TEORIA E TECNICA: STRUMENTAZIONE E MISURE, PRESTAZIONI COMPONENTIStep Response

Moderatori: Fran65, pergo, abassanelli, Un_Moderatore, Pierluigi Marzullo, marco59


Topic author
marco59
Messaggi: 10768
Iscritto il: lunedì 13 agosto 2007, 7:33
Italy

Step Response

#1

Messaggio da leggere da marco59 » lunedì 3 agosto 2015, 7:31

Dopo aver visto e discusso di MIL, di MOL, e di waterfall

MOL (Maximum Output Level) :D viewtopic.php?f=15&t=748
MIL (Maximum Input Level) :D viewtopic.php?f=15&t=3157&p=75814#p75814
Waterfall :D http://www.costruirehifi.net/forum/view ... f=62&t=501

ora parliamo di una importante misura nel dominio del tempo: la step response.

La musica è un flusso di segnali impulsivi ed intermittenti che entrano nelle nostre orecchie. Un flusso di note che iniziano e finiscono, combinate ad armoniche, e che creano un ritmo. La risposta nel dominio del tempo del segnale acustico che riceviamo è fondamentale e deve ricostruire a perfezione l'andamento che si avrebbe se fossimo presenti all'evento acustico reale.

La fase di attacco e quella di rilascio di un transiente contengono molte informazioni che riguardano la posizione in ambiente, il tipo di strumento che sta suonando, il numero di voci, ecc.

La Step Response è una misura che per i diffusori mette ben in evidenza i limiti ed i problemi che subentrano nel dominio acustico. Le misure di distorsione classiche (che sono grafici in % nel dominio della frequenza), diciamocelo, non hanno mai chiarito molto la situazione e sotto una certa soglia sanno dire ben poco se non che con una bassa distorsione la situazione è migliore che non con una alta distorsione.

Ne abbiamo scritto molto su CHF 191:
:idea: http://www.costruirehifi.net/forum/view ... 104&t=2764

Le misure sulle cuffie non sono altro che misure su dei piccoli largabanda, un utile punto di riferimento quando si desidera commentare la step response di un diffusore.

Qualche esempio e due righe di spiegazione le trovate qui: :arrow: http://en.goldenears.net/456

The step response is the graph obtained by delivering a step signal (as shown in the Lynx graph) to earphones or headphones. The horizontal axis is the time; the vertical axis is the voltage - the graph shows the change of voltage over time.
Ideally, the signal should decay exponentially as it is in the original output, but most products tend to show some ripple within < 20mS and decay rapidly. As you will notice in the reviews, headphones such as Sennheiser HD600 are notable for rippling only a mildly.
The Step Response is related to how reactive the product is as well as its frequency response, and a response like that of the Lynx L22 that shows an exponential decay without rippling is desirable.


marco59


Topic author
marco59
Messaggi: 10768
Iscritto il: lunedì 13 agosto 2007, 7:33
Italy

#2

Messaggio da leggere da marco59 » lunedì 3 agosto 2015, 8:14

Non è facile fare altoparlanti e tra il dire ed il fare c'è di mezzo ... il mare.

Prendiamo un colosso come TAD, che produce un prodotto di altissima qualità e tecnologicamente super aggiornato, dotato di una invidiabile e costosa unità medioalti concentrica e denominata CST:

Coherent Source Transducer (CST). As shown in the exploded diagram on the next page, this is a concentric driver combining a 6.5" midrange unit with a 1.375" tweeter. Both diaphragms are made of beryllium, which is both a very light metal and extremely rigid, properties that make its use optimal. The diaphragms are produced using a vapor-deposition technique developed by TAD. The profile of the tweeter dome was developed using what TAD calls the Harmonized Synthetic Diaphragm Optimum Method (HSDOM) of computer analysis. The result is a response that is truly pistonic within the audioband, and is claimed to extend to 100kHz. Because beryllium is very brittle, the CST drive-unit is protected by an integral wire-mesh grille, and is mounted within a silver-finished ring that smoothly continues the midrange cone's flare.

Pensate che la step response sia perfetta?
Date un occhio qui: :arrow: http://www.stereophile.com/content/tad- ... LqPAIim.97

The speaker's output is not "time-coincident", but it is "time-coherent"

I tre altoparlanti suonano in tempi diversi.
marco59


macgiver
Messaggi: 1004
Iscritto il: mercoledì 5 giugno 2013, 16:37
Località: Lecce
Italy

#3

Messaggio da leggere da macgiver » lunedì 3 agosto 2015, 10:09

Sarebbe interessante un approfondimento su questo tipo di misurazione sia tecnico su come eseguirla correttamente, sia pratico su come interpretare i risultati.
marco59 ci dai una mano?

