Несколько лет назад в процессе работы над очень разными по качеству аудиозаписями я столкнулся с необходимостью иметь контрольный аудиотракт, на котором можно и нужно отслушивать итоговой результат. Т.е. такой «референсный» аудиотракт должен обладать довольно высокой точностью электроакустического преобразования, в измеримых цифрах требования примерно такие:
В качестве интегральной характеристики, на которую можно опираться для сравнительного анализа, использовал импульсный отклик системы – чем он ближе к условно «идеальному», тем система точнее. Готовые решение - мейн мониторы, но у них:
Почти все параметры звукового поля при настройке мониторов задаются и определяются программным способом, при наличии желания настройку можно повторить в студии или дома самостоятельно.
Поскольку нужен полный диапазон, остановился на трехполосной схеме, но с нестандартной реализацией:
НЧ: два сабвуфера SVS SB2000 Pro. 12”, закрытый ящик, рабочий диапазон 10-240 Гц.
СЧ/ВЧ: полочная акустика Monitor Audio Studio (2x4” СЧ, 1” излучатель Хейла). Рабочий диапазон 50-50000 Гц. Полочники использовал в качестве донора: оставил только корпуса и сами динамики, кроссоверы были демонтированы, динамики напрямую выведены на входные клеммы. Дополнительно заткнул щели фазоинвертора войлоком, превратив корпуса в закрытый ящик.
Можно использовать любые динамики/корпуса – заказные или донора, но конкретно эти модели можно было приобрести без чрезмерного напряга. Вместо сабвуферов можно использовать отдельные корпуса с динамиком + внешний усилитель.
Общая схема:
Чтобы настроить всю систему, требуется калиброванный измерительный микрофон. Сейчас я использую miniDSP UMIK-2. Измерительный софт – REW (бесплатный), софт для обрезки полос, выравнивания фазы, генерации файла импульса – rePhase (бесплатный). Для каждой из полос генерится свой файл импульса, они собираются в любом аудиоредакторе в 6 канальный файл импульса, который необходим для работы конволвера.
Итоговый результат после сведения всех полос:
Вверху АЧХ, внизу фаза, сглаживание 1/6. Отклонение от целевой кривой не более +-1dB, за исключением зон интерференции, где есть узкие неустранимые провалы. Сабвуферы спокойно выдают 10 Гц на громкости замера, и поначалу я так их и настраивал. Но столкнулся с тем, что если в записи есть необрезанный инфраниз, то ты его не слышишь, а уши очень быстро закладывает. Экспериментально подобрал обрезку инфрабаса, чтобы сохранить полноту, но без закладывания ушей: на 25 Гц Баттевортом 12 дБ/октаву.
Импульсный отклик системы:
Для акустической системы из 4 динамиков, один из который – тяжеленный 12” басовик, результат выдающийся. При сведении полос и выравнивании фазы использовался минимально-фазовый метод + небольшие линейно-фазовые коррекции. Это дает очень небольшой предзвон, на слух никак не воспринимается. Зато скорость, детальность, разборчивость, неокрашенность - все на очень высоком уровне, любые косяки в любом диапазоне слышно мгновенно. Позиционирование источников – отдельная тема: полная трехмерия в средне-дальнем поле (рабочая дистанции до мониторов 3,5 м.), локализация возможно в любом месте объема сцены (ширина, глубина, высота) + локализуются и басовые инструменты.
Поскольку используется FIR коррекция, есть существенный минус таких мониторов: из-за особенностей технологии возникают большие задержки. Это зависит от длины фильтра и частоты. Чем длиннее фильтр, тем выше точность коррекции и тем больше задержка. При длине фильтра 16384 taps задержка составит около 170 мс для частоты 44100 Гц. Можно уменьшить длину фильтра вдвое, соответственно вдвое упадет и задержка, но это ухудшит точность. Для сведения или контрольного отслушивания с такими задержками можно работать.
Если хочется получить высокую точность, то для настройки 3-полосных мониторов приходится делать много замеров для каждой из полос и итерационно уточнять АЧХ и ФЧХ. По той же самой технологии можно сводить и 2, и 4-полосные системы, как ближнее, так и дальнее поле.
Технологию настройки можно применить и для любых других промышленных мониторов (активных или пассивных), где последовательно выравнивается АЧХ и ФЧХ. Из любой акустики можно сделать линейно-фазовую с линейной АЧХ: стандартный функционал rePhase+REW позволяет «размотать» фазовую накрутку, учесть все нелинейности аудиотракта. Появляется небольшой предзвон и задержка, но плюсов гораздо больше. В следующем посте я распишу, как я делал чисто софтовыми настройками из своих рабочих мониторов Genelec G Three линейно-фазовые и что это дало по звуку.
- полный диапазон 20-20000 Гц;
- измеренная в среднем поле неравномерность АЧХ не более +-2dB;
- линейная фаза на всем диапазоне, неравномерность не более +-10 градусов;
- КНИ в диапазоне 100-20000 Гц не превышают 0,5%, <100 Гц не более 1-2%;
- средний RT60 не более 400 мс (больше к помещению относится);
- соблюдение корреляции между замерами с микрофона и тем, что слышно ушами.
В качестве интегральной характеристики, на которую можно опираться для сравнительного анализа, использовал импульсный отклик системы – чем он ближе к условно «идеальному», тем система точнее. Готовые решение - мейн мониторы, но у них:
- большие габариты;
- высокая цена и труднодоступность;
- редкая реализация полного диапазона, еще реже линейная фаза;
- непредсказуемое поведение (АЧХ, ФЧХ) в реальном помещении.
