас данных! В хорошем случае у нас есть заводской паспорт , но мы должны знать, что, несмотря на лучшие намерения производителя, он не подходит для этой цели…

Скорее всего, это не было сделано для этой цели. Это связано с тем, что в заводском техническом паспорте указаны условия измерения, которые часто даже не указываются, и в редких случаях соответствуют условиям, указанным при фактическом использовании. Многие производители (например, Peerless, VIFA, Scan-Speak) измеряют свои данные передачи, встроенные в стену измерительной комнаты, что означает совершенно другие условия, чем при использовании в коробе. И это только один аспект проблемы среди многих других (например, дифракция, кажущиеся нюансами ошибки, которые могут вызвать до 3-6 поломок и т.д.), Но это не тема данной статьи.

Следующая проблема — заданная и реальная чувствительность динамиков, акустики. Насколько мы можем доверять заявлениям производителя? Тщательное планирование напрасно, если несоответствие с самого начала снижает эффективность. И, наконец, оставаться с самыми важными …

Самое главное — это наши уши… хотя и тонкий «инструмент», но нас легко обмануть. На это есть несколько причин. Первый и самый важный — это сильная эмоциональная привязанность к тембру, который мы так часто слышим в тестах динамиков и акустики. (например, «теплый», «мягкий» и т. д.) Это также работает и в обратном направлении: слушая один и тот же трек — в зависимости от нашего душевного состояния, нашего отдыха — мы можем сформировать совершенно другое мнение.

Другая проблема, которую многим трудно признать, заключается в том, что, будучи новичком, очень немногие любители развили способность правильно судить о местонахождении и характере ошибки, когда они слышат конкретную ошибку в коробе. Так часто бывает с опытными конструкторами: наши уши — не частотомеры. Например, кто бы подумал искать причину неточной глубокой передачи на средних частотах? Ну да, конечно опытный конструктор акустики. Но что бы Он делал без измерения?

Ищем ли мы решение какой-либо проблемы, ответ очевиден: нам нужна безопасная точка, независимая от всех этих трудностей. Это инструмент для измерения. Когда он делает первые успешные самооценки, это важное событие в жизни любого любителя, поскольку это касается независимости. Независимость от поиска заводских данных, их неточности и т.д … Да и вообще … кто бы не хотел иметь возможность надежно проверить и измерить любой динамик и акустику в своих руках?

Я хотел бы помочь им и — я надеюсь — следующим поколениям российских производителей акустики своими руками и в домашних условиях.

Программа RMAA 5.5, а лучше найти RightMark Audio Analyzer 6.4.5

Прежде чем всё дойдёт до вас, позвольте мне рассказать вам о моем личном опыте использования этой очень полезной и, к тому же, бесплатно загружаемой программы. С помощью этой утилиты мы получаем бесплатно «тестовую лабораторию», которая ограничена только возможностями нашей звуковой карты. (Вам не нужно думать о больших вещах, она делает это в 99% случаев, и точно для измерения звуковых коробов!) Конечно, многие знают, что с годами эта программа превратилась из индивидуальной инициативы в квазиотраслевой стандарт тестирования звуковых карт, ЦАП и т.д.. С этой программой RMAA 5.5 тестируют свои звуковые карты, ЦАПы многие известные производители, в том числе Creative.

RMAA 6.4.5

Как работает RMAA или RightMark Audio Analyzer 6.4.5? Довольно просто: из линейного выхода тестовый сигнал должен быть направлен на линейный входной разъем карты, чтобы измерить возможности ЦАП карты в системе с обратной связью (передача частоты, искажения, отношение сигнал / шум, IMD, перекрестные помехи между каналами и т. д.).

Что наиболее важно, он может компенсировать измеренный результат данными из предыдущего результата. На практике это означает, что если мы измеряем свойства карты, используя метод, упомянутый выше, а затем вставляем любое устройство (усилитель, деку и т. д.) В замкнутый контур , используя функцию компенсации, система может точно соответствовать возможностям устройства.