Avatar utente

fab0
Messaggi: 3765
Iscritto il: mercoledì 7 gennaio 2009, 23:32
Località: CN
Italy

#4

Messaggio da leggere da fab0 » lunedì 3 agosto 2015, 12:01

C'è da dire che anche un fullrange "suona in tempi diversi", vedi fase.
C'è da dire che un fullrange ha molti altri problemi.
C'è da dire che altoparlanti diversi dovrebbero essere allineati "temporalmente". Il che lo si può fare spostandoli nello spazio o spostando nel tempo il segnale.

Con cross passivi son dolori, ma con cross attivo o addirittura dsp è un'altra solfa. Gli ap possono anche stare allenati sul baffle o sfasati a piacere e si aggiunge un delay specifico per ogni via.

Ciao,
Fabio


niko
Messaggi: 471
Iscritto il: venerdì 6 agosto 2010, 22:28

#5

Messaggio da leggere da niko » lunedì 3 agosto 2015, 12:52

marco59 ha scritto:
Pensate che la step response sia perfetta?
Date un occhio qui: :arrow: http://www.stereophile.com/content/tad- ... LqPAIim.97

The speaker's output is not "time-coincident", but it is "time-coherent"

I tre altoparlanti suonano in tempi diversi.
Forse perché per un buon ascolto, un allineamento temporale perfetto non è indispensabile ?
Cmq anche la misura dell'impendenza fa vedere un carico non facile per l'amplificatore, tutte le basse stanno a 4-ohm con uno sfasamento che arriva a 50-gradi....vabbè quest'ultimo è un'altro discorso, ma non credo che suoneranno male.


Topic author
marco59
Messaggi: 10768
Iscritto il: lunedì 13 agosto 2007, 7:33
Italy

#6

Messaggio da leggere da marco59 » lunedì 3 agosto 2015, 14:55

niko ha scritto:
marco59 ha scritto:
Pensate che la step response sia perfetta?
Date un occhio qui: :arrow: http://www.stereophile.com/content/tad- ... LqPAIim.97

The speaker's output is not "time-coincident", but it is "time-coherent"

I tre altoparlanti suonano in tempi diversi.
Forse perché per un buon ascolto, un allineamento temporale perfetto non è indispensabile ?
... non credo che suoneranno male.
Non suonano male. Hanno anche una bilanciatissima prestazione nel fuori asse.
Però un diffusore che costa come un piccolo appartamento non deve avere pecche, e non mi devono venire a dire tanto non si sente o altro.

Se il segnale acustico ricostruito a valle del diffusore non assomiglia al segnale che il diffusore riceve ai suoi morsetti significa solo che la prestazione ha ancora dei problemi da risolvere. Non penso siano problemi irrisolvibili (altri costruttori lo hanno risolto senza soluzioni supertecnologiche). Noi vogliamo capire come fare. Le misure sono un dato di fatto.
marco59


niko
Messaggi: 471
Iscritto il: venerdì 6 agosto 2010, 22:28

#7

Messaggio da leggere da niko » lunedì 3 agosto 2015, 15:11

I medioalti sembrano allineati, i bassi hanno circa 2-ms di ritardo....
Cmq anche lo smorzamento del passalto del reflex non sembra da manuale, Vabbè questo è ancora un'altro discorso..... :mrgreen:


Topic author
marco59
Messaggi: 10768
Iscritto il: lunedì 13 agosto 2007, 7:33
Italy

#8

Messaggio da leggere da marco59 » mercoledì 12 agosto 2015, 7:23

La "step response" mette chiaramente in evidenza quanto sia
falso il presupposto che per riallineare temporalmente/acusticamente i vari altoparlanti sia necessario e sufficiente allineare fisicamente le varie membrane (woofer-midrange-tweeter) sulla stessa verticale.


Non è così. Non basta l'allineamento meccanico.

Sia nelle TAD che nelle KEF il tweeter, anche se arretrato, suona ancora in anticipo.
:( http://www.stereophile.com/content/kef- ... 3vqTBYR.97

Per avere una risposta "time coincident" servirebbe compensare con un ulteriore arretramento del tweeter anche gli sfasamenti del crossover e degli altoparlanti (che non hanno risposte estese all'infinito e dunque sono intrinsecamente caratterizzati da proprio sfasamenti).

