Ezek a mérések a meghajtó T/S paramétereinek a meghatározásához, valamint a meghajtó/sugárzó frekvencia-, és impedanciaválaszának a megszerzéséhez szükségesek. A keresztváltó szimulációja is ezeken a méréseken alapul. A mérés kis jelszinten történik, nem tartalmazza a nagy jelszint okozta dinamikus változásokat. Ezekbe a dinamikus változásokba többek között a lengőtekercs hőmérséklet-emelkedése miatti egyenáramú ellenállás-növekedés, a nagymértékű membránkitérés miatti lengőtekercs-induktivitás változás, nyitott rendszerek esetén a nyílás akusztikus terhelése miatt bekövetkező linearitás-csökkenés tartozik. A dinamikus változások egy része modellezhető (pl. a membránkitérés, a csoportkésés, a nyílássebesség, a burkolat belső nyomása, stb.), másik része megbecsülhető (pl. zárt rendszerek esetén a jóság változása, nyitott rendszerek esetén a hangolási frekvencia változása). Az előzetes mérésekhez célszerű teszt dobozt készíteni, hogy az esetleges módosítások ne legyenek fájdalmasak.

   Villamos mérések – A villamos mérésekkel az impedancia-, és a hozzá tartozó villamos fázisválaszt tudjuk megszerezni. A T-S paraméterek is impedanciamérésekből származtathatók. A mérés során a jelforrást általában a mérendő impedanciához képest sokkal nagyobb soros ellenállással áramgenerátorossá tesszük, majd a vizsgált eszközön mért feszültségből származtatjuk az impedanciát és a villamos fázist. Az egyes mérőszoftverek konkrét mérési összeállítása eltérő lehet, az elv azonban többnyire ez. Az impedancia méréséről részletesen pl. Subvoice, vagy Whitefül oldalán lehet többet megtudni.

   Akusztikus mérések – Magasabb frekvenciákon annyi egyedi (konstrukciótól és frekvenciától függő) paraméter határozza meg a frekvenciaválaszt, hogy ebben a tartományban a rendszerek viselkedését nem modellezéssel, hanem méréssel állapítjuk meg. Egy ismert jelet használva mérjük meg a kimenetet. Hogy milyen jelek alkalmasak mérésre és hogyan dolgozik egy mérőszoftver, arról bővebben pl. Fischer László írásaiból lehet tájékozódni.

   A meghajtók/hangsugárzók egyik legfontosabb és legkönnyebben értelmezhető jellemzőjét, a szélessávú frekvenciaválaszt háromféle módon tudjuk megmérni. Az egyes módszereket a mérési összeállítás sugárzási tartománya szerint különböztetjük meg. Ezek: a szabadtéri (teljes tér, vagy 4π), a féltéri (2π) és a földfelszíni mérés. Szabadtéri méréskor a hangsugárzó a térben van elhelyezve és (csak a rend kedvéért) vízszintesen sugároz, féltéri mérésnél a sugárzó előlapja a talaj síkjába van fektetve (végtelen előlap) és függőlegesen felfelé sugároz (gödörmérés), földfelszíni méréskor a sugárzó a földre van állítva és vízszintesen sugároz. A szélessávú mérések feltétele, hogy a vizsgált eszköz közelében nem lehetnek hangvisszaverő felületek. Érvényes 20 Hz-es jel érdekében legalább 8,5 m-en belül nem lehet semmi (vagy süketszobában kell mérni). A hangsugárzó-mikrofon távolságnak legalább akkorának kell lenni, hogy a távolság növekedésével már ne változzon a mérés eredménye. A jó jel-zaj viszony érdekében ennek a távolságnak a lehető legkisebb, de már megfelelő távolságnak kell lennie. Háztartási dobozméretek esetében a jellemző előlap/mikrofon távolság 1 méter (földfelszíni méréskor a többi méréssel való kompatibilitás érdekében 2 méter). Ezért a szélessávú méréseket távoltérinek is nevezik. A továbbiakban csak a szabadtéri távoltéri mérésekkel foglalkozom, amire csak távoltéri mérésként fogok hivatkozni. 