Однако, учитывая среднее качество современных звуковых карт, могу сказать, что использование функции компенсации тоже не очень важно, так как +/- 0.5-1 действительно значительный.

Намного важнее получить качественную электретную капсулу и соответствующий ей «бокс».

Измерительный микрофон

Душа нашей измерительной системы. Это та часть, которая существенно влияет на точность и чувствительность всей системы. Так что не стоит экономить при покупке микрофона, так как хорошо подобранный — а затем тщательно изготовленный — измерительный микрофон защитит нас от множества неприятностей и, что не менее важно, он может быть самым надежным устройством в нашей системе. (Не говоря уже о критерии немалой точности.)

Читайте также:  Методы измерения удельной теплоемкости

Какой выбрать? К сожалению, как и во многих областях, здесь мы столкнемся с трудностями из-за внутренних условий. «Традиционные», широко распространенные виды не для всех «пряностей» доступны в домашних условиях. При поиске следует иметь в виду два типа — я уверен, что ни один из них не знаком тем, кто занимается этим предметом: модели Panasonic WM-61A (AT, AY, AX), типы Panasonic WM-60A, или тот же Monacor MCE-2000 (или Panasonic WM-60AY).

Приобрести для дома два продукта Panasonic сложно, но решить эту проблему можно. Модель Monacor MCE-2000 снята с производства, но их довольно много бу в рознице, о есть много других еще более лучших. Так что посмотреть стоит!

Упомянутые выше типы отлично подходят для домашних измерений, поскольку они сделаны с небольшим производственным стандартным отклонением, довольно чувствительны (так что их можно даже использовать, подключив их к микрофону, если звуковая карта обеспечивает фантомное питание — и большинство из них это дает), и, что наиболее важно: файлы калибровки легко найти, что позволяет проводить точные измерения.

Если вы не можете найти ни один из вышеперечисленных типов,тогда можно выбрать другие электреты, так как большинство этих капсул достаточно линейны до 8-10 кГц. Это, конечно, может значительно снизить точность наших измерений в зависимости от качества микрофона. Поэтому стоит осмотреться и запросить / загрузить заводские спецификации. (Что, к сожалению, часто приближает истину на расстоянии.)

При создании измерительного микрофона в первую очередь следует помнить о том, чтобы установить капсулу так, чтобы ее «передняя часть» была достаточно свободной и рядом с ней не было потенциально отражающей поверхности. (Так что НЕ погружайте капсулу ни во что!)

Пластиковая трубка, которая точно соответствует диаметру капсулы, может быть хорошим решением.

Вклеивая в него электрод, мы получаем «бокс», отвечающий всем требованиям, так как капсула остается точной, а механической устойчивости бокса также достаточно для фиксации во время измерения. Важно удалить пространство за капсулой в тюбике., поскольку эти устройства являются всенаправленными, возможно, резонансный «свист» за ними отрицательно сказывается на точности наших измерений.

Другое решение , которое гораздо проще реализовать, — прикрепить капсюль к проводу (верхний микрофон), просто нагревая его термоусадочной трубкой после того, как провода будут припаяны. Это очень хорошее решение с точки зрения точности, но оно может доставить массу неудобств при измерениях.

Разводка микрофона бесконечно проста: подключите «корпус» электрета (извините за простоту, жертвую точностью на алтаре пластичности) к точке заземления «маленького гнезда», а другой полюс электрета подсоедините к «концу» гнезда, то есть левой стороне.

Те, кто имеет предусилитель, должны, конечно, работать по входам усилителя. Конечно, низкочастотную передачу можно улучшить, но в конструкции преобразователя эта область не является проблемой.

Теперь, когда мы успешно создали датчик-микрофон, давайте посмотрим, как его можно использовать с RMAA 5.5, а лучше RMAA 6.4.5

Программа RMAA 6 как акустическая измерительная система

Вроде все готово для измерений. Все, что нам нужно сделать, это подробно рассмотреть, как подключить нашу систему, настроить нашу программу для получения хороших результатов.

