Трифоник против бифоника, 2.1 vs. стерео

Трифоник против бифоника, 2.1 vs. стерео, меняем подход к выбору акустики!

Самым нелинейным элементом в стандартной звуковоспроизводящей системе, используется она для прослушивания музыки, в качестве домашнего кинотеатра или предназначена для обеих целей, является акустика. Это ни для кого не секрет, именно потому большинство опытных людей электронное оборудование выбирают уже после принятия решения по поводу акустической системы. Выбор обычно делается на слух: ну кто же покупает АС по характеристикам, «вам шашечки или ехать?» Опытные люди перед прослушиванием изучают доступную по продукту информацию, как правило, присутствующую на сайте производителя, или из глянцевых журналов, а также полученную в интернете или из советов более опытных пользователей в форумах.

В прессе такая информация преподносится в выгодном для производителя свете, а в журналах зачастую присутствует только субъективное мнение журналиста, в большинстве ситуаций дающего достаточно мало полезной информации. Маркетологи используют известное правило: большинство покупок  — это не логическое, а эмоциональное решение. В последнее время сотрудники компаний стали появляться и в форумах, благо, что доступ в них анонимный. Советы таких людей, активно продвигающих свой товар, зачастую бывает трудно отличить от реальных советов пользователей аппаратуры, а потому ценность информации из форумов для правильного выбора продукта ощутимо снижается.

Как же все-таки выбрать правильную акустику, в пределах наших финансовых возможностей? Какие критерии предварительного отбора до этапа персонального прослушивания, которое не всегда возможно, с одной стороны, и очень сильно зависит от эффекта самовнушения и акустики помещения, с другой стороны, что ведет к ошибкам выбора. Как следствие, отсутствие удовольствия от покупки и постоянное стремление к усовершенствованию системы, по мере улучшения возможностей в финансовом плане. Человек вместо получения удовольствия от музыки и фильмов превращает свое желание получить удовлетворяющее его качество звука и изображения в постоянную «гонку вооружений», зачастую даже при очень высокой цене оборудования не достигая цели.

Акустика именно в силу своей нелинейности — это основной компромисс в системе с точки зрения качества звучания, цены примененных элементов и уровня работы конструкторов. Кроме этого, есть еще один важный момент выбора — концептуальный. Концепция раздельного воспроизведения НЧ и СЧ/ВЧ, используемая для мультиканальных сигналов, хорошо освещенная в работах профессора David Griesinger, доктора наук Floyd E. Toole, Robert Stuart и в материалах AES (Сообщество аудиоинженеров), постепенно начинает занимать серьезное место и в мире High-End звука. Еще вчера подобный подход в акустике применялся только фирмами M&K (особенно известной в профессиональной акустике) и Atlantic Technology, а также Snell и одной-двумя европейскими фирмами. Сегодня количество фирм, выпускающих наборы саб+сателлиты, трудно сосчитать. Многие производители, такие как Genesis или Дали, к примеру, стали выпускать симбиоз активных сабвуферов с пассивными сателлитами. Тяжелые напольные пассивные монстры, отсутствовавшие принципиально в профессиональных звукозаписывающих студиях, но широко представленные в High-End классе, сменяются все более технически совершенными сабвуферами и сателлитами. Линия обороны еще удерживается легендарными Wilson Watt Puppy 7, Legacy (обе фирмы уже выпускают и сабвуферы, впрочем) но уже и Klipsch выпустила саб с сателлитами, и прекрасно звучавшие на CES2005 Kharma по уровню качества звучания приближаются к вчера еще недосягаемым лидерам из мира High-End пассивной полнодиапазонной акустики. Впрочем, монстры есть и в мире сабвуферов — «Хозяин вселенной» сабвуфер B4 фирмы SVS c усилителем мощностью 1.5, 2.5 и до 5 киловатт, Servodrive B-DEEP 32 с мощностью 1.6 киловатт.

