Який він насправді?

Музичний сигнал – їжа для аудіосистеми. Точніше – не так. Динаміки музику не слухають, її відновлює наш мозок, отримуючи складний сигнал, що містить безліч частотних складових. Завдання динаміків (не без допомоги, зрозуміло, все, що їм передує, – підсилювачів, джерел сигналу та іншого) – донести ці частотні складові до вух слухача у вигляді коливань повітря. Донести дбайливо, зберігши все, що було в записі, але без дурної самодіяльності, тобто – не привносячи в сигнал того, чого там не було. Здавалося б, чого простіше. Проте все, чим без утоми займаються тисячі людей в усьому світі вже сто років, спрямовано на вирішення цієї, такий простий на словах завдання. А адже перш ніж вимагати від аудіосистеми сумлінного засвоєння пропонованих музичних страв, не заважає розібратися, що входить до складу дієти.

Ті дані, які були нами зібрані (за досить довгий час) і, в міру можливості, узагальнені (теж не відразу), зобов'язані своєю появою на світ і концентрації в руках автора простому і щирому цікавості – самому потужному приводний механізм людських вчинків. Однак провокуючим фактором послужили питання «з публіки», які публіка задає з постійністю і зацікавленістю, гідними куди кращого застосування, чесне слово. Мова йде про потужності динаміків – характеристиці, що приводить публіку у велике і дуже часто недоречне хвилювання. «У мене на динаміках написано «100 Вт», а в тебе – тільки 80, слабак, однозначно ». А що ці вати означають, якщо лише відкинути випадок, коли вони не означають нічого (уклін на 45 градусів у бік висхідного сонця, що сходить не тільки над схилами Фудзіями, а й над берегами Янцзи).

То ось вам, панове, жахлива правда, для початку розмови. Визначення та умови вимірювання потужності динаміків, що приводиться в їх технічних описах, навіть самих докладних, ніколи не розшифровується. А розшифровка цієї характеристики наводиться тільки в сухих і нудних текстах промислових стандартів. Згідно з діючими нормами, максимальної допустимої потужністю динаміка вважається така потужність (у середньоквадратичне вимірі), яка, будучи подана на нього, після 100 годин роботи не викличе його виходу з ладу або незворотних змін параметрів більш допустимого. Наприклад, допустимим зміною резонансної частоти після такого випробування вважається її зниження на 40%. Нормально, да? Такий ось, наполовину размахренний динамік вважається минулим тест на максимальну потужність. Це – умова вимірювань номер один.

Умова номер два: який сигнал подають на динамік під час болісного випробування. Дивимося в текст стандарту: «при подачі сигналу з характеристикою рожевого шуму, що пройшов через фільтр з частотною характеристикою, відповідної стандартного розподілу потужності по спектру музичного сигналу ». Тобто – зрозуміло, не просто шумовий або, збережи господь, синусоїдальний сигнал, а деякий умовно усереднений, що зображає спектральний образ «музики всіх часів і народів» в одному посуді. Характеристики цього фільтра можна знайти в спеціальній літературі, аж ніяк не в тій, яку вкладають у коробку з динаміками типу «100 Вт, а хочете – так і 200!». У цієї АЧХ навіть є своя історія. До кінця 60-х рік стандартної вважалася крива, запропонована Міжнародної Електротехнічній Комісією (по-нашому – МЕК, по-їхньому – IEC). Музику «всіх часів і народів» міжнародна комісія усереднені в криву, зображену зеленим на графіку. Повинен бути поблизу, знайдіть.

Сама по собі крива – досить виразна. Міжнародні специ встановили, що в реальному музичному сигналі зміст нижніх частот менше за рівнем, ніж рівень середніх, децибел в середньому на 10, а верхніх – самі бачите наскільки.


Криві стандартної спектральної щільності: стара, «філармонійна» (зелена) і нова (фіолетова).

У пасторальних ранніх 60-х експерти дивилися в основному у філармонічних бік, і затверджена високими підписами і печатками стандартна крива спектру музичних записів по більшій частині грунтувалася на записах класичної музики. Наприкінці 60-х, коли «Бітлз» вже майже всі відіграли, а інші як раз розійшлися не на жарт, стало ясно, що музика змінилася. Тобто не вся, а та, що становила основне навантаження для звукозаписних компаній і основну дієту для динаміків. «Сучасна» (для тих часів) музика вимагала більшої терпимості, підвищений вміст верхніх частот, волохаті гітаристи, топтач фузи, і спітніле ударники з двадцятьма тарілками на душу населення ударного про це подбали. Нову, постреволюційної криву затвердила МЕК, а трохи пізніше взяла на озброєння свята інквізиція міжнародної стандартизації – германська контора промислових стандартів DIN. Що прийнято DIN, то прийнято усіма, це підтверджено неодноразово. Прогресивна крива стандартного спектру DIN, нині прийнята всіма, – на тому ж графіку, ліловим кольором.

Культурна революція в кінці 60-х змінила частотну характеристику.

Розуміння ось цих ось кривих, хоч минулого, класичної, хоч нової, хіповий, вже саме по собі проливає світло на обіцянки виробників щодо потужності. 100 Вт (або скільки там) максимальної потужності, зазначеної для динаміка, не означає, не означало і ніколи, до наступної культурної революції, не буде означати, що на нього можна подати сигнал будь-якої частоти в межах заявленої робочої смуги з потужністю, заявленої виробником, і чекати, що все буде в порядку. На якихось частотах, швидше за все, так і буде. А на інших – ні, але тепер ви знаєте, що вам цього і не обіцяли, в суді справа не пройде .