Первым шагом, конечно же, является сама установка RMAA 6.4.5. Как только мы это сделаем, нам нужно решить правильную разводку «оборудования».

RMAA 6.4.5

На изображении выше вы можете увидеть «более простую» конфигурацию, которую стоит использовать для измерения — она может работать без использования предварительного усилителя. Изображение довольно четкое, но давайте рассмотрим его подробнее. Левая часть линейного выхода звуковой карты(Нам нужно подключить штекер маленького разъема к усилителю, желательно хорошего качества. Подключите его к усилителю, к динамику, акустике, которой нужно измерить.

Используя микрофоны, описанные выше, вы можете подключиться напрямую к звуковой карте без использования предусилителя, используя микрофонный вход. Конечно, вы также можете использовать предусилитель, но в этом случае, конечно, мы используем линейный вход! Если проводка, подключена правильно, вам может потребоваться настроить программное обеспечение.

настройки записи

Запускаем настройку программного обеспечения , нажав на маленький динамик на панели задач на микшере! Установите регуляторы «общая громкость» в максимальное положение, приглушив остальные. Это очень важно, при небольшой невнимательности мы можем доставить себе массу неудобств и получить неточные измерения!

Когда вы закончите, нажмите «Свойства» в меню «Настройки». Здесь выберите переключатель «для записи» и выберите все для отображения! Полученный микшер будет использоваться в наших измерениях. Выберите микрофонный вход для использования и выберите усиление микрофона как одну из специальных опций!

настройка RMAA 6

Начнем RMAA 6! Щелкните кнопку параметров теста. В появившемся здесь меню нам нужно изменить вкладку тела акустики , оставив остальное без изменений. И здесь наша задача находится на расстоянии одного клика: установите флажок Включить режим тестирования акустики ! Затем программа указывает, что вы установили сигнал калибровки на 1000 Гц. Важно, что как бы соблазнительно это ни выглядело, НЕ ставьте отметку в поле с надписью « корпус сабвуфера» !

Это настраивает основы измерения. А теперь измерение . Да, мы можем быть счастливы … хотя пока не будем этого делать, у нас может быть гораздо больше проблем.

Читайте также:  Федеральный институт педагогических измерений огэ 2021 математика

В окне RMAA 6.4.5 ( после закрытия параметров тестирования ) нажмите нижнюю левую кнопку, которая похожа на магнит. После этого вы увидите следующее окно:

Тест акустики и тест динамиков

Не бойтесь, если дисплей не зеленый. Нам нужно отрегулировать уровень микрофонного входа на микшере и громкость усилителя, чтобы они были примерно -1 от записанного уровня . Затем программа сообщит, что все готово к измерениям. Нажмите кнопку запуска теста.

После этого давайте помолчим, потому что акустические измерения уже идут! Когда измерение будет завершено, выберите слот для результата , затем посмотрите на график, нажав кнопку, отмеченную красным кружком на рисунке ниже! Я надеюсь, что все будут счастливы, увидев первое (настоящее) настоящее акустическое измерение в своей жизни!

rmaa_тест

ИТОГИ. Многие скажут, но как насчет отражений в помещении? Ну, я тоже долго сомневался в подлинности измерения RMAA 6.4.5. Пока я не получил одну из лидирующих на рынке систем. Сравнивая его измерения с RMAA, я могу сказать то же самое: нам не о чем беспокоиться! Я не знаю, как именно вы это делаете (здесь используется какая-то синхронизация между выходом и входом), но я уверен, что ваше измерение далеко не без аномалий, вызванных измерительной комнатой .

Конечно, в крайнем случае или ниже 500 Гц эти проблемы хорошо видны, но пока мы обязательно устанавливаем систему в центре хорошо обставленной комнаты — и желательно на полу с подушкой между микрофоном и динамиком — до тех пор мы можем быть полностью уверены в том, что система может измерить.