Но нас интересует совсем другой уровень — нормальный для обычных людей и стандартных помещений и по размерам, и по уровню звукового давления, и по уровню цен, естественно. Лучше даже так — постараемся научиться находить оптимальное решение для акустики в соотношении цена/качество, ограничив максимум в $1500-1800. По возможности будем использовать объективную информацию, чтобы, в отличие от большинства подобных источников, максимально ограничить субъективное мнение автора и представить мнение на основе объективных данных других, авторитетных и известных людей в мире аудио.

Эта статья — для тех, кто думает и ищет решения, находя их, как правило, сам.

Нельзя не упомянуть о том, что идея применения трифоника для качественного воспроизведения звука была дискредитирована массовым выпуском мультимедийных систем, для снижения габаритов использующих высокие частоты раздела на СЧ, а также сабвуферами «только для кино», где существенный уровень искажений не позволял добиться хорошего качества звука для музыки. Мнение о трифонике «для компьютера» или «для кино» прочно укоренилось у многих, став стереотипом оценки подобных систем. Настало время переосмыслить сложившееся убеждение, тем более, что это уже происходит повсеместно.

Использованные в статье сокращения :

Искажения в АС

Попробуем проанализировать, что же мы понимаем под нелинейностью в громкоговорителях и как эта нелинейность влияет на итоговое качество звучания.

Данная статья не претендует на научность, поэтому информация будет упрощенной, доступной для понимания людьми, имеющими познания на уровне обычных пользователей.

Как известно, нелинейные искажения — то есть искажения формы сигнала, которые можно представить в виде появления дополнительных гармоник, кратных частоте исходного сигнала. Это одна из основных причин ухудшения его качества воспроизведения. Однако разница в восприятии слухом нелинейных (или гармонических) искажений разного порядка, а также отличий в чувствительности слуха на разных частотах, привели к определенным неудобствам в уровне оценки качества громкоговорителей по уровню КНИ.

Затруднение связано с тем, что обычно значительно более высокий уровень КНИ в акустике на слух воспринимается иначе, чем ощутимо более низкий уровень КНИ в электронных устройствах за счет того, что в акустике присутствуют менее воспринимаемые слухом гармоники низкого порядка, а в электронных устройствах (кроме ламповых) спектр гармонических искажений обычно достаточно широк, что замечается человеческим слухом на значительно более низких уровнях.

Покупатели акустики привыкли сравнивать уровень КНИ по известным уровням искажений в электронике, что заставило производителей акустики отказаться от применения этого параметра в спецификациях чтобы не смущать пользователей очень высокими уровнями НИ, которые на самом-то деле никуда не делись.

Некоторые продавцы акустики нашли отличный выход — они показывают уровень КНИ только до определенного лимита, например, 5%. Что происходит выше такого лимита — тайна, чтобы не отпугивать покупателей. Или замер КНИ дается не по всему рабочему диапазону, а на конкретных, относительно высоких частотах, где их уровень обычно существенно ниже. Найти информацию, а каков же реальный уровень КНИ в тех или иных колонках на разном уровне мощности во всем НЧ диапазоне, совсем не просто — как было уже отмечено выше, это не случайно.

Тема нелинейных искажений в акустике и влияния их на качество звучания обсуждался в нескольких работах AES [1,2] [8,9], но мы здесь не будем углубляться в этот вопрос. Заметим лишь одно — снижение уровня КНИ в акустике не менее важно для итогового качества звучания системы, чем в электронике, однако для корректности восприятия данных искажений человеческим слухом нужно учитывать порядок гармоник и частоту основного сигнала.

К разновидности нелинейных искажений относятся и интермодуляционные искажения, когда дополнительные гармоники появляются при воспроизведении двух или более сигналов одновременно, причем данные гармоники представляют из себя разность и сумму между основными частотами. Результаты измерений таких искажений вообще почти нереально найти в акустике, и опять-таки не случайно.

