Нажимаешь «Start» в REW, и машина издаёт звук, похожий на взлетающий самолёт: низкий гул, который за пару секунд уходит в писк. Соседи по парковке оборачиваются. Это свип, и за эти секунды программа узнаёт о твоей системе больше, чем ты услышишь за вечер с розовым шумом.
Свип (sweep, свип-синус) - это тестовый синусоидальный сигнал, частота которого плавно меняется от низкой к высокой за заданное время. Записав, как его воспроизвела система, программа вычисляет импульсный отклик, а из него АЧХ, фазу и искажения.
Аналогия: проверка подвески на кочках
Хочешь понять, как машина отрабатывает дорогу. Можно проехать по ухабистой грунтовке, где все кочки вперемешку: что-то поймёшь, но точно не скажешь, на какой кочке стукнуло. А можно проехать по треку, где кочки идут строго по порядку, от длинных волн к мелкой гребёнке. Тогда каждый «стук» привязан к конкретному размеру кочки.
Шум похож на грунтовку: все частоты разом. Свип похож на трек: в каждый момент играет одна частота, и программа точно знает, какая. Поэтому свип даёт хорошее соотношение сигнал/шум, и по нему можно отделить гармоники от основного сигнала.
Линейный или логарифмический?
У линейного свипа частота растёт равномерно в герцах. У логарифмического равномерно в октавах. Разница огромная, я посчитал для свипа 20 Гц – 20 кГц длиной 5 секунд:
| Логарифмический | Линейный | |
|---|---|---|
| Время на каждую октаву | ≈0,5 с | от сотых долей секунды на низах до 2,5 с на последней октаве |
| Время ниже 100 Гц | ≈1,16 с | ≈0,02 с |
| Спектр энергии | как у розового шума, ровно по октавам | как у белого шума, основная энергия на ВЧ |
| Для автозвука | стандарт | почти не используют |
В машине вся борьба за звук идёт на низах и в середине, так что логарифмический свип тут безальтернативен. REW по умолчанию использует именно его.
Ссылка на первоисточник в списке ниже: A. Farina, AES, 2000.
Какие настройки свипа выбрать?
Чем длиннее свип, тем лучше отношение сигнал/шум: каждое удвоение длины добавляет около 3 дБ. В тихой машине хватает 256k–512k отсчётов при 48 кГц (около 5–11 секунд). Если за окном трасса, бери длиннее или меряй ночью.
Для полной системы 10–20 Гц … 20 кГц. Для отдельной полосы можно сузить, но не режь вплотную к кроссоверу: нужна октава запаса, чтобы увидеть спад фильтра.
Громкость «чуть тише комфортной». Лог-свип отдаёт каждой октаве одинаковую энергию, и твитер при громком свипе получает ощутимо. Слишком тихо, и сигнал утонет в шуме. Слишком громко, и поймаешь искажения и дребезг панелей, которые испортят замер.
Несколько свипов подряд с усреднением помогают против случайного шума, но не против отражений. От отражений спасают окно и усреднение по точкам.
Где чаще всего портят замер свипом
- Мерить свипом при заведённом моторе: шум двигателя съедает низы.
- Ставить уровень «как на музыке» и ловить дребезг обшивки вместо АЧХ.
- Мерить через Bluetooth: задержка плавает, фаза и время прихода не имеют смысла.
- Судить о звуке по свипу на слух. Он для программы, не для ушей.
Когда первый замер уже на экране, в чат обычно прилетают такие вопросы.
Задержки берут из импульсного отклика, который программа считает по свипу: в нём видно время прихода звука от каждого динамика. Для этого нужна общая точка отсчёта: петля loopback на звуковой карте или акустический опорный сигнал в REW, и проводное подключение без Bluetooth. Полученную разницу во времени потом вводишь в звуковой процессор как задержку канала.
АЧХ после свипа в салоне изрезана из-за отражений: звук от стёкол и панелей приходит к микрофону с опозданием и складывается с прямым, давая горбы и провалы. Это свойство салона, свип тут ни при чём. Для оценки тонального баланса включают сглаживание 1/6 или 1/3 октавы и усредняют замеры по нескольким точкам вокруг головы.
Для замера свипом нужен измерительный микрофон с ровной АЧХ и калибровочным файлом, например USB-микрофон вроде miniDSP UMIK-1 или конденсаторный с отдельной звуковой картой. Микрофон телефона и гарнитуры для этого не годится: у него своя неровная АЧХ и обработка сигнала. Подробнее в статье про измерительный микрофон.
Для машины лучше логарифмический свип. Сигнал MLS тоже даёт импульсный отклик, но плохо переносит нелинейность: искажения динамиков и дребезг превращаются в ложные всплески по всему отклику. Лог-свип по методу Фарины уводит гармоники во времени раньше основного импульса, и они не портят АЧХ. Поэтому REW по умолчанию меряет свипом.
Свип - базовый кирпич любой настройки по микрофону. Что делать дальше с полученными графиками, разобрано в шаге «Настройка системы».
После свипа видишь странные пики на гармониках или АЧХ с «ступенькой»? Скинь файл замера .mdat в Telegram EBAEVSQ, посмотрим вместе.
Источники
- A. Farina, «Simultaneous measurement of impulse response and distortion with a swept-sine technique», AES 108th Convention, 2000
- J. Mulcahy, REW Help (roomeqwizard.com), раздел о параметрах измерения
- А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожков, В. И. Шоров, «Акустика. Справочник», 1989