Почти все параметры звукового поля при настройке мониторов задаются и определяются программным способом, при наличии желания настройку можно повторить в студии или дома самостоятельно.
Поскольку нужен полный диапазон, остановился на трехполосной схеме, но с нестандартной реализацией:
НЧ: два сабвуфера SVS SB2000 Pro. 12”, закрытый ящик, рабочий диапазон 10-240 Гц.
СЧ/ВЧ: полочная акустика Monitor Audio Studio (2x4” СЧ, 1” излучатель Хейла). Рабочий диапазон 50-50000 Гц. Полочники использовал в качестве донора: оставил только корпуса и сами динамики, кроссоверы были демонтированы, динамики напрямую выведены на входные клеммы. Дополнительно заткнул щели фазоинвертора войлоком, превратив корпуса в закрытый ящик.
Можно использовать любые динамики/корпуса – заказные или донора, но конкретно эти модели можно было приобрести без чрезмерного напряга. Вместо сабвуферов можно использовать отдельные корпуса с динамиком + внешний усилитель.
Общая схема:
- Выходной стереосигнал с DAW и программного плеера идет сначала в матричный микшер на том же компьютере, где происходит копирование каналов (СЧ копируются в НЧ и ВЧ).
- 6 канальный аудиопоток проходит через конволвер на том же компьютере, для каждой полосы производится обрезка частотного диапазона, выравнивание АЧХ по целевой кривой, выравнивание фазы.
- Далее 6 канальный аудиопоток из PC попадает в 6 канальный ЦАП, который для каждой из полос превращает цифру в аналог с возможностью регулировать общую громкость всех каналов + вводятся задержки.
- На схеме обозначены 3 двухканальных усилителя, в конкретной реализации количество может быть другим. У меня два стереоусилителся + усилители, встроенные в каждый сабвуфер.
- Каждый из каналов усиления подключен напрямую к своему динамику (на СЧ у меня к 2 параллельным динамикам, это одна полоса). Схема, при которой усилитель нагружен напрямую на динамик, преследует сразу несколько целей:
- линейная фаза: нет аналогового кроссовера, который сильно накручивает фазу;
- простая нагрузка для усилителя, нет падения полного импенданса;
- отсутствие потерь сигнала на кроссовере – улучшение детализации;
- относительная легкость в сведении полос.
- простая нагрузка для усилителя, нет падения полного импенданса;
- отсутствие потерь сигнала на кроссовере – улучшение детализации;
- относительная легкость в сведении полос.
Чтобы настроить всю систему, требуется калиброванный измерительный микрофон. Сейчас я использую miniDSP UMIK-2. Измерительный софт – REW (бесплатный), софт для обрезки полос, выравнивания фазы, генерации файла импульса – rePhase (бесплатный). Для каждой из полос генерится свой файл импульса, они собираются в любом аудиоредакторе в 6 канальный файл импульса, который необходим для работы конволвера.
Итоговый результат после сведения всех полос:
Вверху АЧХ, внизу фаза, сглаживание 1/6. Отклонение от целевой кривой не более +-1dB, за исключением зон интерференции, где есть узкие неустранимые провалы. Сабвуферы спокойно выдают 10 Гц на громкости замера, и поначалу я так их и настраивал. Но столкнулся с тем, что если в записи есть необрезанный инфраниз, то ты его не слышишь, а уши очень быстро закладывает. Экспериментально подобрал обрезку инфрабаса, чтобы сохранить полноту, но без закладывания ушей: на 25 Гц Баттевортом 12 дБ/октаву.
Импульсный отклик системы:
Для акустической системы из 4 динамиков, один из который – тяжеленный 12” басовик, результат выдающийся. При сведении полос и выравнивании фазы использовался минимально-фазовый метод + небольшие линейно-фазовые коррекции. Это дает очень небольшой предзвон, на слух никак не воспринимается. Зато скорость, детальность, разборчивость, неокрашенность - все на очень высоком уровне, любые косяки в любом диапазоне слышно мгновенно. Позиционирование источников – отдельная тема: полная трехмерия в средне-дальнем поле (рабочая дистанции до мониторов 3,5 м.), локализация возможно в любом месте объема сцены (ширина, глубина, высота) + локализуются и басовые инструменты.
Поскольку используется FIR коррекция, есть существенный минус таких мониторов: из-за особенностей технологии возникают большие задержки. Это зависит от длины фильтра и частоты. Чем длиннее фильтр, тем выше точность коррекции и тем больше задержка. При длине фильтра 16384 taps задержка составит около 170 мс для частоты 44100 Гц. Можно уменьшить длину фильтра вдвое, соответственно вдвое упадет и задержка, но это ухудшит точность. Для сведения или контрольного отслушивания с такими задержками можно работать.
Если хочется получить высокую точность, то для настройки 3-полосных мониторов приходится делать много замеров для каждой из полос и итерационно уточнять АЧХ и ФЧХ. По той же самой технологии можно сводить и 2, и 4-полосные системы, как ближнее, так и дальнее поле.
Технологию настройки можно применить и для любых других промышленных мониторов (активных или пассивных), где последовательно выравнивается АЧХ и ФЧХ. Из любой акустики можно сделать линейно-фазовую с линейной АЧХ: стандартный функционал rePhase+REW позволяет «размотать» фазовую накрутку, учесть все нелинейности аудиотракта. Появляется небольшой предзвон и задержка, но плюсов гораздо больше. В следующем посте я распишу, как я делал чисто софтовыми настройками из своих рабочих мониторов Genelec G Three линейно-фазовые и что это дало по звуку.
