Optimizer(优化器)
优化器调整选定的滤波器参数/元件值,以将总参考轴响应或监听窗口和功率响应或室内预测的功率响应,或扬声器在扬声器终端的轴上响应或传递函数幅值调整到用户指定的目标。优化器窗口可以通过SPL或CTA-2034图表的右键菜单激活。
目标响应
优化中包含的频率范围受到两个频率值的限制。超出指定限制的目标响应在图中不可见。
目标曲线可以是频率响应文件(txt/frd)或具有可调斜率、高通和低通斜率的理想标准响应。
目标SPL和斜率可以使用文本字段手动调整,也可以通过单击“双筒望远镜”按钮从总SPL目标中自动读取扬声器的轴向目标曲线。SPL和CTA-2034图表中的目标曲线末端可以在按下左键和Shift或Ctrl键的同时用鼠标设置。
扬声器文本框中的值按具有相同极性和分频器的扬声器数量缩放目标SPL。在文本框中输入数字,或通过“crossover with drivers”按钮进行搜索。使用Invert(反相)复选框更改目标响应的极性。
从第一个下拉菜单(高通或低通)中选择滤波器设计。VituixCAD支持1阶...8阶Butterworth, Bessel, Chebychev 0.5 dB和Linkwitz-Riley,2阶可变Q值,Duelund和Trifonov瞬态。Duelund BP(三分频补偿中频)使用HP通道段设置。第二个下拉菜单(N)控制斜率的阶数。斜率的角频率通过最后一个文本字段(f)进行调整。
线性相位斜率是通过检查Lin.pha创建的,通常用于FIR应用。
注意!由于设置是固定的,因此Trifonov滤波器隐藏了阶数、Q值、Lin.phase和反相控件。
目标曲线也可以通过打开按钮或拖放从频率响应文件(txt/frd)加载。目标响应可以缩放(dB)、延迟(µs)、极性反转、平滑1/2…1/24倍频程并转换为最小相位。频率范围限制也会对响应文件产生影响。通过使用X按钮清除响应文件,可以重新激活标准响应。
目标响应除以对参考角度或监听窗口的响应,可以通过TF按钮导出。与目标相等的距离设置为频率范围下限和上限。
选中'Free LF'以导出TF,固定增益低于频率范围下限。取消选中以推断低于下限的增益。
选中'Free HF'以输出TF,其固定增益高于频率范围上限。取消选中以推断高于上限的增益。
响应文件会自动加载到当前在分频器中选择的传递函数文件G(f)块中。此功能在设计具有导出冲激响应文件的FIR滤波器时非常有用,因为分频器可以包括单个G(f)块和扬声器或每个扬声器/通道的有源缓冲器,并且响应会自动针对目标曲线进行整形;理想的标准曲线,带有斜率和HP/LP或文件。
优化
通过选择'Ref axis response of Driver',可以将所选扬声器的参考轴响应自动调整到SPL图中的目标曲线。从右侧的列表框中选择扬声器,然后选择'Ref axis response of Driver'。创建目标曲线,指定频率范围,并从分频器选项卡中的参数网格中选择要优化的滤波器参数/元件值。扬声器的目标幅值在SPL图中可见,目标相位在GD&phase图中可见。使用“Optimize”(优化)按钮启动求解器。
通过选择'Filter gain of Driver',可以将所选扬声器的滤波器响应(仅幅值)自动调整到滤波器(Filter)图中的目标曲线。创建目标曲线,指定频率范围,并选择要优化的滤波器参数/元件值。目标响应在滤波器图中可见。使用“Optimize”(优化)按钮启动求解器。
通过选择'Preference rating',可以自动最大化偏好评级。计算是使用 Preference rating 窗口中的最新设置完成的。
通过选择'Ref axis response of Speaker'或'Listening window',可以将总SPL与参考角度或监听窗口自动调整到SPL图中的目标。如果您想优化多个响应的RMS,而不是单个响应对参考角度的RMS,请选择'Listening window'。
此外,通过选择'Power response'或'In-room response',声功率响应或室内预测可以自动调整到CTA-2034图中的目标。选中'modify target'可以在CTA-2034图表中显示和编辑目标曲线,并在 Optimizer(优化器)窗口中使用控件。
SPL和CTA-2034响应之间的权重由百分比值控制。值越高,目标和仿真响应之间的差异就越小。例如,Ref axis/Listening window=60%,Power/In-room=40% 允许电Power/In-room比Ref axis/Listening window有更多的误差。如果预期的监听距离很短或房间非常潮湿,即衰减时间很短,这可能会更好。
通过检查'Seek level',响应针对目标曲线的形状和声压级进行了优化。如果不选中,优化器不关心声压级,只关心频率范围限制内的形状。
创建目标曲线,从“Crossover”(分频器)选项卡的“Parameters”(参数)网格中选择要优化的滤波器参数/元件值。在原理图的扬声器上右键菜单中包含具有“Optimize On/Toggle/Off”命令的组件。使用“Optimize”按钮启动求解器。优化器计算每个目标曲线频率限制内的均方误差。
如果您想控制阻抗响应,请选中'Minimum impedance',并在文本框中输入首选最小值。如果最小阻抗降至设定值以下,则均方误差会随着补偿函数的增加而增加。在优化总SPL和CTA-2034响应的同时,从总阻抗中检测到最小值。
如果您想限制滤波器增益,请选中'Maximum gain',并在文本框中输入首选最大值。如果最大增益超过设置,则使用补偿函数增加均方误差。从所有扬声器的滤波器中检测到最大值。
勾选'Ref axis linearity',并在文本框中输入首选最大偏差,以将最大和最小SPL之间的差异限制在优化的频率范围内:当参考轴或监听窗口优化时,SPL图中的目标范围,当偏好评级优化时,100-16000Hz。如果偏差超过设定值,则使用补偿函数增加均方误差。
通过选择E12、E24或E48,无源分频器元件可以四舍五入到标准E系列中最接近的值。注意!优化后对值进行四舍五入,最终会增加均方误差。
如果初始参数值离良好解太远,并且该方法找到了错误的局部最小值,优化可能会导致糟糕的结果。手动调整参数,使其更接近可接受的解决方案,并使用“Optimize”(优化)按钮重新启动求解器。使用Undo(撤消)按钮可以舍弃结果。撤消最多可以恢复20个最近的更改。
当错误为零(很少)或按下Stop(停止)按钮或达到最大计算(evaluations)值时,优化器会停止。初始最大值为300次计算。只有少数参数需要优化的简单问题可以通过不到100次计算来解决。
来源:
1.VituixCAD User Manual - Main program -- Optimizer:
https://kimmosaunisto.net/Software/VituixCAD/VituixCAD_help_20.html#Optimizer