Я думаю, ничто не доказывает это больше, чем тот факт, что вместо — гораздо более дорогой и деликатной — промышленной измерительной системы я также использую ее для измерений во время настройки динамика.

Я искренне надеюсь, что сейчас могу оказать большую помощь всем тем, кто давно хотел создать свою акустику, но не решался из-за отсутствия измерительной системы, или тем, кто часами не мог бороться с минусами корпуса и некоторыми проблемами кроссовера.

Позже мы также поговорим о характеристиках передачи микрофонов, правильных методах измерения и методах измерения для каждого типа динамика и акустики в целом.

Источник

7. Кодирование и декодирование информации

  • ЗВУКОВАЯ ИНФОРМАЦИЯ
  • ПЕРЕДАЧА ИЗОБРАЖЕНИЙ
  • ПЕРЕДАЧА ТЕКСТОВ
  • Сравнение двух способов передачи данных
  • Определение времени передачи файла

ЗВУКОВАЯ ИНФОРМАЦИЯ

ФОРМУЛА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА ЗВУКОВОГО ФАЙЛА

I = F*i*t*k

I — объем звукового файла (бит)
F — частота дискретизации (Гц) или измерений в секунду
i — глубина (вес) кодирования звука (бит)
t — время звучания звука (сек)
k — количество каналов в записи (моно k=1, стерео k=2, квадро k=4)

ФОРМУЛА ОБЪЕМА ЧЕРЕЗ СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ И ВРЕМЯ

I = v*t

I — объем звукового файла (бит)
v — скорость передачи информации (бит/сек)
t — время передачи информации (сек)

1. Передача звуковых файлов

Задача 1

Стереоаудиофайл передается со скоростью 32 000 бит/с. Файл был записан при среднем качестве звука: глубина кодирования – 16 бит, частота дискретизации – 48 000 измерений в секунду, время записи ─ 90 сек.Сколько времени будет передаваться файл? Время укажите в секундах.

ПАСКАЛЬ

var Iob,F,i,t1,t2,k,v:real;
begin
F := 48000;
i := 16;
t1 := 90;
k := 2;
Iob := F*i*t1*k;
v := 32000;
t2 := Iob/v;
writeln(‘t2 = ‘,t2);
end.

PYTHON

ОТВЕТ:4320

Задача 2

Музыкальный фрагмент был оцифрован и записан в виде файла без использования сжатия данных. Получившийся файл был передан в город А по каналу связи за 30 секунд. Затем тот же музыкальный фрагмент был оцифрован повторно с разрешением в 2 раза выше и частотой дискретизации в 1,5 раза меньше, чем в первый раз. Сжатие данных не производилось. Полученный файл был передан в город Б; пропускная способность канала связи с городом Б в 4 раза выше, чем канала связи с городом А. Сколько секунд длилась передача файла в город Б? В ответе запишите только целое число, единицу измерения писать не нужно.

РЕШЕНИЕ: Пусть I1 первоначальный размер оцифрованного фрагмента, тогда размер второго I2 = I1*2/1.5 = 4/3*I1, то есть в 4/3 объем второго получился больше первого файла, и передаваться будет дольше на 4/3. Пропускная способность (скорость) канала в город Б в 4 раза выше, получаем t = (30*4/3)/4 = 10

2. Хранение звуковых файлов

Задача 1

Производилась двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 64 кГц и 24-битным разрешением. В результате был получен файл размером 48 Мбайт, сжатие данных не производилось. Определите приблизительно, сколько времени (в минутах) проводилась запись. В качестве ответа укажите ближайшее к времени записи целое число.

ПАСКАЛЬ

var Iob,F,i,t,k:real;
begin
F := 64000;
i := 24;
k := 2;
Iob := 48*1024*1024*8;
t := Iob/(F*i*k);
writeln(‘t = ‘,t/60);
end.

