Compensation of loudspeaker measurements using standard baffle

Kmitočtová charakteristika reproduktoru je jeden ze stěžejních údajů, který je potřeba znát např. při návrhu reproduktorové ozvučnice nebo reproduktorové soustavy. Kmitočtová charakteristika by měla dosahovat co nejvyšší přesnosti s minimem zkreslení. Jak takovéto charakteristiky dosáhnout popisuje norma ČSN EN 60268-5, která uvádí jako jeden ze způsobů použití standardních ozvučnic. Kromě standardní ozvučnice–přepážky mají tyto ozvučnice v normě uvedené korekční křivky pro měřené charakteristiky. To ovšem neznamená, že standardní ozvučnice-přepážka měření nezkresluje. Cílem této práce je analýza zkreslení měření způsobených touto ozvučnicí a dalšími elementy a jejich kompenzace. Práce obsahuje popis určitých částí normy ČSN EN 60268-5 se zaměřením na standardní ozvučnici-přepážku. Zejména na její konstrukci a způsoby měření reproduktorů na ní namontovaných. V rámci práce bylo provedeno několik testovacích měření. Tato měření byla provedena v bezodrazové komoře s reproduktory namontovaným na modulární standardní ozvučnici-přepážce, což je modifikace standardní ozvučnice–přepážky, která je v práci taktéž popsána. Mezi provedená měření patří měření kmitočtových charakteristik v různých vzdálenostech mikrofonu od reproduktoru při různých polohách ozvučnice v bezodrazové komoře. Z testovacích měření vyplývá, že modulární standardní ozvučnice-přepážka i bezodrazová komora způsobují zkreslení měření. V rámci dalších měření je minimalizováno zkreslení bezodrazovou komorou a také zcela odstraněno zkreslení způsobené podstavou modulární standardní ozvučnice–přepážky. V práci je následně uvedena teorie difrakcí zvuku na hranách standardní ozvučnice-přepážky a teorie rozšířené Biot-Tolstoy-Medwinovy metody modelování těchto difrakcí pomocí numerických výpočtů. Na základě těchto poznatků byla provedena v prostředí Matlab softwarová kompenzace zkreslení difrakcemi. Z výsledků kompenzace není zcela jisté, v jakém rozsahu se dá považovat za úspěšnou. Dá se spekulovat o tom, že funguje pouze na určitých kmitočtech. Je nutné ověřit funkčnost této metody kompenzace dalším testovacím měřením.The frequency response of the loudspeaker is one of the key data that needs to be known, for example, when designing a speaker cabinet or speaker system. The frequency response should be achieved with the highest possible accuracy and with a minimum of distortion. How to achieve such characteristics is described in the standard ČSN EN 60268-5, which states as one of the ways the use of standard enclosures. Except for the standard baffle, these baffles have correction curves for the measured characteristics described in the standard. However, this does not mean that the standard baffle does not distort the measurement. The aim of this work is to analyze the distortion of measurements caused by this baffle and other elements and their compensation. The work contains a description of certain parts of the standard ČSN EN 60268-5 with focus on the standard baffle. Especially on its construction and methods of measuring the speakers mounted on it. Several test measurements were performed within the work. These measurements were performed in a anechoic chamber with speakers mounted on a modular standard baffle, which is a modification of the standard baffle which is also described in the work. The measurements performed include the measurement of frequency characteristics at different distances of the microphone from the speaker at different positions of the baffle in the anechoic chamber. The test measurements show that the modular standard baffle and anechoic chamber cause measurement distortion. In other measurements, the distortion by the anechoic chamber is minimized and the distortion caused by the base of the modular standard baffle is completely eliminated. The thesis then presents the theory of sound diffraction at the edges of a standard baffle and the theory of the extended Biot-Tolstoy-Medwin method of modeling these diffractions using numerical calculations. Based on this theory, software compensation of diffraction distortion was performed in Matlab. It is not entirely clear from the results of the compensation to what extent it can be considered successful. It can be speculated that it only works on certain frequencies. It is necessary to verify the functionality of this compensation method by another test measurement.