Эти искажения также играют важную роль в оценке звучания системы, поскольку именно они определяют прозрачность звучания при воспроизведении музыки, когда большое количество музыкальных инструментов играют одновременно. Действительно, при наличии высокого уровня интермодуляционных искажений, основные тембры звучания разных инструментов будут искажены добавившимися к ним суммарными или разностными гармониками от СП (спектрального пакета) данных инструментов, что моментально отмечается слухом как ненатуральное, некорректное звучание, «каша» или плохая локализация за счет маскирования отраженных сигналов [6] гармониками, особенно заметная при воспроизведении тяжелого рока или классической музыки при наличии большого количества музыкальных инструментов.

Есть и много других факторов, влияющих на качество звучания акустики, таких, как линейные искажения из-за неравномерности АЧХ, фазовые искажения (когда одна частота из СП доходит до слушателя раньше или позже другой, что тоже искажает тембр звучания и форму сигнала), импульсная характеристика (реакция АС на короткий импульсный сигнал, после окончания действия которого система еще какое-то время возвращается в исходное состояние, чем короче это время, тем меньше АС будет добавлять «от себя» — то есть по сути искажений в воспроизводимый сигнал).

На качество звучания также влияют уровень максимального звукового давления на разных частотах, диаграмма направленности излучения громкоговорителей в разных плоскостях, групповое время задержки (ГВЗ) и другие параметры. Детальное обсуждение всех этих важных для конструирования акустики показателей выходит за рамки данной статьи, однако к некоторым из них мы вернемся при сравнительном анализе вышеупомянутых концепций.

Выбор систем для сравнения и сравнение нелинейных искажений

Известный ученый D.B.Keele,Jr, один из наиболее знающих авторов обзоров, пишущий их для журнала Audio, всегда приводит измерения максимально возможного количества параметров в своих работах. К сожалению, таких обзоров не так уж много, но нам повезло — мы можем взять как базу для сравнения напольные колонки Paradigm Studio 100, данные измерений для которых любезно предоставлены вышеупомянутым автором, назвавшим их «a true flagship»  — то есть «настоящий флагман» (последние страницы с тестированием).

Важен также момент, что данный обзор опубликован на сайте производителя колонок, таким образом, его результаты даже у него не вызывают сомнений. Это референсные напольные колонки, достаточно стандартные для нашего сравнения, на которые и другие обзоры дают хорошие отзывы. Цена на них составляет $1500-$1745, то есть как раз в нужном нам диапазоне.

Для сравнения неплохо было бы взять аналогичный обзор D.B.Keele на систему трифоника. К сожалению, доступный нам аналогичный обзор есть только на значительно более дорогую систему M&K 5000THX, что было бы неравным сравнением. Недостаток информации по измерениям не позволяет сравнить другие, более популярные колонки в России, но суть от этого не изменится — стоит взглянуть на доступные на www.stereo.ru графики измерения КНИ для разных напольных колонок в выбранном ценовом диапазоне (и ниже), чтобы понять, что даже не имея информации о КНИ выше 5%, практически у всех на определенной частоте 30-40 Гц или чуть ниже КНИ «резко зашкаливает» за эти 5%. Почему?

Из-за резкого повышения амплитуды колебания диффузора НЧ динамика с понижением частоты и повышением уровня, ведущего к принудительному механическому ограничению упорами или подвесом (что эквивалентно своего рода клиппингу) и соответственно резкому росту КНИ в этот момент. Иногда это и просто нелинейность динамиков, как излучающих элементов. Впрочем, в стандартных сабвуферах (как пример — Energy S10.2 на частоте 25 Гц при звуковом давлении 100 дБ) обычно происходит то же самое, только на более высоких уровнях и более низких частотах. Именно потому подобные сабвуферы отличаются «немузыкальностью» и чаще используются только для домашнего кинотеатра, а другие, «музыкальные» сабвуферы, имеющие значительно более низкий КНИ, часто не могут обеспечить высокий уровень звукового давления именно из-за необходимости иметь этот низкий уровень искажений.

