04.06.2008

Тайна «вовлекатора»

Я, будучи гением от природы, на восьмом году глубоких изысканий в области акустики, разгадал, наконец, загадку из загадок, раскрыл тайну из тайн, над которой ломали и продолжают ломать голову не только любители, но и профессионалы во всем мире — тайну натуралистичности звучания акустических систем, явления, известного также как «вовлекатор».

Для понимания сути явления, читателю совершенно необходимо прочитать и, что намного важнее, хорошо понять суть статьи «Невозможное возможно». Если Вы, читатель, в этом преуспели, можете смело читать дальше.

Прежде всего, еще раз напомню, что когда речь заходит об истинно минимально-фазовой системе, это означает, что избыточная ФЧХ такой системы должна иметь неоднородность не более +/-25 градусов.

Далее, известно, что человек практически невосприимчив к фазовым искажениям в том случае, если фаза меняется плавно. Ключевой момент незаметности фазовых искажений — плавность и постоянство изменений. Однако человек способен замечать фазовую целостность (т.е. цельность, слитность, единовременность поступления информации), и особенно, если это явление захватывает достаточно протяженные участки спектра. А цельность информации, как мы уже знаем, характеризуется МФХ.

Вот пример МФХ типовой двухполосной акустической mainstream-системы (в данном случае за образец взяты ProAC Studio 100 — такими МФХ характеризуется подавляющее большинство двухполосных АС.

Как видно из графика, более-менее цельно из всего спектра слухом воспринимаются всего два участка, а между 700Гц и 3кГц зияет «фазовая дыра». Такие АС по определению не могут звучать натуралистично, близко к «живому». Не только не могут, но и не звучат.

У внимательного читателя наверняка возникнет вопрос: на каком основании фрагмент МФХ от 3 до 17кГц поднят вверх, к нулевой отметке? Напомню, что отрицательные значения фазы означают лишь то, что сигналы приходят к слушателю с опережением относительно других. Так, например, излучение пищалок всегда «быстрее» излучения мидбасовиков или басовиков. Т.е. от обычных АС слушатель сначала слышит то, что излучает более высокочастотные головки, а уж потом эту информацию «догоняет» (с запозданием) информация от низкочастотных драйверов. К счастью, слух человека невосприимчив к временным задержкам такого рода (исключение в плане заметности составляют очень специфические, искусственно сгенерированные сигналы, в музыке не встречающиеся, либо очень большие задержки, не встречающиеся в нормальных АС). Поэтому с «точки зрения» слухового восприятия человека обе «порции» воспринимаются, хотя и не натуралистично, но без разрыва. Поэтому любые протяженные участки МФХ, неоднородность которых не превышает +/-25 градусов, могут смело «приводиться» к одному уровню, т.е. к отметке «0 градусов».

В случае типовых трехполосных систем (Technics X500A) ситуация с МФХ еще хуже.

А в случае четырехполосных (за образец взяты KEF Reference Model 3) — совсем плоха.

Таким образом, негативное или скептическое отношение большинства аудиофилов (особенно тех, кто тяготеет к «живой» музыке) к многополосной акустике и выраженное стремление именно к двухполосным или, еще лучше, широкополосным АС, находит свое научное обоснование — даже самая типовая двухполосная АС звучит намного более натуралистично, чем любая многополосная. Исключения бывают, но они не являются типовыми решениями.

Однако по причинам, изложенным выше, даже двухполосные АС (типовые) все равно звучат плохо с точки зрения естественности звукопередачи. Они могут иметь линейную АЧХ, минимум искажений, чистые переходную и частотно-переходную («ватерфол») характеристики и т.д. Но звук при этом остается «мертвым» и «искуственным».

Наивысшей натуралистичностью, «голографичностью» звучания (т.е. когда одна колонка звучит как surround) характеризуются АС, имеющие идеально ровную МФХ. Ярчайшим примером является акустика Technics 7000 (зеленым) и 8000 (желтым).

Каскадирование (смещение по глубине) динамиков делается как раз для того, чтобы излучение от более «быстрых» излучателей не опережало излучение самого медленного источника — басовика, — а запаздывало на строго расчетное время. В результате сигналы (звуки) от всех динамиков в системе приходят к слушателю строго одновременно, обеспечивая идеально ровную МФХ. Прецизионная одновременность прихода сигналов, безусловно, вносит свой вклад в естество, но сам факт наличия минимально-фазовых «плато», пусть даже смещенных во времени друг относительно друга, имеет первостепенное значение.

В качестве примера приведу легендарнейшую акустику несерийного образца Technics Speaker System 1968 года выпуска.

Тем, кто ее слышал, хорошо известно, что звучит она настолько натуралистично, что это даже «пугает». Она не дает столь сильную звуковую «голограмму», как Technics 7000 или 8000, но весьма близка к тому.

Хотя в указанной АС целых 3 полосы (в закрытом ящике), кроссовер в ней практически отсутствует — НЧ- и ВЧ-динамики не «порезаны» вообще, СЧ-динамик «порезан» только сверху 1-м порядком, какая-либо аттенюация отсутствует (т.е. все динамики подобраны так, что изначально имеют почти одинаковую чувствительность). Приведу для сравнения два графика МФХ (зеленым — вообще без кроссовера, желтым — со штатным кроссовером).

Видно, что, применив минималистский кроссовер, конструкторы добились более гладкой МФХ, хотя и чуть-чуть, самую малость потеряли при этом в естестве — сравните «спрямленную» МФХ TSS с кроссовером

с таковой без кроссовера

 

Совершенно очевидно, что если в данной акустике динамики физически сместить по глубине, почти прямая линия МФХ получится «автоматически».

Единственным недостатком TSS в их фабричном исполнении является сильная неравномерность АЧХ (зеленым; желтым показан отдельно твитер, красным — среднечастотник, голубым — басовик).

Еще раз обращаю ваше внимание на то, что какая-либо фильтрация/аттенюация отсутствует полностью.

Каким бы парадоксальным это кому-то ни показалось, но на малосоставной, разреженной, спектрально ненасыщенной музыке, такая АЧХ не является серьезной помехой для восприятия — эффект «присутствия» и трехмерность «сцены» не только поражают воображение, но с лихвой компенсируют все остальное. С другой стороны, работа с фильтрацией при помощи электронного кроссовера позволяет очень серьезное выравнивание АЧХ, но, к сожалению, часть «вовлекатора» при этом утрачивается (правда, не весь).

Иными словами, в большинстве случаев «вовлекатор» и правильный тональный баланс — взаимоисключающие вещи. Либо есть «вовлекатор», но нарушен тональный баланс — либо все гладко, ровно и причесано, но сплошная синтетика и неестественность в звучании. Свести эти два «берега» воедино крайне сложно. Модели, в которых удавалось это сделать, можно пересчитать по пальцам (об этом будет отдельная статья). Все вышеизложенное объясняет и, отчасти, оправдывает существование (особенно в прошлом) большого числа акустических систем с, казалось бы, жуткими АЧХ. Инженеры-разработчики АС давным-давно столкнулись с проблемой ненатурального звучания даже несмотря на, казалось бы, хорошие объективные характеристики акустических систем. Именно поэтому во многих моделях АС техническое совершенство приносилось в жертву пусть и несовершенному, но живому звучанию.

Создание идеальных (с формальной точки зрения) АС перестало быть проблемой с момента появления первых измерительных систем. В начале 70-х годов Ричард Гейзер изобрел спектрометрию с временной задержкой (так называемая TDS-методика), которая нашла первое воплощение в измерительной системе TEF, производившейся Techron. 10 лет спустя Липшиц и Вандеркой изобрели Систему Анализа при помощи Последовательности Максимальной Длины, которая нашла промышленное воплощение в виде ISA-платы для компьютера, выпускаемой DRA Laboratories (также 70-е годы). Создание даже просто минимально-фазовых акустических систем (т.е. не обращая внимание на все остальное) — задача намного более сложная. Создание же систем идеальных во всех отношениях — чрезвычайно сложная задача. Вот и все. Никаких больше аудио-тайн.

Количество показов: 13750
Автор:  Hate you
Рейтинг:  5