PYTHON

Как вариант, кто не хочет составлять программу считаем вручную, используя степени двоек:

48=3*16=3*2^4, 1024 = 2^10, 8 = 2^3, 64000 = 64*1000= 2^6*2^3*125, 24=3*2^3, 2=2^1

t = (48 *1024*1024*8)/(64000*24*2)=3*2^4*2^10*2^10*2^3)/(2^6*2^3*125*3*2^3*2^1)=(2^24)/(125*2^13)=2^14/125= 16384/125=131,072/60=2.18453333333333

Получили t = 2.18453333333333, время записи примерно равно 2 минутам
ОТВЕТ:2

Задача 2

Производится четырёхканальная (квадро) звукозапись с частотой дискретизации 32 кГц и 32-битным разрешением. Запись длится 3 минуты, её результаты записываются в файл, сжатие данных не производится.

Определите приблизительно размер полученного файла в Мбайт. В качестве ответа укажите ближайшее к размеру файла целое число, кратное 10.

РЕШЕНИЕ:Мы знаем: F = 32кГц = 32000Гц, i = 32бита, k = 4, t = 3мин=180с. Находим I = F*i*t*k , легко составим программу что бы не запутаться в переводе и вычислениях

var Iob,F,i,t,k:real;
begin
F := 32000;
i := 32;
t :=180;
k := 4;
Iob := (F*i*t*k)/(1024*1024*8);

Читайте также:  Мера измерения силы притяжения

Получили 87.890625, округляем до ближайшего целого кратного 10, получаем 90(МБайт)
ОТВЕТ: 90

РЕШИТЬ САМОСТОЯТЕЛЬНО:

Производится звукозапись музыкального фрагмента в формате стерео (двухканальная запись) с частотой дискретизации 32 кГц и 32-битным разрешением. Результаты записываются в файл, сжатие данных не производится; размер полученного файла – 64 Мбайт. Затем производится повторная запись этого же фрагмента в формате моно (одноканальная запись) с частотой дискретизации 16 кГц и 16-битным разрешением. Сжатие данных не производилось. Укажите размер файла в Мбайт, полученного при повторной записи. В ответе запишите только целое число, единицу измерения писать не нужно.

ПЕРЕДАЧА ИЗОБРАЖЕНИЙ

ФОРМУЛА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА КАРТИНКИ

I = K*i

I — объем графического файла (бит)
К — общее количество точек картинки или разрешающая способность монитора (пиксел)
i — глубина цвета (бит) или вес одного пиксела

ФОРМУЛА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦВЕТОВОЙ ПАЛИТРЫ

N = 2 i

N — цветовая палитра
i — глубина цвета (бит) или вес одного пиксела

ФОРМУЛА ОБЪЕМА ЧЕРЕЗ СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ И ВРЕМЯ

I = v*t

I — объем графического файла (бит)
v — скорость передачи информации (бит/сек)
t — время передачи информации (сек)

Задача 1

Сколько секунд потребуется модему, передающему информацию со скоростью 32000 бит/с, чтобы передать 24─цветное растровое изображение размером 800 на 600 пикселей, при условии что цвет кодируется минимально возможным количеством бит.

РЕШЕНИЕ:Мы знаем: K = 800*600, N= 24 бита, v = 32000 бит/c. С помощью N бит можно закодировать 2 N вариантов, 2 4 5 , следовательно, один цвет кодируется i=5 битами. Находим I = K*i , находим время t = I/v,

Q = 800 * 600 * 5 бит = 480 000 * 5 бит. t = 480 000 * 5 бит / 32 000 бит/с = 75 с.

легко составим программу что бы не запутаться в переводе и вычислениях

ОТВЕТ: 75

РЕШИТЬ САМОСТОЯТЕЛЬНО

Сколько секунд потребуется модему, передающему сообщения со скоростью 19200 бит/с, чтобы передать цветное растровое изображение размером пикселей, при условии, что цвет каждого пикселя кодируется 24 битами?

