Det har under decennier varit mycket diskussioner vilket avstånd man skall mäta högtalare med. Ett som är klart är att man borde mäta vid lyssningsplatsen i öronhöjd. Men för att kunna jämföra högtalare med varandra och att alla inte har lyssningsplatsen ordande på samma sätt med samma avstånd bör man ha ett standardavstånd som läser in allt om högtalaren men med så lite reflexer som möjligt. Jag har gjort en massa mätningar för att utröna varifrån är bästa avståndet och höjden att mäta högtalare ifrån.
Basljudet, alltså under från 500Hz och neråt beroende på högtalarens bredd, mäts 1cm från baffeln mitt för baselementet och porten eller så nära det går om det inte går med 1cm från baffeln. Det är mycket viktigt att mäta de lägre tonerna på detta sätt eftersom det inte går att få bort de djupa tonernas reflexer i rummet på annat sätt. Det passar bra eftersom bastoner sprider sig tämligen homogent från högtalaren utan att förändras av kanter mm på vägen i ett hypotetiskt rum utan väggar, tag och golv.
[Artikeln är inte färdig. Kommer mer senare och eventuella ändringar]Högtalarlådans bredd påverkar ljudets spridning
Ljudet som strömmar ur elementen sprider sig inte därifrån och rakt ut i rummet. Ljudet går också via högtalarlådan. Ju bredare lådan är ju bredare sprids ljudet från lådan. Det hör också till saken att breda ytor fungerar som en reflektor vilket gör att en del av ljudet, efter att det lämnat lådan, tenderar att gå ihop till en tänkt punkt vid en viss längd från lådan. Ju bredare ju tidigare går de ihop i förhållande till bredden. Högtalarlådan är alltså en del av ljudspridningen.
Mätavståndet bör i detta fall ligga på ett avstånd som har med bredden av lådan att göra.
Högtalarens baffelyta höjer ljudnivån
När ljudet strömmar från elementen och delvis sprids via högtalarlådan studsar ljudet som skulle strömma bakåt istället strömmar mot baffeln som reflekterar ljudet framåt för frekvenser som har med lådans bredd att göra. Detta höjer nivån från mellanregistret upp till den frekvens som sammanfaller med baffelns bredd med ca 6dB. Detta fenomen kallas ”baffelsteg”. Baffelsteget kan variera också beroende på dess utformning. Ju närmare man mäter ju mindre syns höjningen av nivån.
Mätavståndet bör av ovanstående anledning därmed också vara anpassat till baffelns bredd.
Högtalarens kanter skapar diffraktion
Många säger sig kunna höra diffraktionen medan många andra säger att man inte kan höra någon diffraktion. Jag har själv testat och hör överhuvudtaget ingen skillnad på ljudet med eller utan diffraktion. Till saken:
Intresset för diffraktion i detta fall har endast med nödvändigt mätavstånd att göra. När ljudvågorna lämnar högtalaren via en kant skapas något som kallas diffraktion. Diffraktion är ljud som böjs av alla former av kanter, man kan säga att ljudvågorna hamnar i oreda. Även rundade kanter skapar diffraktion. Oredan gör att diffraktionstonen dels hamnar ur fas mot originaltonen som i frekvenskurvan visar sig som dalar och toppar i fas. Diffraktionen uppstår vid våglängder som är lika med eller mindre än avståndet mellan kanterna. En 30cm bred högtalare har sin diffraktionstopp vid 343/0,3= 1143 Hz och en dal vid 2286 Hz, vidare en topp vid 3430 Hz osv. Effekten är avtagande uppåt i frekvens.
https://audiojudgement.com/speaker-baffle-design-and-diffraction/
https://www.linkwitzlab.com/diffraction.htm
Även här är det bredden på högtalaren som är avgörande för att få med diffraktionen i mätningarna.
Bästa mäthöjd
De olika frekvenserna sprider ljudet olika. Vid lyssningsplatsen lyssnar man oftast i diskantens höjd eller däromkring. Vid så långa avstånd har de olika frekvenserna som nått fram till örat blandats i rimliga proportioner bla via reflexer i rummet. Men nära högtalaren är de lägre frekvenserna överrepresenterade om man mäter mellan elementen. I ett trevägssystem hamnar oftast mikrofonen mitt för mellanregistret som då blir överrepresenterad i ljudbilden. Diskanten har minst energi och faller fort ifrån vid längre mätavstånd vid de högre frekvenserna medan ljudet från bas- och mellanregister tar mer plats vid mätning.
