17 января 2018 года


Loudspeakers and Rooms – Working Together
Часть 2, окончание


01.12.2006 Граждане аудиофилы! Бросьте заморачиваться кабелями. Лучше поэкспериментируйте с расстановкой АС и акустической подготовкой комнаты, это не стоит денег и влияет на звук гораздо сильнее! Перед вами – вторая часть статьи, в которой вы, возможно, сможете почерпнуть полезные данные для своих экспериментов.
Версия для печатиВерсия для печати
Оглавление:

1. Страница 1
2. Страница 2
3. Страница 3

3. Акустические системы

   Очевидно, что дизайн аудиосистемы должен делаться с прицелом на определенную комнату прослушивания и определенный способ расстановки громкоговорителей. АС – часть системы излучатель+комната, значение которой часто не правильно понимается. В этом разделе мы сконцентрируемся на том, как взаимодействуют излучаемые громкоговорителем низкие частоты со слушателем. На средних и высоких частотах громкоговорители взаимодействуют с комнатой самыми разными способами, и это важно понимать. Выбор подходящих АС значительно облегчит вам жизнь, когда дело дойдет до инсталляции системы и акустической подготовки помещения. Знание некоторых ключевых фактов позволит избежать ряда серьезных ошибок, часто допускаемых при инсталляциях.

3.1 Что такое - хорошо? Громкоговорители, отражения, эквализация

   Субъективная оценка звука – предмет большой и непростой. Позвольте мне начать с заявления, что когда система грамотно проинсталлирована – проведены должные работы по подготовке помещения и громкоговорители расставлены правильно – оценки слушателей не силшком сильно различаются. Большинству людей нравятся и не нравятся одни и те же особенности звучание, причем в основном по одним и тем же причинам.

   Однако есть и некоторые индивидуальные отличия. Самое главное отличие касается слуховой системы. Слушатели с аномалиями слуховой системы – не самые хорошие слушатели. Потери части информации приводят к тому, что мнения таких людей изменчивы и непоследовательны. К счастью, около 80% людей слышит нормально. Другое важное отличие – опыт. Люди, не имеющие опыта оценки качества звука, не знают, на что нужно обратить внимание, а их опыт сводится к прослушиванию музыки через посредственные аппараты – динамики телевизора, бумбоксы, штатные автомобильные радиоприемники. Вместе с тем удивительно, как мало опыта требуется этим людям, чтобы придти к осмысленному мнению (с которым можно работать). Зная это, мы предпочитаем работать с тренированными слушателями, которые прошли подготовку и знают, что слушать (на нужно обращать внимание), как это оценивать и как облечь свои ощущения в понятные другим слова. Дегустаторы вин тренируются распознавать вкусы и ароматы, и полагаются на дегустацию в слепую. Почему оценивание аудио должно отличаться?

   Важное подтверждение особнованности такого подхода мы получаем из исследований, в которых субъективные оценки сопоставляются с результатами измерений. Взаимосвязь очевидна.


Рис 22. Результаты измерения АЧХ систем, ранжированные по оси «точности» (fidelity) слушателями в ходе субъективной экспертизы, проведенной под контролем ученых.

   Значение этих исследований огромно. Во-первых, большинство людей согласны в том, что им нравится. Во-вторых, им всем больше всего нравятся громкоговорители, имеющие самую равномерную амплитудно-частотную характеристику на оси. Однако, это не всё. Одной лишь хорошей частотной характеристики на оси излучения не достаточно. И ничего удивительного, так должно быть, ведь мы не слушаем музыку в безэховых камерах. В реальных комнатах звук, излучаемый громкоговорителем не на оси, отражается от стен и предметов обстановки и достигает ушей слушателя, иногда после нескольких переотражений. Так как колчество отраженной звуковой энергией преобладает над той, которую слушатель получает от самих АС, было бы резонно, чтобы эти отражения были тембрально подобны излучаемому громкоговорителями прямому звуку. Из этого следует, что громкоговоритель должен иметь гладкую АЧХ не только на оси; иными словами, АС должна иметь постоянную направленность.


Рис 23 Стилизация АЧХ 8-дюймового двухполосного громкоговорителя, снятая на оси излучения, и под 30 и 60 градусов к ней.

   На рисунке 23 видно, как у 8-дюймового вуфера (обычно в двухполосных АС используют мидвуферы меньшего диаметра, и они имеет лучшую направленность на частоте кроссировки – прим. переводчика) ухудшается направленность перед точкой кроссировки с дюймовым твиттером (она находится в районе 2-3 кГц), который выравнивает направленность излучения АС. Направленность АС не постоянна в том смысле, что когда громкоговоритель нацелен прямо на слушателя, наилучший для данной АС звук, получаемый в прямом излучении, будет разбавлен тембрально-окрашенными, излучаемыми не на оси звуками, слышными после их отражений комнатой. Это обычное дело. В этом смысле двухполосная система никогда не сравнится с трехполосной, с отдельным СЧ-драйвером.

Рис 24 Расстановка, при которой громкоговорители нацелены прямо вперед, как это часто бывает с домашними стереосистемами и кустарными инсталляциями. В этом случае «наулучшие» звуковые составляющие минуют слушателя и теряются в реверберации звукового поля комнаты. Если громкоговоритель не имеет постоянной направленности, звучание системы приобретает окраску, зависящую от потерь при излучении под углом.
Рис 25 Два звуковых потока, прибывающие к слушателю первыми в соответствии со схемой на рисунке 24. Зная это, мы может сделать вывод, что большинство отраженных звуков, прибывающих позже прямого излучения, будет менее качественным. Данный громкоговоритель не смоет качественно воспроизводить музыку в обычной комнате, он будет вносить в тембры звуков разные изменения в зависимости от его размещения и положения слушателя.
Рис 26 Техническая задача для громкоговорителя, который будет хоршо работать в нормальных помещениях. Реальные образцы АС могут приближаться по ТТХ к этой модели достаточно близко.
Рис 27 Трехполосный громкоговоритель, не соответствующий поставленной технической задаче. Заметно большое количество усилий, приложенных к тому чтобы получить очень ровную АЧХ на оси. Однако разработчики явно забыли учесть поведение АС при излучении под углом. Ломанная кривая под углом получена в результате измерения, сделанного в реальной комнате прослушивания. Результат этого измерения наглядно показывает, что боковые излучения доминируют над осевым. В результате, звучание получается сильно окрашенным.

   При взгляде рисунок 27 возникает вопрос: «можем ли мы выправить с помощью эквалайзера эту полученную в комнате АЧХ и получить хороший звук»? Ответ таков: «по большому счету, нет». Чтобы понять, почему, нам нужно вернуться к рисунку 21, демонстрирующему, что слушатели предпочитают громкоговорители с хорошим излучением на оси. Если мы возьмемся править АЧХ АС с рисунка 27 с помощью эквалайзера, мы уничтожим единственный плюс этой системы – хорошую АЧХ на оси. Лекарством, которое можно прописать владельцем этого продукта, может быть только другая АС.

Некоторые заметки об измерениях и эквализации

   Пример на рисунке 27 показывает, что без некоторых ключевых данных о громкоговорителе эквализация на средних и высоких частотах – очень рискованное предприятие. Однако необходимой информации зачастую просто нет. Некоторые производители не имеют ее сами (притом довольно часто, если речь идет о серийном экземпляре – в коробки к системам кладут результаты измерений вылизанного предсерийного образца – прим. переводчика), и не могут сделать точных измерений. Если громкоговоритель выпущен серьезной компанией и куплен в солидном магазине, возможно, проще и чуше будет поверить, что разработчики сделали свою работу хорошо, и … избежать эквализации на частотах выше нескольких сотен герц. (Для качественной АС коррекция эквалайзером на частотах выше 1,5 кГц вредна всегда – прим. переводчика).

   Фактически, если производитель АС качественно выполнил свою работу, никакие проблемы, возникшие в комнате для прослушивания в области средних и высоких частот не могут быть решены с помощью эквализации. ==Чтобы подчеркнуть это, я хочу привести пример, полученный с помощью умных измерительных систем с тайм-гейтом (вроде MLSSA и TEF).

Рис 28 Измерения сделаны в очень большом помещении, микрофон установлен в центре, что позволяет получить «безэховый» интервал в 17 мс – в течение этого времени ни один отраженный звук не достигнет микрофона. Измерения должны проводиться с расстояния не менее 6 футов, что обычно не возможно в простой жилой комнате. Это временное окно при переводе в разрешение по частотной шкале графика АЧХ составляет 60 Гц, что приводит к невозможности с помощью данной измерительной системы обнаружить высокодобротные аномалии на частотах ниже 3 кГц. Во время этого теста высокодобротные резонансы присутствовали во всем спектре, до 20 Гц, однако измерительная система не смогла их увидеть. По этой причине нельзя считать, что безэховые камеры устарели.

   Мы знаем, что в области низких частот мы можем, а иногда и должны использовать эквализацию и, раз мы нуждаемся в стационарных измерениях, временное окно нам не нужно. Фактически, нам нужен большой интервал измерений. История, рассказанная в разделе 2.2.4 этой статьи, явно показывает, что эквализация работает очень хорошо. Однако есть несколько предостережений.

   Выравнивание чрезмерных подъемов – занятие достаточно безопасное, однако не пытайтесь заполнить провалы АЧХ. Короткий провал скорее всего обусловлен нулем стоячей волны или рисунком (паттерном) интерференции. Они чем-то похожи на бездонные ямы, их невозможно почувствовать. Короткие провалы плохо воспринимаются на слух, и все, чего вы добьетесь, подняв уровень сигнала – увеличение нагрузки на усилитель и на громкоговорители. Результатом станет увеличение количества искажений.

   Измерения могут быть проделаны только с помощью правильного инструментария. Я не имею в виду «классический» третьоктавный анализатор со светомузыкой. Эти устройства хороши для развлечения, но для наших целей никак не подходят. В наше время существуют околокомпьютерные альтернативы вроде MLSSA, LMS, JBL SMAART и TEF, которые дают замечательные результаты. Их использование будет наиболее уместным.

   У нас должна быть возможность измерить то, что мы слышим. Исследования показывают, что слушатели очень чувствительны к резонансам – и самих громкоговорителей, и помещений. Поэтому очень важно иметь возможность обнаруживать резонансы и распознавать их тип. Так, мы хорошо слышим высокодобротные (узкополосные) резонансы, и потому измерительные системы должны иметь хорошую разрешающую способность, иначе она просто не зафиксирует эти дефекты. Можно утверждать, что третьоктавного разрешения недостаточно.

   Удостоверьтесь, что вы можете провести пространственное усреднение, сделав измерения в нескольких помещениях, скажем, в четырех или пяти, с тем чтобы потом получить усредненный результат. Этот полезный метод позволит обнаружить резонансы и избежать ошибок, допущенных из-за акустической интерференции. Он позволит избавиться и от «травы» («забора» на сленге отечественных электроакустиков – прим. переводчика), которая появляется на результатах измерений в высоком разрешении в помещениях. Если вам нужна сглаженная кривая, проводите усреднение, но осторожно – после измерения, а не до.

3.4 Сабвуферы и кроссоверы

   Обычно сабвуферы имеют фазоинверторное или закрытое акустическое оформление, и их можно отнести ко всенаправленным излучателям, в диапазоне до 100 Гц. Это означает, что они могут быть размещены в любой точке комнаты, и звук достигнет ушей пользователя, но это вовсе не значит, что их местоположение невозможно будет определить на слух. Действительно неприятно осознавать, что звук исходит совсем не оттуда, откуда по идее должен.

   Есть легкий способ этого избежать. Самый простой способ – разместить сабвуфер на том же звуковом плане, поближе к фронтальным громкоговорителям. Если же сабвуфер будет размещен далеко от них, нужно убедиться, что звук на частотах 70-80 Гц выравнивается затухает достаточно быстро. В противном случае вы сможете локализовать положение сабвуфера, и вам придется использовать активный кроссовер с большой крутизной спада (от 18 до 24 дБ на октаву).

   Первое требование – нормальный, качественный бас. Это зависит от количества и размеров сабвуферов. Второе – убедиться в том, что все слушатели, находящтиеся в ключевых точках, слышат одинаково хороший бас. Зациклите воспроизведение различных фрагментов с участием музыкальных инструментов, звучание которых захватывает нижнюю часть спектра, а также включите в подборку запись розового шума; перемещайтесь по зоне прослушивания.

   Всегда начинайте экспериментировать с размещением от угла комнаты, чтобы получить прибавку баса за счет сокращения угла излучения звука. Если баса получилось слишком много и у вас есть эквалайзер, произведите необходимые измерения и выравняйте АЧХ. В результате получите высокую производительность и низкий процент искажений. Если излишки баса имеются только на одной – двух частотах, разберитесь с комнатными модами. А затем расслабляйтесь на здоровье.

Перевод: Liga-Zvuka.ru
Copyright Harman International Industries
Англоязычный оригинал статьи выложен в свободном доступе на сайте harmanaudio.com