Поэтому возьмем для сравнения другую систему, составленную из несколько нестандартного из-за специфики спектра НИ сабвуфера SVS PB10-ISD (позже разберемся, почему), известного, как и другие сабвуферы SVS, низким общим уровнем КНИ на разных уровнях звукового давления, включая высокий. Он также удобен, как пример, за счет многочисленных измерений, представленных Ed Mullen, IrritateGuy (COF), Ilkka, а также проделанных автором данной статьи, чтобы понять суть и определить причину столь низкого сравнительного КНИ для сабвуферов SVS (а при их применении и в нашей системе трифоника на НЧ) при относительно высоких уровнях звукового давления. Цена на такой сабвуфер по данным svsub.ru составляет $700, таким образом, мы можем взять в комплект сателлиты ценой $1500-$1800 минус $700 = $800-$1100.

Вариантов, учитывая крайнюю ограниченность в доступности данных с необходимыми измерениями спектра гармоник, не так уж много. Но поскольку мы собираемся использовать данные сателлиты с ВМ, то есть с HPF (фильтром высоких частот, присутствующий в ресивере или AV процессоре при установке сателлитов в «small»), то задача значительно упрощается. Нам становится вполне достаточно довольно-таки стандартных полочных колонок с хорошими данными по СЧ и ВЧ, низким КНИ на этих частотах (придется также обойтись общими измерениями без спектра) и не особенно-то важно с каким уровнем воспроизведения НЧ и КНИ на НЧ, поскольку HPF срежет эти частоты, и они будут воспроизводиться только сабом. Посмотрим как это выглядит на картинке, возьмем для примера полочные колонки Mission M781 (цена около $770) замеры можно посмотреть на сайте www.stereo.ru — АЧХ и КНИ.

Видим, что с учетом спада фильтра 12дБ/октаву общий КНИ сателлитов по всему рабочему диапазону частот не превышает 2% (в случае применения фильтра 2-го порядка, а с фильтром 4-го порядка, обычно используемым для не-THX режимов, ситуация будет еще лучше). Для акустики такой уровень искажений очень хорош. Посмотрим, что же даст сабвуфер при таком же или немного большем уровне звукового давления (на 1-2 дБ, в случае, если вы предпочитаете немного больше баса, как это рекомендуется в инструкциях по калибровке сабвуферов), который будет воспроизводить область НЧ сигналов ниже 150 Гц. Для других колонок частота раздела может отличаться, естественно, М781 — это просто пример.

Согласно измерениям Эда Муллена, КНИ PB10-ISD не превышает 2.7% на частоте 22 Гц при звуковом давлении 96дБ на расстоянии 2 метров от сабвуфера. Таким образом, ваша система акустики (трифоник) будет иметь КНИ не более 3% при уровнях звукового давления 94-96дБ по всему частотному диапазону от 22 Гц до 20 кГц. Таким низким уровнем искажений при подобном высоком уровне звукового давления могут похвастать далеко не все High-End напольники, и мало какие даже в два раза более дорогие сабвуферы могут показать такой результат.

Мои данные измерений подтверждают результаты Эда Муллена (На 20 Гц у PB10-ISD только 4% КНИ, фактически составленный только из 2-й, менее заметной гармоники, при звуковом давлении 106дБ — в комнате оно обычно на 10 дБ выше, чем при измерениях на открытом пространстве, как у Эда Муллена -96 дБ):

На частоте 20 Гц почти топовый сабвуфер M&K MX-350 MkII смог дать на 9дБ (немного менее 3-х раз) ниже уровень звукового давления при расположении в том же самом месте и сабвуфера и измерительного микрофона, при этом его КНИ был в два раза выше. И тем не менее даже с M&K или аналогичным сабвуфером трифоник будет звучать, давая значительно меньше искажений, чем напольники, например взятые для сравнения Paradigm Studio 100. Рассмотрим картинку c измерениями из представленного выше обзора D.B.Keele, Jr. поближе:

Как видим, уже на частоте 41.2 Гц (а ниже ситуация была бы еще хуже), входящей в рабочий диапазон колонок согласно спецификации, уровень КНИ, и особенно 3-й гармоники, очень высок (24%), причем он снижается достаточно медленно при снижении выходного уровня, достигая сопоставимых с нашим трифоником величин только при мощности порядка 10 ватт, что говорит о высоком уровне КНИ уже в самих примененных динамиках. Справа внизу показана смоделированная по данным уровням КНИ форма выходного сигнала при максимальной мощности 100 ватт, как видим, она далека от синусоидального исходного сигнала, то есть он ощутимо искажен.