   Egy hangsugárzó szélessávú frekvenciaválaszának megállapításához elvileg egy szélessávú visszhangmentes távoltéri mérés elegendő lenne. Sajnos a hétköznapi gyakorlatban a visszaverődések miatt a szélessávú mérések nem visszhangmentesek. Szerencsére a távoltéri mérés szoftveres úton, ún. kapuzással visszhangmentessé tehető. A kapuzás megértéséhez a 19. ábrán nézzük meg a távoltéri mérés általános elrendezését (Forrás: VituixCAD Loudspeaker Simulator felhasználói kézikönyv).

19. ábra.

   A feltüntetett távolságokat elnézve egyértelmű, hogy ez az elrendezés egyáltalán nem nevezhető visszhang-mentesnek. Ezt a problémát úgy tudjuk feloldani, hogy a mérést annyi ideig végezzük, ameddig az első visszaverődő hanghullám el nem éri a mikrofont (kapuzzuk). Ez az időkorlát egyben azt is jelenti, hogy a mérésünk csak egy bizonyos alsó határfrekvenciától felfelé lesz értékelhető. Ez az alsó határfrekvencia a következőképpen adódik: Tudjuk, hogy a hang hullám formában terjed, állandó, de véges sebességgel (c=340 m/s), a hullámhossz pedig a frekvenciával fordítottan arányos, így egy hanghullám hossza kiszámolható (λ=c/f [m]). A mérés során a mikrofonba érkező legelső hanghullám értelemszerűen a meghajtó/mikrofon közötti legrövidebb (közvetlen, egyenes) úton érkezik be. A következő hanghullám már egy visszavert hullám lesz. A gyakorlatban többnyire a padlóról visszaverődő hullám érkezik másodjára. Ez a két útvonal egy egyenlő szárú háromszöget alkot. Átfogója a meghajtó-mikrofon szakasz, befogói pedig a meghajtó-padló, valamint a padló-mikrofon szakaszok. A két befogó és az átfogó hosszának különbsége egyszerűen kiszámolható. Ha ezt az úthossz-különbséget elosztjuk a hangsebességgel, azt az időtartamot kapjuk meg, amennyivel a visszaverődő hullám késik. A mérés gyakorlatilag ezen idő alatt lesz visszhangmentes. Ez lesz az ablak "hossza". Ekkora periódusidejű egyetlen teljes hullám frekvenciája lesz a mérésünk alsó frekvenciahatára, legfeljebb ekkora hullámhosszú jel teljes energiáját tudjuk megmérni. Az ettől hosszabb hullámok (alacsonyabb frekvenciák) vége már "kilóg" a kapuból, energiájuk egyre nagyobb része vész el, így a mérés egyre pontatlanabb lesz.

   A kapuzott mérés hiányzó alsó tartományát egy 10...500 Hz-es közeltéri méréssel tudjuk pótolni. A nevéből fakadóan a meghajtót a porvédő sapkájához minél közelebb (a távolság legfeljebb a membránátmérő 5,5%-a) elhelyezett mikrofonnal kell megmérni. A mérés közelsége miatt az eredmény nagyban hasonlít a féltérben végzett méréshez, ezért az előlap hatása nem lesz kimutatható. Ez a mérés legfeljebb az f_NFmax=(c/π)/D_d frekvenciáig tekinthető érvényesnek, ahol D_d a membránátmérő méterben, c pedig a hangsebesség m/s-ban. A meghajtó szélessávú válaszát úgy kapjuk meg, hogy az összes mélysugárzó felület (meghajtó(k), nyílás(ok), vagy passzív membrán(ok)) közeltéri válaszát összevonjuk, majd összefűzzük a távoltéri méréssel. A közeltéri mérést értelemszerűen nem kapuzzuk.