Con piccoli largabanda le cose sono mooolto più facili:
:D http://www.stereophile.com/content/audi ... x7vg68q.97

Le Klipsch col tweeter sprofondato dentro la Tractrix vanno piuttosto bene (si avvicinano alla prestazione ideale):
:D http://www.stereophile.com/content/klip ... lJBBZmW.97
marco59

Avatar utente

fab0
Messaggi: 3765
Iscritto il: mercoledì 7 gennaio 2009, 23:32
Località: CN
Italy

#9

Messaggio da leggere da fab0 » mercoledì 12 agosto 2015, 8:47

Arretrare "astutamente" gli ap è solo uno dei modi per allineare i tempi.
Potrebbero esserci altri vincoli che impongano determinate geometrie non time-coherent

Caso semplice di cui si parlava nell'altro thread: ho bisogno di un guida d'onda fatta in un certo modo che però non necessariamente allinea temporalmente le missioni. Che fare? Aggiungere un delay di tot ms (o di tot mm)

Analogamente se per qualche motivo volessimo mettere gli ap allineati al baffle, probabilmente questi non sarebbero temporalmente allineati. Anche qui, "filtro passa tutto" e si sincronizzano le emissioni

http://www.linkwitzlab.com/filters.htm#4

"Active crossover circuits that do not include phase correction circuitry are only marginally useable"
Cit. Mr Siegfried Linkwitz

Che in prosa potrebbe voler dire: se vuoi che il filtro faccia quello che vuoi, gli ap devono essere in fase. Altrimenti ti metti a fare un cross che crei un filtraggio astruso per tentare di coprire le magagne.
Anche se il discorso potrebbe essere un po diverso, lo stesso vale per la risposta "lineare" degli ap
"The electrical filter will not give the desired results, if there is insufficient overlap and flatness of the driver frequency response and when they are offset from each other."
Cit. Mr Siegfried Linkwitz

Come dire che un due ap lineari, le cui bande ci avvicinino a sufficienza, allineati temporalmente richiederanno un filtro semplicissimo, prevedibilissimo e daranno vita ad un risultato strepitoso :)
L'uovo di colombo? può essere, ma in giro si vedono cose "turche"

Ciao,
Fabio

PS
per mettere un po di benzina sul fuoco
"The tweeter signal pathway includes a 4th-order Linkwitz-Riley high-pass filter, 3rd-order all-pass filter for time alignment, and output attenuation and buffering."
http://www.ti.com/tool/TIPD134
http://www.ti.com/lit/ug/tidu035/tidu035.pdf


Topic author
marco59
Messaggi: 10768
Iscritto il: lunedì 13 agosto 2007, 7:33
Italy

#10

Messaggio da leggere da marco59 » sabato 15 agosto 2015, 20:05

Mr Thiel aveva fatto queste: :D http://www.stereophile.com/content/thie ... Ro8elYR.97

Ma anche un pannello frontale molto inclinato aiuta:
:arrow: http://www.stereophile.com/content/tetr ... dZzQooM.97
:arrow: http://www.stereophile.com/content/wils ... hiWQR5T.97
(occhio alle riflessioni sul soffitto ...)

E queste sono le mitiche Quad ESL-63 : :arrow: http://www.stereophile.com/content/quad ... OJRLAJx.97
Riescono anche a ricostruire l'onda quadra !!!
marco59

Avatar utente

diegosartori
Messaggi: 5539
Iscritto il: domenica 20 settembre 2009, 21:53
Località: Borgo Valsugana (TN)
Contatta:

#11

Messaggio da leggere da diegosartori » sabato 15 agosto 2015, 23:12

marco59 ha scritto:Riescono anche a ricostruire l'onda quadra !!!
L'ho fatto anch'io.
Ma il segnale in ingresso era sinusoidale. :Azzz!:
Non è valido vero? :lol:


Topic author
marco59
Messaggi: 10768
Iscritto il: lunedì 13 agosto 2007, 7:33
Italy

#12

Messaggio da leggere da marco59 » domenica 16 agosto 2015, 7:49

diegosartori ha scritto:
marco59 ha scritto:Riescono anche a ricostruire l'onda quadra !!!
L'ho fatto anch'io.
Ma il segnale in ingresso era sinusoidale. :Azzz!:
Non è valido vero? :lol:
Se mandi in clipping l'ampli ... :mrgreen:
marco59


Topic author
marco59
Messaggi: 10768
Iscritto il: lunedì 13 agosto 2007, 7:33
Italy

#13

Messaggio da leggere da marco59 » mercoledì 16 agosto 2017, 20:31

Bob Katz ha scritto:

... after correction, the step response (brown) is a single distinct, short positive pulse which smoothly decays to zero in about a ms.

