1. Використані в статті скорочення:
2. Вибір систем для порівняння і порівняння нелінійних спотворень
3. Інтермодуляційне викривлення, фазові спотворення і частотний відгук
4. Акустична реакція приміщення
5. устаткування
6. Вимірювальний тракт:
7. література

Самим нелінійним елементом в стандартній звуковідтворювальної системі, використовується вона для прослуховування музики, в якості домашнього кінотеатру або призначена для обох цілей, є акустика. Це ні для кого не секрет, саме тому більшість досвідчених людей електронне обладнання вибирають вже після прийняття рішення з приводу акустичної системи. Вибір зазвичай робиться на слух: ну хто ж купує АС по характеристикам, «вам шашечки чи їхати?» Досвідчені люди перед прослуховуванням вивчають доступну по продукту інформацію, як правило, присутню на сайті виробника, або з глянцевих журналів, а також отриману в інтернеті або з рад більш досвідчених користувачів в форумах.

У пресі така інформація подається у вигідному для виробника світлі, а в журналах часто присутня тільки суб'єктивна думка журналіста, в більшості ситуацій дає досить мало корисної інформації. Маркетологи використовують відоме правило: більшість покупок - це не логічне, а емоційне рішення. Останнім часом співробітники компаній стали з'являтися і в форумах, благо, що доступ в них анонімний. Поради таких людей, що активно просувають свій товар, найчастіше буває важко відрізнити від реальних рад користувачів апаратури, а тому цінність інформації з форумів для правильного вибору продукту відчутно знижується.

Як же все-таки вибрати правильну акустику, в межах наших фінансових можливостей? Які критерії попереднього відбору до етапу персонального прослуховування, яке не завжди можливо, з одного боку, і дуже сильно залежить від ефекту самонавіювання і акустики приміщення, з іншого боку, що веде до помилок вибору. Як наслідок, відсутність задоволення від покупки і постійне прагнення до вдосконалення системи, у міру поліпшення можливостей у фінансовому плані. Людина замість отримання задоволення від музики і фільмів перетворює своє бажання отримати задовольняє його якість звуку і зображення в постійну «гонку озброєнь», часто навіть при дуже високій ціні обладнання не досягаючи мети.

Акустика саме в силу своєї нелінійності - це основний компроміс в системі з точки зору якості звучання, ціни застосованих елементів і рівня роботи конструкторів. Крім цього, є ще один важливий момент вибору - концептуальний. Концепція роздільного відтворення НЧ і СЧ / ВЧ, використовувана для мультиканального сигналів, добре освітлена в роботах професора David Griesinger , Доктора наук Floyd E. Toole , Robert Stuart і в матеріалах AES (Спільнота аудіоінженерів), поступово починає займати серйозне місце і в світі High-End звуку. Ще вчора подібний підхід в акустиці застосовувався тільки фірмами M & K (Особливо відомої в професійної акустики ) і Atlantic Technology , а також Snell і однією-двома європейськими фірмами. Сьогодні кількість фірм, що випускають набори саб + сателіти, важко порахувати. Багато виробників, такі як Genesis або Далі , Наприклад, стали випускати симбіоз активних сабвуферів з пасивними сателітами. Важкі підлогові пасивні монстри, відсутні принципово в професійних звукозаписних студіях , Але широко представлені в High-End класі, змінюються все більш технічно досконалими сабвуферамі і сателітами. Лінія оборони ще утримується легендарними Wilson Watt Puppy 7 , Legacy (Обидві фірми вже випускають і сабвуфери, втім) але вже і Klipsch випустила саб з сателітами , І прекрасно звучали на CES2005 Kharma за рівнем якості звучання наближаються до вчора ще недосяжним лідерам зі світу High-End пасивної повнодіапазонний акустики. Втім, монстри є і в світі сабвуферів - «Господар всесвіту» сабвуфер B4 фірми SVS c підсилювачем потужністю 1.5, 2.5 і до 5 кіловат, Servodrive B-DEEP 32 з потужністю 1.6 кіловат.