На слух такой звук воспринимается, как бубнение колонок на НЧ, которое многие часто слышат при использовании недорогих напольников — ведь к сигналу 41.2 Гц, как в нашем случае, примешивается 3-я гармоника довольно большого уровня, то есть сигнал 120 Гц. Именно частоты такого порядка воспринимаются как бубнение, жесткость и размазанность баса (в этом легко убедиться, порегулировав АЧХ многополосным эквалайзером). Стоит убрать 3-ю и пятую гармоники в данном случае, и бас будет мягким и четким.

Как убрать? Довольно просто — переключив напольники в small, отфильтровав тем самым высокие искажения на НЧ, и дав возможность сабу с низким уровнем КНИ (например, как рассмотренный выше) воспроизводить низкочастотные составляющие спектра музыкального сигнала. А напольники будут воспроизводить СЧ и ВЧ, таким же образом, как и на картинке наши полочники М781. Странновато звучит, не так ли? Как это громадные напольники будут работать как полочники-мониторы, как-то жалко их использовать только частично. Хотите качественный звук? Не жалейте, многие толковые люди уже прошли по этому пути. К примеру, один из корифеев американского аудио-видео-наука (AVS) форума профессор Суши из Техаса сказал следующее:

«Я имею полнодиапазонные напольники в качестве фронтальных колонок (Hales System Two*) и тем не менее считаю намного лучшим использовать свой сабвуфер Hsu VTF-3** на относительно высокой частоте раздела (в 2.1 или матричной 5.1 конфигурации), даже для традиционных 2-х канальных музыкальных материалов. После целого комплекса экспериментов, я решил, что я предпочитаю 80 Гц частоту раздела для обеих 2.1 и 5.1 конфигураций, со всеми 5-ю каналами, установленными в SMALL. Существует много теорий, объясняющих, почему мои предпочтения не такие уж нереальные.»

* High-End колонки референсного качества для Роберта Харли из журнала Stereofile — прим. автора
** китайского производства, ощутимо хуже, чем PB10-ISD по максимальному звуковому давлению, линейности АЧХ и уровню КНИ

Действительно, предпочтения профессора Суши дали возможность разобраться, в чем же причина и понять их логику. У хороших High-End напольников КНИ зашкаливает на НЧ на значительно более низких частотах, чем у полочников, что позволило Суши применить более низкую частоту раздела 80 Гц (см нижнюю картинку вверху статьи), а не как в нашем примере 150 гц, но суть от этого не изменилась — он так же снизил уровень КНИ в своей системе, как это сделали мы.

Интермодуляционные искажения, фазовые искажения и частотный отклик

Что же происходит с уже упомянутыми интермодуляционными искажениями при разделении воспроизведения НЧ и СЧ/ВЧ? При снижении общей нелинейности системы по всему частотному диапазону мы снижаем и возможность возникновения существенных интермодуляционных искажений. Плюс при разделении трактов и применениии активных кроссоверов вместо пассивных мы также уменьшаем уровень интермодуляционных искажений. Эти вопросы хорошо описаны Родом Эллиоттом в [4] и [5], не будем на них останавливаться.

В отношении фазовых искажений, рассмотрим следующую иллюстрацию:

На ней показана ФЧХ напольников Paradigm Studio 100, довольно стандартная и даже неплохая для 3-х полосной акустической системы из уже упомянутого обзора. Ниже показана ФЧХ четырехполюсника, промоделированная по заданным точкам в Adobe Audition 1.5, а справа показаны исходный сигнал и он же после прохождения через систему с показанной ФЧХ. В качестве сигнала взят спектральный пакет, состоящий из фундаментальной частоты 50 Гц и четырех гармоник, убывающих в два раза по уровню по отношению к предыдущей.

Как видим, итоговый сигнал существенно искажен по форме за счет ФЧХ колонок. На синусоидальном сигнале такие искажения не заметить, а на спектральном пакете (в первом приближении используемым как модель музыкального сигнала, излучаемого реальным музыкальным инструментом) они видны. Вопрос слышимости фазовых искажений описан в [3], однако нужно учесть, что в нашем случае из-за ощутимой разницы (ниже уровень) чувствительности слуха к линейным искажениям по сравнению с нелинейными [9], он значительно менее важен, чем снижение КНИ почти в десять раз.

Тот же самый сигнал был пропущен через модель электронного кроссовера Линквитц-Рилей 4-го порядка с частотой раздела 80 Гц, сигналы разделены фильтрами НЧ и ВЧ, а потом смешаны, иллюстрация:

Электронный кроссовер (в данном случае DSP), в отличие от АС с пассивными фильтрами, фактически не исказил сигнал, его итоговая форма и АЧХ (красная линия как итоговая АЧХ совпадает с желтой и зеленой) точно соответствует начальной. Таким образом, итоговая ФЧХ системы будет зависеть от ФЧХ самого сабвуфера (усилитель и динамик) и ФЧХ ВЧ и СЧ части акустики. Рассмотрим следующую картинку со странички How Stuff Works:

Как видим, в отличие от пассивного фильтра и жесткой привязки по фазе НЧ динамиков напольников к СЧ и ВЧ динамикам, в случае трифоника присутсвует регулировка задержки по фазе между колонками и сабвуфером, что подобрает добиться почти идеального фазового сдвига для любого расстояния до слушателя. При калибровке системы, (которую совершенно необходимо проделать, в инструкции на PB10-ISD можно почитать, как и почему) согласуется также и уровень между колонками и сабвуфером по звуковому давлению и частоте среза кроссовера (см картинку в заголовке статьи, обведенные красными овалами зоны на нижней картинке). Таким образом, в трифонике можно добиться более оптимального согласования НЧ и СЧ/ВЧ части акустической системы по отношению к слушателю, что особенно важно для мультиканальных источников звука, поскольку в них НЧ сигнал передается по отдельному каналу (LFE) и простое смешение этих каналов для воспроизведения через стереосистему с напольниками без учета влияния фазового сдвига может быть некорректным. Для стерео сигналов разделение каналов электронным кроссовером с высоким разрешением (32 бит DSP), как мы могли убедиться на модели, не вносит искажений, так что трифоник отлично справится и с воспроизведением записей на СD (в чем можно было убедиться на CES2005 при прослушивании высококачественных записей Стива Хоффмана на трифонике Kharma).

Применяя трифоник, мы получаем не только существенное снижение нелинейных искажений, снижение интермодуляционных искажений, лучшее согласование и ощутимое расширение частотного диапазона в область низких частот, но и увеличение звукового давления на этих самых низких частотах.

Преимущества трифоника в особенности проявляются для цифровых источников сигналов, когда все регулировки можно сделать в цифровой форме до преобразования сигнала в аналоговую, тем самым не теряя качества. Только перед подачей на аналоговые УМ (в случае цифровых необходимость такого преобразования вообще исчезает) можно такие сигналы преобразовать в аналоговую форму.

Такой процесс и происходит в современных AV процессорах и ресиверах при подаче сигнала по цифре. Особенно хороши для этого цифровые интерфейсы i-link и D-link по целому ряду причин. Другим серьезным фактором для качества звука является и стремительное развитие качественного уровня DSP, их разрешения в обработке сигналов низких частот и вычислительной мощности, зачастую с двойной точностью (double precision mode), что было сделано в первую очередь для BM, уже начиная с CS43926 серии DSP процессоров.

Немаловажный плюс применения трифоника заключается в серьезном уменьшении нагрузки на блок питания используемого ресивера. Действительно, очень многие бюджетные аппараты имеют недостаточно мощные блоки питания, или они расчитаны на высокоомную нагрузку не менее 8 ом. В случае применения напольников с сопротивлением 4 ом, и даже с 8 ом, но существенным падением полного сопротивления ниже нормированных 8 ом в рабочем диапазоне частот, что в напольниках встречается очень часто — нагрузка на блок питания ресивера превышает допустимую и либо срабатывает защита от перегрузки, либо слышны хрипы. Недостаточно отфильтрованные пульсации питания на пиках сигнала попадают на колонки. Это происходит также при применении ради экономии в блоках питания таких ресиверов электролитических конденсаторов относительно малой емкости, к примеру, в бюджетной линейке x11-x12 Пионер.

В таких случаях использование сабвуфера для воспроизведения НЧ диапазона — оптимальное решение. Обычно мощный блок питания такого устройства возьмет на себя основную нагрузку на низком басе до частоты раздела кроссовера, а ресивер сможет легко справиться с воспроизведением среднего баса и выше, во-первых потому, что уровень сигнала на таких частотах, как правило, ощутимо ниже самых низкочастотных составляющих. Во-вторых потому, что пользователь получает более высокий уровень суммарного звукового давления из-за наличия сабвуфера и, эксплуатируя систему на том же уровне громкости, на самом деле уменьшает уровень регулятора громкости при том же SPL, снижая тем самым нагрузку на УМ и блок питания ресивера. Или — если хотите, система будет звучать громче и с меньшим уровнем искажений на максимальных для нее уровнях.

А как же импульсная характеристика, как динамик сабвуферов реагирует на быстрое (импульсное) изменение входного сигнала? У хороших музыкальных сабвуферов ничем не хуже, чем у хороших напольников, например:

Акустическая реакция помещения

Ниже для примера приведена акустическая реакция помещения площадью 18.5 м² (любезно предоставленная «Ламером со стажем»):

Когда такая или подобная АЧХ накладывается на АЧХ даже самого линейного громкоговорителя или саба, она принимает вот такой вид (голубой линией показана АЧХ сабвуфера):

И не важно, слушаете ли вы напольные колонки или трифоник, итог будет похожим, именно из-за реакции помещения. В теме данной статьи не стоит задача раскрыть вопросы стоячих волн, акустической обработки помещения или размещения акустики. И все же как в случае применения наших систем бороться с паразитными резонансами комнаты, чтобы получить линейную АЧХ? И тут система трифоник (сабвуфер+ сателлиты) имеет неоспоримое преимущество перед напольниками по следующим причинам:

1. Для выравнивания пиков на 25 Гц и 100 Гц, а также провалов на 70 Гц и 180 Гц может быть применен 5-полосный параметрический эквалайзер, к примеру Rane 17. Несмотря на сложность выравнивания провалов АЧХ (это можно сделать только в некоторых относительно небольших пределах) и простоту выравнивания пиков, подобный профессиональный эквалайзер позволяет решить многие вопросы, связанные с ЛИ. Применение параметрического эквалайзера — недешевое решение, однако практически оптимальное и рекомендовано многими производителями сабвуферов. Подобный PEQ позволит добиться почти линейности АЧХ для места расположения слушателя. Включить эквалайзер между низковольтным входом сабвуфера и НЧ выходом ресивера или AV процессора не составит никакого труда, при этом его работа не будет влиять на сателлиты и воспроизводимый ими звуковой диапазон, отвечая только за паразитные резонансами комнаты и НЧ диапазон. С пассивными напольниками так не получится  — эквалайзер нужно включать на вход предусилителя, и он будет влиять на весь рабочий диапазон частот громкоговорителя.

2. Для автоматизации EQ системы рекомендуется применение ресиверов или AV процессоров, позволяющих сделать автоматическую калибровку в НЧ диапазоне, таких, как Харман Кардон 435, 635 или Денон 5805, 4806, а также AV процессоров, таких как Lexicon MC-12 (с модификацией v4). Такие ресиверы/процессоры способны оптимизировать реакцию комнаты в месте для прослушивания или даже для всей комнаты с использованием нескольких микрофонов. Они также расчитаны на применение сабвуферов для EQ акустической реакции.

3. Применение сабвуферов со встроенными PEQ (как, например, SVS серия Ultra) или со встроенными автоматическими системами калибровки (как Velodyne DD серия) позволит также решить проблему. Насколько известно, такого рода напольников с использованием пассивных кроссоверов не существует.

4. Перемещать сабвуфер в целях поиска оптимального места в комнате для достижения максимально линейной АЧХ по отношению к месту положения слушателя с учетом резонансов помещения значительно удобнее, чем полнодиапазонные напольные колонки или полочники. Ведь для последних нужно еще и сохранить правильную концепцию стереобазы по отношению к слушателю.

Таким образом, сложившаяся тенденция перехода на системы с трифониками, наглядно продемонстрированная на CES2005, не случайна и, с появлением в продаже большего количества качественных музыкальных (с низким уровнем искажений) сабвуферов, будет усиливаться. В специализированных устройствах, к которым относится сабвуфер, проще и технически и экономически реализовать требуемые для качественного воспроизведения баса условия. Естественно, хороший сабвуфер имеет и хорошие параметры, так же как и хорошие сателлиты. А вообще нужны ли нам кроме НЧ еще и инфра НЧ, воспроизводимые сабвуферами? Наука отвечает — да! [10].

Оборудование

Звуковой тракт:

Pioneer 49TXi модифицированный (AX10i) (в качестве процессора для измерений, как ресивер для прослушивания)
Pioneer 47Ai (757Ai) (универсальный DVD/SACD плеер)
Колонки M&K S-150 (фронтальные), M&K MX-350 MkII сабвуфер, SVS PB10-ISD сабвуфер
Кабели из комплекта Lynx L22, Monster Cable THX certified (межблочные соединения), DynaMike 224S Pro (USA) — соединение микрофона и UB802.

Измерительный тракт:

Behringer ECM 8000 — измерительный микрофон, откалиброванный Kim Girardin
TrueRTA v3.3.1 — real-time спектральный анализатор, про-версия Level 4 
RMAA — post-process спектральный анализатор (версия 5.4 alpha с поддержкой MLS)
Adobe Audition 1.5 — профессиональный звуковой редактор
Lynx L22 — измерительная звуковая карта высшей категории, сигнал/шум 122 дБА
Intel Pentium 4 2.2 GГц, 256 MB RDRAM
Общая неравномерность АЧХ тестовой системы в диапазоне 20-200 Гц не превышает в данном случае 1 дБ.

Литература

1. A. Voishvillo (and others)  — Graphing, Interpretation, and Comparison of Results of Loudspeaker Nonlinear Distortion Measurements, JAES, vol. 52 #4, April 2004.
2. Wolfgang Klippel — Measurement and Application of Equivalent Input Distortion, JAES, vol.52 #9 September 2004.
3. Arthur C Ludwig, Sr — Audibility of Phase Distortions
4. Rod Elliott — Benefits of Bi-Amping (not quite magic, but close)
5. Rod Elliott — Active vs Passive crossovers
6. Jorn Otten — Factors influencing acoustical localization, dissertation 21.09.2001
7. Arthur C Ludwig, Sr — Audibility of Phase Distortions
8. Tue Haste Andersen and Kristoffer Jensen — Importance and representation of Phase in Sinusoidal model, JAES, vol 52. #11, November 2004.
9. Brian C.J.Moore and Chin-Tuan Tan — Measuring and Predicting the Perceived Quality of Music and Speech Subjected to Combined Linear and Nonlinear Distortions, JAES vol. 52 #12, December 2004.
10. Chen Gia Tsai — Perception of subharmonics — part of Ph.D dissertation, 28.11.2003

Автор:Алекс Стриганов

Источник: http://www.ixbt.com/

14.04.2008

Добавить комментарий

ФИО:
E-mail:
Тема:
Комментарий:
Для отправки комментария введите число, изображенное на картинке

Каталог аудио систем

Консультация

Режим работы