The loudspeaker has been converted into a nearly perfect "single point" source by the magic of DSP phase and time correction.
Read more at https://www.innerfidelity.com/content/k ... 4TEaSOS.99

Non è assolutamente vero. Il DSP ha solo corretto la prestazione sull'asse frontale. Il DSP effettua una correzione che non porta ad avere una emissione da "single point" perché con una sorgente "single point" l'emissione è sempre in fase in tutte le direzioni.
Mamma mia che svarioni che scrivono questi super-esperti.
marco59

Avatar utente

ilbrazzo
Messaggi: 1078
Iscritto il: lunedì 16 giugno 2008, 10:47
Italy

#14

Messaggio da leggere da ilbrazzo » giovedì 17 agosto 2017, 0:37

marco59 ha scritto:
mercoledì 16 agosto 2017, 20:31
Bob Katz ha scritto (...)
Mamma mia che svarioni che scrivono questi super-esperti.
Ha scritto una Katz-ata... :mrgreen: :mrgreen: :mrgreen:
Federico

Avatar utente

pergo
Messaggi: 4433
Iscritto il: mercoledì 18 luglio 2012, 13:43
Località: Trieste
Contatta:

#15

Messaggio da leggere da pergo » giovedì 17 agosto 2017, 10:57

Deve tornare a fare escavatori!!!


..ah no spet...
Nessuno può farvi sentire inferiori senza il vostro consenso
Cables are very useful in the treatment of neurosis. They don't cure the neurosis, but they redirect it to the next non-problem which requires spending money.
Immagine


Topic author
marco59
Messaggi: 10768
Iscritto il: lunedì 13 agosto 2007, 7:33
Italy

#16

Messaggio da leggere da marco59 » giovedì 17 agosto 2017, 17:46

Con i coassiali che riescono ad approssimare la sorgente puntiforme il DSP riesce meglio:
se si corregge la prestazione in una direzione preferenziale (ad esempio sull'asse frontale) la detta correzione riesce ad essere corretta anche nel fuori asse. Cosa che non succede quando abbiamo un diffusore a due vie con woofer e tweeter separati e piazzati sul pannello frontale.
marco59


Topic author
marco59
Messaggi: 10768
Iscritto il: lunedì 13 agosto 2007, 7:33
Italy

#17

Messaggio da leggere da marco59 » venerdì 18 agosto 2017, 9:25

In ogni caso ecco gli stupefacenti risultati di un diffusore di ultima generazione,
con tweeter SEAS dotato di guida d'onda DXT, multi-amplificato e dotato di DSP.

La Step Response viene riprodotta in maniera esemplare (ma solo sull'asse frontale).

https://www.stereophile.com/content/kii ... asurements


Siamo sugli 11mila dollari alla coppia. :Azzz!: Pazzesco.
Multi-amplificazione (amplificatori inclusi), convertitori digitali, filtri digitali e DSP per che cosa? Solo per ottimizzare l'emissione (time alignment and phase equalization) in una direzione? Il tweeter mi sembra il Seas DXT. Beh, con quattro woofer e sei amplificatori per ciascun diffusore ti garantiscono anche elevati SPL (115 dB).
Ma se non si richiedono ascolti con SPL esagerati? Non c'è bisogno di scomodare così tanta pregiata tecnologia: anche nel secolo scorso si sapeva ottenere lo stesso risultato semplicemente inclinando il pannello frontale :oops: (vedi diffusori SPICA).
Altri hanno semplicemente invertito le posizioni di woofer e tweeter (tweeter in basso e woofer in alto) in modo che nel punto di ascolto, solitamente più alto dei diffusori, i tweeter si possano trovare adeguatamente più lontano di quanto lo sia il woofer (con recupero di una buona prestazione nel dominio del tempo).

Quindi trovo abbastanza assurdo un simile sfoggio di tecnologia, soprattutto perchè sappiamo che si riescono ad ottenere simili e/o migliori prestazioni senza dotarsi di compensazioni temporali digitali (e il nostro borsellini sarà più contento).