Але нас цікавить зовсім інший рівень - нормальний для звичайних людей і стандартних приміщень і за розмірами, і за рівнем звукового тиску, і за рівнем цін, природно. Краще навіть так - постараємося навчитися знаходити оптимальне рішення для акустики в співвідношенні ціна / якість, обмеживши максимум в $ 1500-1800. По можливості будемо використовувати об'єктивну інформацію, щоб, на відміну від більшості подібних джерел, максимально обмежити суб'єктивна думка автора і представити думку на основі об'єктивних даних інших, авторитетних і відомих людей в світі аудіо.

Ця стаття - для тих, хто думає і шукає рішення, знаходячи їх, як правило, сам.

Не можна не згадати про те, що ідея застосування тріфоніка для якісного відтворення звуку була дискредитована масовим випуском мультимедійних систем, для зниження габаритів використовують високі частоти розділу на СЧ, а також сабвуферамі «тільки для кіно», де істотний рівень спотворень не дозволяв домогтися гарної якості звуку для музики. Думка про тріфонікі «для комп'ютера» або «для кіно» міцно вкоренилося у багатьох, ставши стереотипом оцінки подібних систем. Настав час переосмислити склалося переконання, тим більше, що це вже відбувається повсюдно.

Використані в статті скорочення:

• BM = управління басом (bass management)
• ТА = управління фазовими затримками (time alignment)
• EQ = вирівнювання АЧХ пристрої (equalization)
• HPF = ФВЧ - фільтр високих частот (high pass filter)
• LPF = ФНЧ - фільтр низьких частот (low pass filter)
• HT = домашній кінотеатр (Home Theater)
• PEQ = параметричний еквалайзер
• АС = акустична система
• MIC = мікрофон
• DSP = цифровий процесор сигналів
• НЧ - низькі частоти
• СЧ - середні частоти
• ВЧ - високі частоти
• АЧХ - амплітудно-частотна характеристика
• ФЧХ - фазо-частотна характеристика
• SPL - рівень звукового тиску (sound pressure level = SPL)
• ЧИ - лінійні спотворення звукового сигналу. Не викликають появи додаткових гармонік, тобто синусоїдальних сигналів, кратних основній частоті. Вони є оборотними, тобто можуть бути скориговані, що не залежать від рівня сигналу і викликані неідеальної АЧХ і ФЧХ системи.
• НІ - нелінійні спотворення звукового сигналу. Залежать від рівня сигналу і викликають появу додаткових гармонік, практично є незворотними, тобто компенсувати такі спотворення - дуже складне завдання.
• КНІ - коефіцієнт нелінійних спотворень (відношення сумарного RMS рівня всіх гармонік в заданій робочій смузі до амплітуди основної частоти). Щоб було зрозуміліше - усереднена сума всіх гармонійних спотворень по відношенню до корисного сигналу в робочій смузі частот системи, зазвичай дається в% співвідношенні.
• IR - реакція системи на імпульсний сигнал (impulse response).
• Сателіт - колонка, яка відтворює тільки СЧ і ВЧ, сателіт ТНХ - з 80 Гц
• Саб - сабвуфер, колонка, призначена тільки для баса (відтворення НЧ)
• СП - спектральний пакет, набір одночасно відтворюваних частот будь-якого музичного інструменту, що визначають форму його звукового сигналу
• Фільтр 1-го порядку = 6 дБ / октаву спад АЧХ
• Фільтр 2-го порядку = 12 дБ / октаву спад АЧХ
• Фільтр 4-го порядку = 24 дБ / октаву спад АЧХ
  

Спотворення в АС

Спробуємо проаналізувати, що ж ми розуміємо під нелінійністю в гучномовцях і як ця нелінійність впливає на підсумкове якість звучання.

Дана стаття не претендує на науковість, тому інформація буде спрощеною, доступною для розуміння людьми, що мають пізнання на рівні звичайних користувачів.

Як відомо, нелінійні спотворення - тобто спотворення форми сигналу, які можна представити у вигляді появи додаткових гармонік, кратних частоті вихідного сигналу. Це одна з основних причин погіршення його якості відтворення. Однак різниця в сприйнятті слухом нелінійних (або гармонійних) спотворень різного порядку, а також відмінностей в чутливості слуху на різних частотах, привели до певних незручностей в рівні оцінки якості гучномовців за рівнем КНІ.

Утруднення пов'язано з тим, що зазвичай значно вищий рівень КНІ в акустиці на слух сприймається інакше, ніж відчутно нижчий рівень КНІ в електронних пристроях за рахунок того, що в акустиці присутні менше сприймаються слухом гармоніки низького порядку, а в електронних пристроях (крім лампових ) спектр гармонійних спотворень зазвичай досить широкий, що помічається людським слухом на значно нижчих рівнях.

Покупці акустики звикли порівнювати рівень КНІ по відомим рівнями спотворень в електроніці, що змусило виробників акустики відмовитися від застосування цього параметра в специфікаціях щоб не бентежити користувачів дуже високими рівнями НІ, які на самій-то справі нікуди не поділися.

Деякі продавці акустики знайшли чудовий вихід - вони показують рівень КНІ тільки до певного ліміту, наприклад, 5%. Що відбувається вище такого ліміту - таємниця, щоб не відлякувати покупців. Або завмер КНІ дається не по всьому робочому діапазону, а на конкретних, відносно високих частотах, де їх рівень зазвичай істотно нижче. Знайти інформацію, а який же реальний рівень КНІ в тих чи інших колонках на різному рівні потужності у всьому НЧ діапазоні, зовсім не просто - як було вже зазначено вище, це не випадково.

Тема нелінійних спотворень в акустиці і впливу їх на якість звучання обговорювалося в декількох роботах AES [1,2] [8,9], але ми тут не будемо заглиблюватися в це питання. Зауважимо лише одне - зниження рівня КНІ в акустиці не менш важливо для підсумкового якості звучання системи, ніж в електроніці, проте для коректності сприйняття даних спотворень людським слухом потрібно враховувати порядок гармонік і частоту основного сигналу .

До різновиду нелінійних спотворень відносяться і інтермодуляційні спотворення , Коли додаткові гармоніки з'являються при відтворенні двох або більше сигналів одночасно, причому дані гармоніки вдають із себе різницю і суму між основними частотами. Результати вимірювань таких спотворень взагалі майже нереально знайти в акустиці, і знову-таки не випадково.

Ці спотворення також грають важливу роль в оцінці звучання системи, оскільки саме вони визначають прозорість звучання при відтворенні музики, коли велика кількість музичних інструментів грають одночасно. Дійсно, при наявності високого рівня інтермодуляционних спотворень, основні тембри звучання різних інструментів будуть спотворені додав до них сумарними або різницевими гармоніками від СП (спектрального пакета) даних інструментів, що моментально відзначається слухом як ненатуральне, некоректне звучання, «каша» або погана локалізація за рахунок маскування відбитих сигналів [6] гармоніками, особливо помітна при відтворенні важкого року або класичної музики при наявності великої кількості музичних инструмен ів.
Є й багато інших факторів, що впливають на якість звучання акустики, таких, як лінійні спотворення через нерівномірність АЧХ, фазові спотворення (коли одна частота з СП доходить до слухача раніше або пізніше інший, що теж спотворює тембр звучання і форму сигналу), імпульсна характеристика (реакція АС на короткий імпульсний сигнал, після закінчення дії якого система ще якийсь час повертається в початковий стан, чим коротше цей час, тим менше АС буде додавати «від себе» - тобто по суті спотворень в відтворений сигн л).

На якість звучання також впливають рівень максимального звукового тиску на різних частотах, діаграма спрямованості випромінювання гучномовців в різних площинах, групове час затримки (ГВЗ) та інші параметри. Детальне обговорення всіх цих важливих для конструювання акустики показників виходить за рамки даної статті, проте до деяких з них ми повернемося при порівняльному аналізі вищезазначених концепцій.

Вибір систем для порівняння і порівняння нелінійних спотворень

відомий вчений DBKeele, Jr , Один з найбільш знаючих авторів оглядів, пише їх для журналу Audio, завжди призводить вимірювання максимально можливої ​​кількості параметрів в своїх роботах. На жаль, таких оглядів не так вже й багато, але нам пощастило - ми можемо взяти як базу для порівняння підлогові колонки Paradigm Studio 100, дані вимірювань для яких люб'язно надані вищезгаданим автором, який назвав їх «a true flagship» - тобто «справжній флагман» (останні сторінки з тестуванням).

Важливий також момент, що даний огляд опублікований на сайті виробника колонок, таким чином, його результати навіть у нього не викликають сумнівів. Це референсні підлогові колонки, досить стандартні для нашого порівняння, на які і інші огляди дають хороші відгуки. Ціна на них становить $ 1500- $ 1745, тобто як раз в потрібному нам діапазоні.

Для порівняння непогано було б взяти аналогічний огляд DBKeele на систему тріфоніка. На жаль, доступний нам аналогічний огляд є тільки на значно дорожчу систему M & K 5000THX, що було б нерівним порівнянням. Недолік інформації з вимірювань не дозволяє порівняти інші, більш популярні колонки в Росії, але суть від цього не зміниться - варто поглянути на доступні на www.stereo.ru графіки вимірювання КНІ для різних підлогових колонок в обраному ціновому діапазоні (і нижче), щоб зрозуміти, що навіть не маючи інформації про КНІ вище 5%, практично у всіх на певній частоті 30-40 Гц або трохи нижче КНІ «різко зашкалює» за ці 5%. Чому?

Через різке підвищення амплітуди коливання дифузора НЧ динаміка з пониженням частоти і підвищенням рівня, що веде до примусового механічного обмеження упорами або підвісом (що еквівалентно свого роду кліппінга) і відповідно різкого зростання КНІ в цей момент. Іноді це і просто нелінійність динаміків, як випромінюючих елементів. Втім, в стандартних сабвуферах (як приклад - Energy S10.2 на частоті 25 Гц при звуковому тиску 100 дБ) зазвичай відбувається теж саме , Тільки на більш високих рівнях і більш низьких частотах. Саме тому подібні сабвуфери відрізняються «немузичних» і частіше використовуються тільки для домашнього кінотеатру, а інші, «музичні» сабвуфери, мають значно нижчий КНІ, часто не можуть забезпечити високий рівень звукового тиску саме через необхідність мати цей низький рівень спотворень.

Тому візьмемо для порівняння іншу систему, складену з кілька нестандартного через специфіку спектра НІ сабвуфера SVS PB10-ISD (пізніше розберемося, чому), відомого, як і інші сабвуфери SVS, низьким загальним рівнем КНІ на різних рівнях звукового тиску, включаючи високий. Він також зручний, як приклад, за рахунок численних вимірів, представлених Ed Mullen , IrritateGuy (COF), Ilkka , А також виконаних автором даної статті, щоб зрозуміти суть і визначити причину такого низького порівняльного КНІ для сабвуферів SVS (а при їх застосуванні та в нашій системі тріфоніка на НЧ) при відносно високих рівнях звукового тиску. Ціна на такий сабвуфер за даними svsub.ru становить $ 700, таким чином, ми можемо взяти в комплект сателіти ціною $ 1500- $ 1800. мінус $ 700 = $ 800- $ 1100.

Варіантів, враховуючи крайню обмеженість в доступності даних з необхідними вимірами спектра гармонік, не так вже й багато. Але оскільки ми збираємося використовувати дані сателіти з ВМ, тобто з HPF (фільтром високих частот, присутній в ресівері або AV процесорі при установці сателітів в «small»), то задача значно спрощується. Нам стає цілком достатньо досить-таки стандартних поличних колонок з хорошими даними по СЧ і ВЧ, низьким КНІ на цих частотах (доведеться також обійтися загальними вимірюваннями без спектра) і не особливо-то важливо з яким рівнем відтворення НЧ і КНІ на НЧ, оскільки HPF зріже ці частоти, і вони будуть відтворюватися тільки сабом. Подивимося як це виглядає на картинці, візьмемо для прикладу поличні колонки Mission M781 (ціна близько $ 770) виміри можна подивитися на сайті www.stereo.ru - АЧХ і КНІ .

Бачимо, що з урахуванням спаду фільтра 12дБ / октаву загальний КНІ сателітів по всьому робочому діапазону частот не перевищує 2% (в разі застосування фільтра 2-го порядку, а з фільтром 4-го порядку, звичайно використовуваним для не-THX режимів, ситуація буде ще краще). Для акустики такий рівень спотворень дуже хороший. Подивимося, що ж дасть сабвуфер при такому ж або трохи більшому рівні звукового тиску (на 1-2 дБ, в разі, якщо ви віддаєте перевагу трохи більше баса, як це рекомендується в інструкціях з калібрування сабвуферів), який буде відтворювати область НЧ сигналів нижче 150 Гц. Для інших колонок частота розділу може відрізнятися, природно, М781 - це просто приклад.

Відповідно до вімірів Їжа Мулена, КНІ PB10-ISD НЕ перевіщує 2.7% на частоті 22 Гц при звуковому тиску 96дБ на відстані 2 метрів від сабвуфера. Таким чином, ваша система акустики (тріфонік) матіме КНІ НЕ більше 3% при рівнях звукового тиску 94-96дБ по всьому частотному діапазону від 22 Гц до 20 кГц. Таким низьким рівнем спотворень при подібному високому рівні звукового тиску можуть похвалитися далеко не всі High-End напольниками, і мало які навіть в два рази дорожчі сабвуфери можуть показати такий результат.

Мої дані вимірювань підтверджують результати Еда Мулена (На 20 Гц у PB10-ISD тільки 4% КНІ, фактично складений тільки з 2-й, менш помітною гармоніки, при звуковому тиску 106дБ - в кімнаті воно зазвичай на 10 дБ вище, ніж при вимірах на відкритому просторі, як у Еда Мулена -96 дБ):

На частоті 20 Гц майже топовий сабвуфер M & K MX-350 MkII зміг дати на 9дБ (трохи менше 3-х разів) нижче рівень звукового тиску при розташуванні в тому ж самому місці і сабвуфера і вимірювального мікрофона, при цьому його КНІ був в два рази вище . І тим не менше навіть з M & K або аналогічним сабвуфером тріфонік буде звучати, даючи значно менше спотворень, ніж напольниками, наприклад взяті для порівняння Paradigm Studio 100. Розглянемо картинку c вимірами з представленого вище огляду DBKeele, Jr. ближче:

Як бачимо, вже на частоті 41.2 Гц (а нижче ситуація була б ще гірше), що входить в робочий діапазон колонок таким чином, щоб рівень КНІ, і особливо 3-й гармоніки, дуже високий (24%), причому він знижується досить повільно при зниженні вихідного рівня, досягаючи порівнянних з нашим тріфонікі величин тільки при потужності близько 10 ват, що говорить про високий рівень КНІ вже в самих застосованих динаміках. Справа внизу показана змодельована за даними рівнями КНІ форма вихідного сигналу при максимальній потужності 100 ватів, як бачимо, вона далека від синусоїдальної вихідного сигналу, тобто він відчутно спотворений.

На слух такий звук сприймається, як бубнение колонок на НЧ, яке багато часто чують при використанні недорогих напольниками - адже до сигналу 41.2 Гц, як в нашому випадку, домішується 3-тя гармоніка досить великого рівня, тобто сигнал 120 Гц. Саме частоти такого порядку сприймаються як бубнение, жорсткість і размазанность баса (в цьому легко переконатися, порегуліровать АЧХ багатосмуговим еквалайзером). Варто прибрати 3-ю і п'яту гармоніки в даному випадку, і бас буде м'яким і чітким.

Як прибрати? Досить просто - переключивши напольниками в small, відфільтрувавши тим самим високі спотворення на НЧ, і давши можливість САБО з низьким рівнем КНС (наприклад, як розглянутий вище) відтворювати низькочастотні складові спектра музичного сигналу. А напольниками відтворюватимуть СЧ і ВЧ, таким же чином, як і на зображенні наші полочнікі М781. Странновато звучить, чи не так? Як це величезні напольниками працюватимуть як полочнікі-монітори, як-то шкода їх використовувати тільки частково. Хочете якісний звук? Не шкодуйте, багато тямущі люди вже пройшли цим шляхом. Наприклад, один з корифеїв американського аудіо-відео-наука (AVS) форуму професор Суші з Техасу сказав наступне :

«Я маю повнодіапазонні напольниками як фронтальних колонок (Hales System Two *) і тим не менш вважаю набагато краще використовувати свій сабвуфер Hsu VTF-3 ** на відносно високій частоті розділу (в 2.1 або матричної 5.1 конфігурації), навіть для традиційних 2 х канальних музичних матеріалів. Після цілого комплексу експериментів, я вирішив, що я вважаю за краще 80 Гц частоту розділу для обох 2.1 і 5.1 конфігурацій, з усіма 5-ю каналами, встановленими в SMALL. Існує багато теорій, що пояснюють, чому мої уподобання не такі вже нереальні. »

* High-End колонки референсного якості для Роберта Харлі з журналу Stereofile - прим. автора
** китайського виробництва, відчутно гірше, ніж PB10-ISD по максимальному звуковому тиску, лінійності АЧХ і рівню КНІ

Дійсно, переваги професора Суші дали можливість розібратися, в чому ж причина і зрозуміти їхню логіку. У хороших High-End напольниками КНІ зашкалює на НЧ на значно більш низьких частотах, ніж у полочніков, що дозволило Суші застосувати більш низьку частоту розділу 80 Гц (див нижню картинку вгорі статті), а не як в нашому прикладі 150 гц, але суть від цього не змінилася - він так само знизив рівень КНІ в своїй системі, як це зробили ми.

Інтермодуляційне викривлення, фазові спотворення і частотний відгук

Що ж відбувається з уже згаданими інтермодуляційними спотвореннями при поділі відтворення НЧ і СЧ / ВЧ? З огляду на скорочені нелінійності системи по всьому частотному діапазону ми знижуємо і можливість виникнення істотних інтермодуляционних спотворень. Плюс при поділі трактів і применениии активних кросоверів замість пасивних ми також зменшуємо рівень інтермодуляционних спотворень. Ці питання добре описані Родом Елліоттом в [4] і [5], не будемо на них зупинятися.

Відносно фазових спотворень, розглянемо наступну ілюстрацію:

На ній показано ФЧХ напольниками Paradigm Studio 100, досить стандартна і навіть непогана для 3-х смугової акустичної системи з уже згаданого огляду. Нижче показана ФЧХ чотириполюсника, промоделювати по заданих точках в Adobe Audition 1.5, а праворуч показані вихідний сигнал і він же після проходження через систему з показаної ФЧХ. Як сигнал узятий спектральний пакет, що складається з фундаментальної частоти 50 Гц і чотирьох гармонік, відбувають в два рази за рівнем по відношенню до попередньої.

Як бачимо, підсумковий сигнал істотно спотворений за формою за рахунок ФЧХ колонок. На синусоїдальній сигналі такі спотворення не помітити, а на спектральному пакеті (в першому наближенні використовуваним як модель музичного сигналу, випромінюваного реальним музичним інструментом) їх видно. Питання чутності фазових спотворень описаний в [3], проте потрібно врахувати, що в нашому випадку через відчутної різниці (нижче рівень) чутливості слуху до лінійним спотворень в порівнянні з нелінійними [9], він значно менш важливий, ніж зниження КНІ майже в десять разів.

Той же самий сигнал був пропущений через модель електронного кросовера Лінквітца-Рилей 4-го порядку з частотою розділу 80 Гц, сигнали розділені фільтрами НЧ і ВЧ, а потім змішані, ілюстрація:

Електронний кросовер (в даному випадку DSP), на відміну від АС з пасивними фільтрами, практично не спотворив сигнал, його підсумкова форма і АЧХ (червона лінія як підсумкова АЧХ збігається з жовтої і зеленої) точно відповідає початковій. Таким чином, підсумкова ФЧХ системи буде залежати від ФЧХ самого сабвуфера (підсилювач і динамік) і ФЧХ ВЧ і СЧ частини акустики. Розглянемо наступну картинку зі сторінки How Stuff Works :

Як бачимо, на відміну від пасивного фільтра і жорсткої прив'язки по фазі НЧ динаміків напольниками до СЧ і ВЧ динаміків, в разі тріфоніка присутнє регулювання затримки по фазі між колонками і сабвуфером, що підібрати домогтися майже ідеального фазового зсуву для будь-якої відстані до слухача. При калібрування системи, (яку абсолютно необхідно виконати, в інструкції на PB10-ISD можна почитати, як і чому) узгоджується також і рівень між колонками і сабвуфером по звуковому тиску і частоті зрізу кросовера (див картинку в заголовку статті, обведені червоними овалами зони на нижній картинці). Таким чином, в тріфонікі можна домогтися більш оптимального узгодження НЧ і СЧ / ВЧ частини акустичної системи по відношенню до слухача, що особливо важливо для мультиканального джерел звуку, оскільки в них НЧ сигнал передається по окремому каналу (LFE) і просте змішання цих каналів для відтворення через стереосистему з напольниками без урахування впливу фазового зсуву може бути некоректним. Для стерео сигналів поділ каналів електронним кросовером з високою роздільною здатністю (32 біт DSP), як ми могли переконатися на моделі, не вносить спотворень, так що тріфонік відмінно впорається і з відтворенням записів на СD (у чому можна було переконатися на CES2005 при прослуховуванні високоякісних записів Стіва Хоффмана на тріфонікі Kharma).

Застосовуючи тріфонік, ми отримуємо не тільки істотне зниження нелінійних спотворень, зниження інтермодуляционних спотворень, краще узгодження і відчутне розширення частотного діапазону в область низьких частот, але і збільшення звукового тиску на цих найнижчих частотах.

Переваги тріфоніка особливо проявляються для цифрових джерел сигналів, коли всі регулювання можна зробити в цифровій формі до перетворення сигналу в аналогову, тим самим не втрачаючи якості. Тільки перед подачею на аналогові УМ (в разі цифрових необхідність такого перетворення взагалі зникає) можна такі сигнали перетворити в аналогову форму.

Такий процес і відбувається в сучасних AV процесорах і ресіверах при подачі сигналу по цифрі. Особливо гарні для цього цифрові інтерфейси i-link і D-link за цілою низкою причин. Іншим серйозним фактором для якості звуку є і стрімкий розвиток якісного рівня DSP, їх дозволу в обробці сигналів низьких частот і обчислювальної потужності, найчастіше з подвійною точністю (double precision mode), що було зроблено в першу чергу для BM, вже починаючи з CS43926 серії DSP процесорів.

Важливий плюс застосування тріфоніка полягає в серйозному зменшенні навантаження на блок живлення використовуваного ресивера. Дійсно, дуже багато бюджетні апарати мають недостатньо потужні блоки живлення, або вони розраховані на високоомних навантаження не менше 8 ом. У разі застосування напольниками з опором 4 Ом, і навіть з 8 ом, але істотним падінням повного опору нижче, ніж нормується 8 ом в робочому діапазоні частот, що в напольниками зустрічається дуже часто - навантаження на блок живлення ресивера перевищує допустиму і або спрацьовує захист від перевантаження, або чутні хрипи. Недостатньо відфільтровані пульсації харчування на піках сигналу потрапляють на колонки. Це відбувається також при застосуванні заради економії в блоках харчування таких ресиверів електролітичних конденсаторів відносно малій ємності, наприклад, у бюджетній лінійці x11-x12 Піонер.

У таких випадках використання сабвуфера для відтворення НЧ діапазону - оптимальне рішення. Зазвичай потужний блок живлення такого пристрою візьме на себе основне навантаження на низькому басі до частоти розділу кросовера, а ресивер зможе легко впоратися з відтворенням середнього баса і вище, по-перше тому, що рівень сигналу на таких частотах, як правило, відчутно нижче самих низькочастотних складових. По-друге тому, що користувач отримує більш високий рівень сумарного звукового тиску через наявність сабвуфера і, експлуатуючи систему на тому ж рівні гучності, насправді зменшує рівень регулятора гучності при тому ж SPL, знижуючи тим самим навантаження на УМ і блок живлення ресивера. Або - якщо хочете, система буде звучати голосніше і з меншим рівнем спотворень на максимальних для неї рівнях.

А як же імпульсна характеристика, як динамік сабвуферів реагує на швидке (імпульсна) зміна вхідного сигналу? У хороших музичних сабвуферів нічим не гірше, ніж у хороших напольниками, наприклад:

Акустична реакція приміщення

Нижче для прикладу наведена акустична реакція приміщення площею 18.5 м² (люб'язно надана «ламер зі стажем»):

Коли така або подібна АЧХ накладається на АЧХ навіть самого лінійного гучномовця або саба, вона приймає ось такий вигляд (блакитною лінією показана АЧХ сабвуфера):

І не важливо, слухаєте ви підлогові колонки або тріфонік, підсумок буде схожим, саме через реакцію приміщення. У темі даної статті не стоїть завдання розкрити питання стоячих хвиль , акустичної обробки приміщення або розміщення акустики . І все ж як у разі застосування наших систем боротися з паразитними резонансами кімнати, щоб отримати лінійну АЧХ? І тут система тріфонік (сабвуфер + сателіти) має незаперечну перевагу перед напольниками з наступних причин:

1. Для вирівнювання піків на 25 Гц і 100 Гц, а також провалів на 70 Гц і 180 Гц може бути застосований 5-смуговий параметричний еквалайзер , Наприклад Rane 17. Незважаючи на складність вирівнювання провалів АЧХ (це можна зробити тільки в деяких відносно невеликих межах) і простоту вирівнювання піків, подібний професійний еквалайзер дозволяє вирішити багато питань, пов'язаних з ЧИ. Застосування параметричного еквалайзера - недешеве рішення, однак практично оптимальне і рекомендовано багатьма виробниками сабвуферів. Подібний PEQ дозволить домогтися майже лінійності АЧХ для місця розташування слухача. Включити еквалайзер між низьковольтних входом сабвуфера і НЧ виходом ресивера або AV процесора не складе ніяких труднощів, при цьому його робота не буде впливати на сателіти і відтворений ними звуковий діапазон, відповідаючи тільки за паразитні резонансами кімнати і НЧ діапазон. З пасивними напольниками так не вийде - еквалайзер потрібно включати на вхід підсилювача, і він буде впливати на весь робочий діапазон частот гучномовця.

2. Для автоматизації EQ системи рекомендується застосування ресіверів або AV процесорів, що дозволяють зробити автоматичне калібрування в НЧ діапазоні, таких, як Харман Кардон 435, 635 або Денон 5805, 4806, а також AV процесорів, таких як Lexicon MC-12 (з модифікацією v4 ). Такі ресивери / процесори здатні оптимізувати реакцію кімнати в місці для прослуховування або навіть для всієї кімнати з використанням декількох мікрофонів. Вони також розраховані на застосування сабвуферів для EQ акустичної реакції.

3. Застосування сабвуферів з вбудованими PEQ (як, наприклад, SVS серія Ultra) або з вбудованими автоматичними системами калібрування (як Velodyne DD серія) дозволить також вирішити проблему. Наскільки відомо, такого роду напольниками з використанням пасивних кросоверів не існує.

4. Переміщати сабвуфер з метою пошуку оптимального місця в кімнаті для досягнення максимально лінійної АЧХ по відношенню до місця положення слухача з урахуванням резонансів приміщення значно зручніше, ніж повнодіапазонні підлогові колонки або полочнікі. Адже для останніх потрібно ще й зберегти правильну концепцію стерео по відношенню до слухача.

Таким чином, склалася тенденція переходу на системи з тріфонікі, наочно продемонстрована на CES2005, не випадкова і, з появою у продажу більшої кількості якісних музичних (з низьким рівнем спотворень) сабвуферів, буде посилюватися. У спеціалізованих пристроях, до яких відноситься сабвуфер, простіше і технічно і економічно реалізувати необхідні для якісного відтворення баса умови. Природно, хороший сабвуфер має і хороші параметри, так само як і хороші сателіти. А взагалі чи потрібні нам крім НЧ ще й інфра НЧ, відтворювані сабвуферамі? Наука відповідає - так! [10].

устаткування

Звуковий тракт:

Pioneer 49TXi модифікований (AX10i) (в якості процесора для вимірювань, як ресивер для прослуховування)
Pioneer 47Ai (757Ai) (універсальний DVD / SACD плеєр)
Колонки M & K S-150 (фронтальні), M & K MX-350 MkII сабвуфер, SVS PB10-ISD сабвуфер
Кабелі з комплекту Lynx L22, Monster Cable THX certified (міжблочні з'єднання), DynaMike 224S Pro (USA) - з'єднання мікрофона і UB802.

Вимірювальний тракт:

Behringer ECM 8000 - вимірювальний мікрофон, відкалібрований Kim Girardin
TrueRTA v3.3.1 - real-time спектральний аналізатор, про-версія Level 4
RMAA - post-process спектральний аналізатор (версія 5.4 alpha з підтримкою MLS)
Adobe Audition 1.5 - професійний звуковий редактор
Lynx L22 - вимірювальна звукова карта вищої категорії, сигнал / шум 122 дБ
Intel Pentium 4 2.2 GГц, 256 MB RDRAM
Загальна нерівномірність АЧХ тестової системи в діапазоні 20-200 Гц не перевищує в даному випадку 1 дБ.

література

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 CJMoore 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