[atcing]

Sobre cómo calcular la THD en función del SPL cuelgo el análisis comparativo que comenté en el otro foro entre las mediciones que juluska colgó de las Woxter DL410 y de las Magnat Supreme 100:


La idea principal es restar dB en cada gráfica según la frecuencia donde queramos medirla, desde la curva de respuesta de la caja (la curva de arriba de cada gráfica) respecto la línea de abajo (que en las gráficas colgadas por juluska corresponde en unas al segundo armónico y en la otras al tercero ). Obtendremos un valor de THD en dB.

Para verlo más claro en realidad es más sencillo suavizar la curva a menor resolución (porque en numerosas ocasiones los picos no son reales... sino más bien vibraciones aleatorias que se han captado en ese momento; no obstante todo ello se confirma bajo repetibilidad). .. pero nada como un ejemplo gráfico para que todo este rollo se vea más claro :




Cogemos como ejemplo la gráfica del segundo armónico de las Woxter DL410 que colgó juluska:

Paso con un par de linea rectas negra marcadas sobre dicha gráfica de Juluska la media de la curva de respuesta en graves (en verde), la media del segundo armónico (en negro), y la media de la caja donde se han ajustado los 90dB/1m (en rojo):



Si por ejemplo queremos saber la THD que hay en 80hz ... hay que restar de la escala vertical desde la marca de la linea verde que cruza con dicha frecuencia a la marca de la linea negra que cruza con la misma frecuencia. Como los pasos de la escala vertical son de 5dB... si restamos veremos que hay -37dB de diferencia entre ambas zonas (es importante el signo negativo!)... que si buscamos un convertidor de THD "de dB a %" como por ejemplo éste:


THD to dB - convert percent % to decibels dB percentage voltage % vs per cent converter THD+N total harmonic distortions calculation signal distortion factor attenuation in dB to distortion factor k in percent decibel damping - sengpielaudio Sengpiel

e introducimos el dato de -37dB, nos dará que la THD en esa zona es de 1.4125375 % ; nada mal para tratarse de una sola caja que monta un 4" sin cortar con sub a esos 90dB/1m de promedio.






En la Magnat Supreme 100 podemos hacer lo mismo con la gráfica que midió juluska que muestra el segundo armónico:




... pero si observamos, el SPL al que se ha medido el grave en 80hz está unos 5dB más flojo que lo que daba la Woxter DL410 en es zona (pues juluska me ha dicho que el SPL promedio está igualado en la zona media/alta )en rojo veis la media de la caja a 90dB/1m... como en el caso de la Woxter los graves se superponen a esa media, pero en cambio en las Magnat ya hay 5dB de caída)

... y aún dando 5dB menos de energía en esa zona que la Woxter, si restamos nos da una diferencia de aprox. -30dB entre linea verde y linea negra en 80Hz, que equivale a una THD de 3.1622777% ... es decir, a 80hz las Woxter tienen la aprox. mitad de distorsión de segundo armónico aún estando 5dB más fuertes en esa zona!



Igualmente, ambas cajas son muy buenas para llevar un 4"; de hecho la THD es excelente en ambas para no estar cortadas con un sub. .... a la altura de los buenos modelos de Tang bang de 4" en comportamiento de medio/graves (como por ejemplo el W1337sd)... con la diferencia de que cada uno de esos "mid/woofers" de TB cuesta el doble de lo que cuesta las pareja de Woxter DL410 completita con amplificador incorporado! :

http://www.parts-express.com/tang-band-w4-1337sd-4-titanium-driver--264-848

Un saludete[/quote]

[CoNgO]

Brutal ... a mi ya me lo explicaste en su día pero lo pongo por aquí para que la gente entienda el concepto y como calcularlo ¿qué valores de THD son malos o audibles según frecuencia? ¿es igual para todas las frecuencias o se necesitan valores distintos para apreciarla?

[atcing]

Brutal ... a mi ya me lo explicaste en su día pero lo pongo por aquí para que la gente entienda el concepto y como calcularlo ¿qué valores de THD son malos o audibles según frecuencia? ¿es igual para todas las frecuencias o se necesitan valores distintos para apreciarla?

Hay muchos estudios sobre el tema, pero de los más rigurosos como siempre los papers publicados en la AES.. a mano de Earl Geddes y del grupo Harman.


En auriculares que somos más sensible a detectarla que en sistemas cajas /sala (normal por la cercanía y porque no se produce reverberación que enmascare... y aún con uno de los in-ear que más aislan del mercado y más cerca quedan del tímpano: Etymotic (para escuchar cualquier señal de MUY bajo nivel), los resultados del estudio de axiomaudio fueron éstos:

The Results

While it is has been recognized for years that human hearing is not very sensitive to low bass frequencies, which must be reproduced with much more power and intensity in order to be heard, what these results show is that our detection threshold for “noise” (made up of harmonically related and non-harmonically related test tones) is practically non-existent at low frequencies. (The “noise” test tones are noise in the sense that they are not musically related to tones commonly found in musical instruments.) In fact, the “noise” tones at 20 Hz and 40 Hz had to be increased to levels louder than the music itself before we even noticed them. Put another way, our ability to hear the test frequency “noise” tones at frequencies of 40 Hz and below is extremely crude. Indeed, the results show we are virtually deaf to these distortions at those frequencies. Even in the mid-bass at 280 Hz and lower, the “noise” can be around -14 dB (20% distortion), about half as loud as the music itself, before we hear it. Conclusion

Axiom's tests of a wide range of male and female listeners of various ages with normal hearing showed that low-frequency distortion from a subwoofer or wide-range speaker with music signals is undetectable until it reaches gross levels approaching or exceeding the music playback levels. Only in the midrange does our hearing threshold for distortion detection become more acute. For detecting distortion at levels of less than 10%, the test frequencies had to be greater than 500 Hz. At 40 Hz, listeners accepted 100% distortion before they complained. The noise test tones had to reach 8,000 Hz and above before 1% distortion became audible, such is the masking effect of music. Anecdotal reports of listeners' ability to hear low frequency distortion with music programming are unsupported by the Axiom tests, at least until the distortion meets or exceeds the actual music playback level. These results indicate that the “where” of distortion—at what frequency it occurs—is at least as important as the “how much” or overall level of distortion. For the designer, this presents an interesting paradox to beware of: Audible distortion may increase if distortion is lowered at the price of raising its occurrence frequency

Experimental Study : Distortion - Axiom Audio


Resumiendo: Y es que a SPL promedio de entre 86dB y 92dB (SPL donde detectamos cualquier anomalía en graves con mucha más facilidad que por ejemplo a 100dB), ya estamos sordos perdidos)... sólo un buen chute de sugestión y una prueba mal realizada nos puede hacer creer lo contrario. Sería el mismito error que afirmar falazmente que unas 8040A tienen menor THD que unas B2031 comparando THD sin que nos llegue de cada caja la mismo SPL en frecuencia en toda la banda



Y es que de 250hz hacia abajo a esos SPL (ni siquiera con tonos puros y auriculares somos capaces de detectar una THD a -14dB de la señal): -14dB equivalen aproximadamente a un nivel de distorsión del 20%.
A 80Hz a mismo SPL para detectarla nos tenemos que ir a -10dB de la señal: -10dB de la señal equivale a una THD de 31.6%.
De 40hz hacia abajo a ese mismo nivel de SPL aceptamos ya el 100% de la THD: Hablando claro, hasta que no clipea el driver no nos enteramos... sí de claro ;D

http://www.axiomaudio.com/distortion






A parte de que el umbral de detectibilidad de pequeños matices (como puede ser la THD bajo tonos puros) se da a niveles de SPL no muy altos, donde el oído satura menos y puede detectar ciertos matices que a mayor SPL quedarían enmascarados:




...Y es que estamos bastante más sordos de lo que nos pensamos







Hay otros estudios más exhaustivos donde las conclusiones son más radicales como el que he comentado de Earl Geddes que publicó en la AES:

Sobre la audibilidad de la THD e IMD quizás también os puede interesar esto:

Originally posted by smellygas

Woh, these were some very interesting papers from Geddes. Thanks for the link! I don't fully understand the math, but he basically showed that there is only a very weak correlation between IMD/THD and listener perception. He didn't include the actual % or dB levels of distortion, which makes it difficult for me to interpret. However, what this likely means is that simple measurement of IMD or THD levels does NOT correlate very well with audible problems with the sound. He does, however, create his own composite formula for quanitfying the amount of distortion present (not strictly HD or IMD) that correlates VERY well with listener preference (we're talking R^2 of 0.9). This tells me that increasing distortion is definitely objectionable, but increasing HD or IMD does NOT necessariliy correlate with objectioable sound. Maybe someone else can interpret the article better than me. Interesting.

SG

Gedlee:

Let me interpret since I did the work. The "weak correlation" of THD and IMD to perception was NEGATIVE - you forgot to mention that. This means that, as a metric of perception, one should increase the THD to make it sound better. This is of course absurd, but it's the absurdity of THD and IMD measures that is the culprit not the results of the test.

The THD and IMD numbers are indeed shown in all the graphs. They are the X-axis.

Its NOT the level of the harmonics that matter but where the nonlinearity occurs - at low levels or high levels and the order, 2nd, sixth, etc. Low level nonlinearity is by far the most insidious especially if high order - like crossover distortion in an amp. This is why an amp with extremely low levels of THD can still sound terrible. But loudspeakers, on the other hand, tend to have nonlinearities that increase with level and are likely very low level like second or third. This makes them fairly benign. In fact, for the most part, nonlinearity in a loudspeaker (as long as its not broke) is a non-issue. In a test of compression drivers we had twenty five people evaluate distortion levels up to 25% and statistically noone could detect it at those levels.

Its hard to make blanket statements about the audibility of nonlinearities in specific cases, but for the most part nonlinearity is a major concern in electronics, but so much so in loudspeakers.
There are, of course, going to be exceptions to this.

How much tweeter distortion is audible? - diyAudio



Un saludete