1983 Osserviamo cosa faceva SPICA nelle sue TC 50
:arrow: https://www.stereophile.com/standloudspeakers/446

1994 Osserviamo cosa faceva SPICA nelle sue TC 60
1994 :arrow: https://www.stereophile.com/content/spi ... asurements
marco59


Topic author
marco59
Messaggi: 10768
Iscritto il: lunedì 13 agosto 2007, 7:33
Italy

#18

Messaggio da leggere da marco59 » sabato 19 agosto 2017, 8:11

Nelle "Shearer Horn" (il loro progetto iniziò nel 1933 dalle idee di John Hilliards),
le progenitrici delle Voice of the Theatre A2 e A4,
lo sfasamento acustico tra woofer e unità delle alte frequenze fu contenuto entro il millisecondo ! :D

Nelle successive VOTT tale sfasamento si riuscì ad azzerarlo. E non avevano bisogno di nessun DSP. :D

L'idea del progetto delle VOTT nasce nel 1944 ... :Azzz!:
Le ALTEC A1, le A2, le A4 furono messe in commercio nel 1945.
marco59

Avatar utente

fab0
Messaggi: 3765
Iscritto il: mercoledì 7 gennaio 2009, 23:32
Località: CN
Italy

#19

Messaggio da leggere da fab0 » lunedì 21 agosto 2017, 9:54

Inclinare il frontale non è esattamente come arretrare un altoparlante. Molti monitor adottano la soluzione di arretrare un driver, con una sorta di guida d'onda. Date le dimensioni quasi sicuramente è più un baffle rastremato che una vera guida. Detti monitor specificano chiaramente l'asse acustico ed invitano ad indirizzarlo verso l'ascoltatore per ovvi motivi.
Rispetto agli 11000 dineri cictati, ci sono soluzioni almeno un paio di ordini di grandezza più economici per introdurre delay ed allineare le emissioni.
Se ne era parlato ed ancora lo faccio sulle "Pino"


Topic author
marco59
Messaggi: 10768
Iscritto il: lunedì 13 agosto 2007, 7:33
Italy

#20

Messaggio da leggere da marco59 » lunedì 21 agosto 2017, 10:08

Si certo,
ma con due altoparlanti separati,
che si usi un DSP o un pannello frontale inclinato,
l'ottimizzazione dell'allineamento temporale lo si può fare solo in una direzione (anche diversa dall'asse degli altoparlanti).
marco59

Avatar utente

SHAR_BO
Messaggi: 1481
Iscritto il: mercoledì 24 ottobre 2012, 14:11
Località: BOLOGNA

#21

Messaggio da leggere da SHAR_BO » lunedì 21 agosto 2017, 10:22

Domanda:

ipotizziamo un diffusore omnidirezionale - tipo il Duevel Venus http://www.duevel.com/Produkte/Evenus.shtml- in cui i 2 drive risultano effettivamente concentrici anche se non coincidenti;
ipotizziamo che si possa combinare un filtro xover che produca una effettiva continuità nella risposta in fase tra i due driver;

Che ne è della risposta allo scalino ?
E` lecito aspettarsi che la relazione temporale tra i 2 driver rimanga costante in tutte le direzioni ?
:?: :?:
Adriano Cagnolati


Topic author
marco59
Messaggi: 10768
Iscritto il: lunedì 13 agosto 2007, 7:33
Italy

#22

Messaggio da leggere da marco59 » lunedì 21 agosto 2017, 10:46

Nelle Duevel bisogna distinguere :
- sul piano orizzontale la situazione è buona per tutte le angolazioni (invariante) ma non è detto che sia "time coincident".
- sul piano verticale nel fuori asse (ad esempio alzandosi in piedi) è come nei sistemi non allineati: si perde l'allineamento.

Naturalmente, come in tutti i sistemi omnidirezionali, è necessario effettuare una certa equalizzazione (ad esempio col crossover), per compensare il fatto che ad alta frequenza solo una piccola percentuale del segnale emesso è indirizzata verso il punto di ascolto, mentre in gamma bassa a generare l'SPL collabora l'intera superficie radiante.
marco59


Topic author
marco59
Messaggi: 10768
Iscritto il: lunedì 13 agosto 2007, 7:33
Italy

#23

Messaggio da leggere da marco59 » sabato 20 aprile 2019, 22:53

Nelle piccole KEF LSX woofer e tweeter sono stati rifasati digitalmente, come si vede dalla Step Response.
https://www.stereophile.com/content/kef ... asurements

Turning to the time domain, the LSX's use of digital correction can be seen in its step response (fig.4). The outputs of the tweeters and woofer arrive at the microphone at the same time, resulting in an almost perfect positive-polarity, time-coincident, right-triangle shape. Other than a ridge of delayed energy at the frequency of the on-axis suckout, the KEF's cumulative spectral-decay plot (fig.5) was superbly clean.

I was impressed by the KEF LSX's measured performance, and will explore its sound quality further in a Follow-Up.
John Atkinson


Read more at https://www.stereophile.com/content/kef ... sd2Y8ER.99
marco59

Rispondi PrecedenteSuccessivo

Torna a “TEORIA E TECNICA: STRUMENTAZIONE E MISURE, PRESTAZIONI COMPONENTI”