   A közeltéri mérés sajnos nem használható fel egy az egyben a szélessávú mérés hiányzó alsó tartományaként, abba számítással, szimulációval, vagy egy ravasz módszerrel bele kell venni a baffle step-et. Más szavakkal: a közeltéri mérésünket távoltérivé kell alakítani. A kapuzott távoltéri mérésben már benne van a baffle step, azt már nem kell módosítani. Az akusztikus mérések elméletéről és gyakorlatáról további információk pl. Subvoice oldalán olvashatók.

   A méréseket a Room EQ Wizard ingyenes szoftverrel végeztem. További ingyenes lehetőség még a HOLMImpulse, ami már nem frissül, de egyszerű és használható.

   A keresztváltó tervezéséhez a következő mérésekre lesz szükségünk nyitott kétutas hangsugárzó esetében (a mérések automatikusan a fázisválaszt is fogják tartalmazni, azokat nem kell külön megmérni):

• a mélysugárzó villamos impedanciaválasza,
• a mélysugárzó távoltéri frekvenciaválasza,
• a mélysugárzó közeltéri frekvenciaválasza,
• a nyílás közeltéri frekvenciaválasza,
• a magassugárzó impedanciaválasza,
• a magassugárzó távoltéri frekvenciaválasza (a közeltéri válasz nem szükséges),
• a magassugárzó és a mélysugárzó együttes frekvenciaválasza. (Ez a mérés a késleltetés meghatározásához szükséges, a meghajtókat azonos polaritással, párhuzamosan kötve kell megmérni. Nem szükséges szélessávú mérés, védjük a magassugárzót.)

   A keresztváltó tervezéséhez készített mérések esetében a mikrofont a magassugárzó, vagy a két meghajtó közötti magasságba kell beállítani (a hallgatási magasságba). A mérések során a mikrofont nem szabad elmozdítani, illetve a jelszinteken sem szabad változtatni, mert a méréseknek tartalmazniuk kell a meghajtók közötti érzékenység-különbséget is. A mélysugárzó esetében a mérések szélessávúak (legalább 10 Hz...20 kHz), a magassugárzó esetében korlátozni kell a sávszélességet. Szinusz sweep mérőjel esetében pl. 500 Hz...20 kHz, MLS mérőjel esetében egy soros polarizálatlan kondenzátor megfelelő védelmet biztosít, melynek értékét pl. az elsőrendű felüláteresztő szűrő képletével lehet kiszámolni.

   A mérések elvégzése után mentsük el a nyers méréseket a mérőszoftver saját formátumában és (akár másolatban) jól őrizzük meg, nehogy elvesszenek és meg kelljen ismételni a mérést. A nyers mérések részletességére nincs szükségünk, ezért alkalmazzunk rajtuk 1/24 oktáv mértékű simítást, illetve a távoltéri méréseket kapuzzuk. Ezután exportáljuk őket szövegfájlként. Az impedanciaválaszokat zma, a frekvenciaválaszokat pedig frd kiterjesztéssel mentsük el. Exportáláskor figyeljünk rá, hogy a szimulátor szoftverünk által értelmezhető formázó karaktereket használjunk. 

   Megjegyzés: Az XSim keresztváltó szimulátor nem tudja egyesíteni a közeltéri és a távoltéri méréseket, ezért azt  előzetesen el kell végezni. HOLMImpuls-al végzett mérés esetében erre vonatkozóan pl. Subvoice oldalán lehet bővebb információhoz jutni. A VituixCAD-del történő összefűzés menete a szoftver kézikönyvében, illetve a Szerző által ajánlott mérőszoftverekhez készített segédletekben jól dokumentált. A keresztezési frekvencia megállapításához is végezhetünk mérést. Ehhez forgassuk el a hangsugárzót a hallgatói ablak szélére (45°), majd készítsünk egy távoltéri mérést a mélysugárzóról. A mikrofon pozícióján és a jelszinteken ne változtassunk. A tengelyen kívüli válaszra ugyanakkora a kaput alkalmazzuk, mint amekkorát a tengelyirányúra is beállítottunk. Ezt a két mérést egymásra téve leolvashatjuk, hogy a tengelyen kívüli válasz hol csökken 3, illetve 6 dB-t.