ПЕРЕДАЧА ТЕКСТОВ

ФОРМУЛА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА ТЕКСТОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

I = K*i

I — объем текстового файла (бит)
К — общее количество символов
i — вес одного символа (бит)

МОЩНОСТЬ АЛФАВИТА

N = 2 i

N — мощность алфавита
i — вес одного символа(бит)

Задача 1

Модем передает данные со скоростью 7680 бит/с. Передача текстового файла заняла 1,5 мин. Определите, сколько страниц содержал переданный текст, если известно, что он был представлен в 16-битной кодировке Unicode, а на одной странице – 400 символов.

Объём информации вычисляется по формуле I = v * t, где t — время передачи v — cкорость передачи данных. Поэтому I = 7680 бит/c * 90с = 691200 бит. Каждый символ в данной кодировке кодируется 16-ю битами, i = 16. Следовательно, количество символов определится так: K= I/i = 691200 бит / 16 бит = 43200, на одной странице 400 символов, поэтому количество страниц опредлится так: St = 43200 / 400 = 108.

ОТВЕТ: 108
Попробуйте самостоятельно составить программу

СРАВНЕНИЕ ДВУХ СПОСОБОВ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Задача 1

Документ объемом 10 Мбайт можно передать с одного компьютера на другой двумя способами:

А) Сжать архиватором, передать архив по каналу связи, распаковать

Б) Передать по каналу связи без использования архиватора.

Какой способ быстрее и насколько, если

– средняя скорость передачи данных по каналу связи составляет 2 18 бит в секунду,

– объем сжатого архиватором документа равен 30% от исходного,

– время, требуемое на сжатие документа – 7 секунд, на распаковку – 1 секунда?

В ответе напишите букву А, если способ А быстрее или Б, если быстрее способ Б. Сразу после буквы напишите количество секунд, насколько один способ быстрее другого.

Так, например, если способ Б быстрее способа А на 23 секунды, в ответе нужно написать Б23. Слов «секунд», «сек.», «с.» к ответу добавлять не нужно.

Попробуйте разобраться в программе и решить самостоятельно задачу

Документ объемом 5 Мбайт можно передать с одного компьютера на другой двумя способами:

А) Сжать архиватором, передать архив по каналу связи, распаковать.

Б) Передать по каналу связи без использования архиватора.

Какой способ быстрее и насколько, если

– средняя скорость передачи данных по каналу связи составляет 2 18 бит в секунду,

– объем сжатого архиватором документа равен 80% от исходного,

– время, требуемое на сжатие документа – 35 секунд, на распаковку – 3 секунды?

В ответе напишите букву А, если способ А быстрее или Б, если быстрее способ Б. Сразу после буквы напишите количество секунд, насколько один способ быстрее другого.

Так, например, если способ Б быстрее способа А на 23 секунды, в ответе нужно написать Б23.

Слов «секунд», «сек.», «с.» к ответу добавлять не нужно.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ПЕРЕДАЧИ ФАЙЛА

У Толи есть доступ к сети Интернет по высокоскоростному одностороннему радиоканалу, обеспечивающему скорость получения информации бит в секунду. У Миши нет скоростного доступа в Интернет, но есть возможность получать информацию от Толи по низкоскоростному телефонному каналу со средней скоростью бит в секунду. Миша договорился с Толей, что тот будет скачивать для него данные объемом 5 Мбайт по высокоскоростному каналу и ретранслировать их Мише по низкоскоростному каналу.

Компьютер Толи может начать ретрансляцию данных не раньше, чем им будут получены первые 512 Кбайт этих данных. Каков минимально возможный промежуток времени (в секундах) с момента начала скачивания Толей данных до полного их получения Мишей?

В ответе укажите только число, слово «секунд» или букву «с» добавлять не нужно.

РЕШЕНИЕ PYTHON: print((512*1024*8)/2**19 + (5*1024*1024*8)/2**15)

Оставить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Источник