För att ge plats åt de olika registren bör mäthöjden vara mitt för diskanten för att balansera de olika frekvenserna.
Reflexer
Ljudet som strömmar ut i rummet studsar mot de olika ytorna som finns i rummet varvid en del av dem går tillbaka till högtalaren. De helt dominerande ytorna är väggar, tak och golv. Det minsta avståndet är mellan golv och tak. Detta avstånd är oftast 2,4-2,5 meter och motsvarar en våglängd mellan 68- och71 Hz med multiplar av detta upp i frekvens ofta avtagande i nivå. Mellan högtalare, golv och mikrofon har vi ytterligare reflexer att ta hänsyn till. Förutom de andra anledningarna kan man inte mäta för nära för att inte den reflexen skall nå upp i registret. Man kan motverka detta till en del genom att lägga dämpmaterial på golvet sträckan mellan högtalare och mikrofon. Mätning riktigt nära högtalaren, innanför 10 cm från baffeln, påverkar frekvenskurvan minimalt. Alla andra reflexer från större ytor ligger långt ner i basen.
Mätavståndet får inte vara för stort för att inte få med för mycket av dessa reflexer. Eftersom takhöjden oftast är 2,4-2,5 meter bör inte mikrofonen stå längre bort än detta när man mäter i ett vanligt rum. Helst bör man som max ligga på två tredjedelar av takhöjden. 2,4 m till tak betyder då att mätavståndet bör vara max 1,6m.
Mätavstånd
Mäthöjden vet vi redan, den bör vara i höjd med diskanten.
Avståndet mellan högtalare och mikrofon är svårare eftersom man måste ta hänsyn till ovanstående. Det jag kommit fram till är att högtalarens bredd är avgörande för avståndet till mikrofonen men vikten av bredden avtar med avståndet. Eftersom ljudet sprider sig på mätavstånd sett i en halv cirkel, högtalaren själv är i vägen för den andra halvan av cirkeln som skapar baffelsteget genom att reflektera tillbaka ljudet från baffeln. Detta måste man ta hänsyn till för att få med allt ljud från högtalaren. Cirkelns radie är Pi gånger högtalarens bredd för närmaste avstånd att fånga upp allt ljud från högtalaren. Men ljudet sprider sig så det räcker inte dessutom minskar behovet i kvadrat av ökat avstånd ju bredare högtalaren är pga att breda högtalare smalnar av ljudstrålningen vid ökad strålningssträcka.
Jag har kommit fram till att denna formel passar in bäst på avståndet i förhållande till högtalarens bredd:
Avståndet i cm = sqr(100 x bredden i m x ljudhastigheten)
eller
Avståndet i cm = sqr(bredden i cm x ljudhastigheten)
eller
Avståndet i cm = sqr(bredden i cm x 343)
343 är ljudhastigheten
Tabell
Tabellen här nedan anger jag utjämnade till heltal och hur detta kan jämnas ut till hela 10 cm:
| Högtalarbredd i cm 10 |
Längd till mikrofonen i cm 58 60 cm |
Undersökning
Avståndet mellan högtalare och mikrofon för att sätta ihop en frekvenskurva med basen i närfält och resten i fjärrfält. Högtalaren som använts i testet är 22,5 cm bred och har i delningsfiltret kompenserat för baffelsteget. Diffraktionen pga bredden uppstår vid 1,5kHz – 3kHz – 4,5kHz – 6kHz – 7,5kHz – och 9khz. Svagare diffraktion kan också uppstå vid 0,7kHz – 1,4kHz – 2,1kHz – 2,8kHz – 3,5kHz osv.
Jag lägger ut grafer mellan två olika mätavstånd. Därefter tar jag med det längsta mätavståndet från föregående graf till nästa grav med ytterligare en mätning 10 cm längre bort. Smooth’ing lägger jag på 1/6 för att bara få med tendenser.
Här är mätningen 1cm och 10 cm ifrån. Som vi ser är detta alldeles för kort avstånd då övriga registret inte är med fullt ut. Vid 10 cm kan vi se att diffraktionen börjar synas:
