создам небольшую интригу и кое что расскажу о применяемых технологиях.
для начала - немного теории. не секрет, что динамик - очень "кривой" девайс. кривизна эта в основном обусловлена инерцией. дело в том, что подвижная система любого динамика имеет какой то вес, а значит будет обладать инерцией, что прекрасно видно на импульсной характеристике.
тем кто знал но забыл напомню, что импульсная характеристика - это отклик системы на дельта функцию. дельта функция в цифровом сигнале - тишина + отдельностоящий "пик" с максимальной амплитудой. как на картинке снизу.
дельта функция обладает уникальным свойством - только она имеет идеально ровное АЧХ и ФЧХ. и все DSP базируется на постулате, что любой цифровой сигнал - есть набор дельтафункций с разной амплитудой. соответственно если мы подаем дельта функцию на вход "черного ящика" и на выходе имеем такую же дельта функцию, то "черный ящик" передает сигнал без искажений АЧХ/ФЧХ. если на выходе получается что то отличное от дельтафункции. то значит в "черном ящике" есть какие то "реактивные компоненты", которые задерживают сигнал по времени. как результат - получается фильтр и АЧХ/ФЧХ будет нелинейной. такими "реактивными компонентами" являются емкости и индуктивности. НО и динамик за счет инерции делает все тоже самое что и конденсатор с катушкой!
давайте посмотрим на типичные импульсные характеристики динамиков.
вот импульсная ха-ка 1" купольной пищалки.
первае два семпла - практически дельтафункция. это очень хорошо. это означает, что диафрагма достаточно легкая чтобы отработать 22kHz. Но после того как сигнал заканчивается диафрагма за счет инерции не может остановиться мгновенно и "пролетает" через 0. в течение следующих пятидесяти семплов она совершает несколько колебательных движений и успокаивается. эти "колебательные движения" не что иное как оберзной НЧ фильтр второго порядка + общее перекашивание АЧХ. если мы эту импульсную ха-ку добьем нулями до нужной длины FFT фрейма и засунем в спектралаб или любой другой спектранализатор, то получим самый точный спектр динамика.
вот спектр этой пищалки:
видим то о чем говорили раньше. сраз НЧ на 1,5kHz и кривизна АЧХ до 6db в пиках. ФЧХ тоже будет "перекручена". не сказать чтобы очень "прямой динамик".
давайте посмотрим импульсную ха-ку 8" вуфера.
тут все хуже. большая масса диффузора не дает ему делать "резких колебаний". поэтому она за 5 семплов идет вверх и за столько же падает вниз. дальше идут уже известные нам затухающие колебательные процессы. что мы можем сказать по этой характеристике? первый положительный "полупириод" - не что иное как практически линейнофазный ВЧ обрезной фильтр. следующие колебания - НЧ обрезной фильтр.
вот АЧХ этого динамика:
здесь мы видим обрез НЧ после 200Hz и ВЧ после 5kHz + неравномерность АЧХ до 6db в пиках.
из этих двух динамиков можно попробовать сделать колонку с частотой раздела в диапазоне 2-5kHz. мы получим верх до 20kHz, НО общая нелинейность АЧХ никуда не денется. более того, она еще как нибудь криво сложится и суммарная АЧХ будет иметь нелинейность в пиках до 8-10db.
ЙО! вдумайтесь в это достаточно маленькая колоночка имеет неравномерность АЧХ до 10db - то до 4 раз по громкости. это не просто криво, это МЕГАКРИВО! спасает нас только то что наше ухо очень адаптивно. и за весьма короткое время мы привыкаем к любому "кривому" звучанию. при этом в прямом А/Б сравнении с "прямым" звучанием мы тут же услышим, что "кривое" звучание - кривое. другое дело, что где взять "референс".
если вы думаете, что я привел АЧХ каких то левых динамиков и в ваших мониторах все намного лучше и линейнее, то поверьте - это не так. 10db нелинейность - это весьма неплохой показатель для колонки. на больших системах перепад может составлять и 16db и более. то есть колонка - ЭТО САМОЕ КРИВОЕ МЕСТО в звукозаписывающем тракте.
производители колонок этот факт особо не афишируют и или дают АЧХ в масштабе 10db на полсантиметра, где все будет ровно и хорошо или пользуются всяческими усреднялками, пока АЧХ тоже не примет "потребный вид".
такая кривизна приводит к тому, что на разных колонках одна и та же запись слушается совершенно по разному. и даже был введен термин "переносимость", которые как раз и отвечал за то, чтобы фонограмма везде звучала "примерно одинаково". кривизна мониторов черевата тем, что ты не сводишь, а пытаешься бороться с этой самой кривизной. как результат - на ваших колонках звучит "вроде ничего", на других - плохо, так как кривизна там другая. в идеале чем меньше кривизна АЧХ и ФЧХ мониторов, тем меньше ты будешь крутить EQ и переносимость миксов будет на порядок лучше. но как же добиться такой линейности? самый "правильный" способ - делать "правильные динамики". очень хорошо сбалансированные, c минимальным "бряком" в импульсной ха-ке и правильной ее формой, чтобы получить хорошую монотонность АЧХ. конечно же такие динамики разрабатывались и выпускались, НО это были злостные нанотехнологии в перемешку с редкоземом. стоили они тысячи долларов. колонки на их базе - десятки тысяч долларов. продавалось это не очень хорошо и в конце концов почти все было снято в производства, как не приносящее прибыли. к сожалению
.
другой, менее правильный, но более простой путь - фильтрация сигнала перед динамиком с целью линеаризовать АЧХ. а почему нет? если не хватает НЧ, то просто добавить его на EQ! пробовали все и ни у кого ничего путнего не получилось
. а все потому, что "поднять НЧ" можно миллионом разных способов и все буду звучать по разному и только несколько из них будут звучать "правильно". метод этот долго эволюционировал пока народ понял что к чему и отказался от эквалайзеров с IIR фильтрами в пользу FIR фильтрации. сейчас FIR фильтрацию перед динамиком используют примерно 20 контор (то что я накопал в и-нете). начиная с APL и заканчивая Fostex-ом. к сожалению почти все только линеаризируют АЧХ, что я считаю в корне неправильно. я стараюсь линеаризировать и АЧХ и ФЧХ. вот здесь вы скажете мне - это не возможно! нельзя отфильтрованный сигнал вернуть к исходному еще одним фильтром. и я соглашусь с этим на 200%. НО возможно рассчитать фильтр который будет делать "деэквализацию" с какой то незначительной ошибкой. на небольших динамиках эта ошибка может быть в пределах -40/-45db (!). то есть мы в воздухе получим волну которая почти совпадает с формой волны которую мы видим в звуковом редакторе!!!
очень грубо это делается так: берем фонограмму, берем сверточный ревер, подсовываем ему импульс фильтра, обрабатываем, после этого подаем на динамик. и динамик начинает звучать очень и очень правильно! фигня какая то!
это первое что я подумал. пока не попробовал. НО самое смешное, что это реально работает!
для примера возьмем "трамвайный" double cone 6.5" широкополосник Visaton BG17
http://www.visaton.de/en/chassis_zubehoer/breitband/bg17_8.html
который в свободном поле имеет вот такую импульсную ха-ку.
и вот такое "красивое" АЧХ.
но, если звук перед динамиком обработать фильтром вот с такой импульсной ха-кой:
то АЧХ динамика станет вот таким (красный - онигинальное АЧХ, желтый - исправленное). и с ФЧХ тоже все будет очень хорошо.
как видим - это уже намного лучше!
[DOUBLEPOST=1467707027][/DOUBLEPOST]все это хорошо и красиво, но это всего лишь слова + в фотошопе можно нарисовать любую нужную картинку!
НО есть очень простой и эффективный способ оценить на слух "кривизну" звучания динамиков/колонок. перепишите через них звук и послушайте то что получилось в наушниках.
так и сделаем.
чтобы минимизировать реверберацию комнаты, лучше разместить динамик как можно дальше от отражающих поверхностей, а микрофон максимально близко. микрофон лучше взять конденсаторный мелкомембранник. или подойдет любой измерительный.
я взял original.mp3 и переписал по отдельности левый и правй канал. потом засинхрил и собрал стереофайл. то что получилось можно послушать здесь.
original.mp3 - оригинал
loudspeaker.mp3 - девственно чистый динамик.
fir+loudspeaker.mp3 - обработанный фильтром сигнал + динамик.
для удобства сравнения я сделал все три файла одинаковой громкостью.
[AUDIO][/AUDIO]
[DOUBLEPOST=1467707096][/DOUBLEPOST]еще хочу обратить внимание, что ТАК звучит просто "динамик в воздухе" вообще без акустического оформления!
особо пытливые умы могут попробовать повторить этот эксперимент у себя на студии. берем один монитор, ставим на подставку посередь тонателье, берем КМ84 или что нибудь подобное и переписываем поканально master.mp3. для удобство синхронизации в самом начале файла сделайте дельтафункцию в каждом канале. потом засинхрите и соберете стереофайл. это для наглядности и чтобы все встало на свои места. результаты можете отписать здесь