Верхи не можуть …

Тепер третя умова вимірювання, яке виявилося, на жаль, для багатьох надто досить дорогим. Це стосується ВЧ-випромінювачів. Пискавок, коротше. На третій сторінці (із семи) офіційного тексту стандарту МЕК міститься фраза: «для випромінювачів, призначених для роботи в межах частини звукового діапазону, вимірювання потужності здійснюється на вході фільтра, що виділяє необхідну смугу частот ». Нудно сказано, суперечки немає. Але суть-то ось в чому. Припустимо, що у вас є пискавка, для якої зазначено: робоча смуга частот 2 – 20 кГц. За стандартом (стандарт – святе, особливо якщо в результаті його застосування цифри стають красивіше) треба підключати пискавки через фільтр, що пропускає частоти вище 2 кГц, а амплітуду (і потужність, отже) міряти На вході фільтра. Тоді вийде: на вході – вся потужність, відповідна стандартної кривої розподілу по спектру, як на графіку. Тобто на середніх – багато, на нижніх – теж, а на верхні частоти спектру доводиться як кіт наплакав. Цей ніс і потрапляє на пискавки, і вона чудово себе почуває.

Найбільш компетентні (і, як наслідок, найбільш добросовісні) виробники наводять показники потужності і на вході, і на виході стандартного фільтру. І вказують (далі – Цитата з професійної техдокументації Philips): «Максимально допустима потужність (на вході / виході фільтра) – 20 / 4 Вт (фільтр 2000 Гц, 12 дБ / окт.) Або 50 / 6 Вт (фільтр 4000 Гц, 12 дБ / окт. ) ». Для фахівців-то ясно: у чисельнику – на вході фільтра, в знаменнику – на виході. Різницю відчули, чи як? У папірці, що прикладається до динаміка, вже будьте ласкаві, вам напишуть тільки чисельник. У чисельнику – люта потужність широкосмугового сигналу, що приходить на фільтр кросовера, що виділяє сигнал для пискавки. Фільтр з усього цього на вході вирізає (відповідно зі своїми характеристиками) малу частку верхнечастотних складових, призначених для відтворення ВЧ-голівкою. Вже завдяки стандартизованого спектру там не бозна-скільки залишається від загальної потужності. А після фільтра – Ну самі прикладіть лінійку до графіку і побачите, скільки. Динаміку належить перетравлювати і виносити якраз знаменник дробу, що приводиться чесним виробником. А от скільки було спалено пискавок в ході цієї вічної війни чисельника зі знаменником – сказати неможливо, а виплатити збиток – ще важче. Практичний висновок: за інших рівних життєстійкість пискавки безпосередньо пов'язана з характеристиками фільтра, через який вона підключена. Більшою мірою, ніж з характеристиками самої пискавки як зразка інженерної думки.

Скільки ж було спалено пискавок в ході вічної війни чисельника зі знаменником …

Ну, це – стандарт, еталон, принцип і усереднений орієнтир. А як по життю-то, в сенсі – «чисто-конкретно», на підставах живого музичного матеріалу. Давайте подивимося: ось крива спектрального розподілу амплітуди сигналу, усереднена по приблизно 20 компакт-дисків із записами музики класичного жанру: здебільшого – у виконанні повного складу симфонічного оркестру.


Усереднений спектр класичної музики «всіх часів і народів» у порівнянні з його стандартизованим поданням.

На графіку – усереднений спектр класичної музики (довго збирали і усереднювати) – це синя крива. Червона – спектральна характеристика рожевого шуму. Вона буде всюди бути присутнім на подальших графіках, щоб служити орієнтиром. Оскільки спектр рожевого шуму – зразок рівномірного розподілу енергії за октавними смугах. Спектр рожевого шуму в наших дослідах знімався з того ж CD-програвача, що і решта фонограми, так що є впевненість, що тракт пропускає всі частоти досліджуваного діапазону. (Запис рожевого шуму використовувалася з диска IASCA Competition. Якість сигналу не потребує коментарів – і так усе видно. Для відомості експериментаторів: ми пробували кілька записів на тестових дисках, позначених як рожевий шум, але по-справжньому рівномірна характеристика виявилася тільки на IASCA, Competition або Setup & Test, не важливо, запис однакова.)

Повертаючись до графіка. Подивіться: дійсно, розподіл потужності по спектру дуже схоже на те, що пропонувалося (до 1969 року) Міжнародній Електротехнічній на верхніх частотах, правда, сучасні записи дають більше амплітуди, ніж очікувалося, але цей фактор ми оцінимо пізніше, на особливому матеріалі. Тепер – до року, під натиском якого в 1969 році крива «Музики всіх часів» була відкоректована.

«Races» у виконанні Yello – еталон рівномірного розподілу енергії.


Середньостатистичний спектр рок-музики і стандартна спектральна крива DIN.

Усереднена, нашими зусиллями, спектральна характеристика рок-записів (від Dire Straits до AC / DC) – на графіку. Тут на верхніх частотах музика навіть не дотягує до «дисциплінуючий» кривий стандартного спектру. Зате на нижніх показує: потужність реального сигналу може бути помітно вище, ніж передбачається за стандартом.

Трохи, може бути, відволікаючись від загального плану оповіді, покажемо ще одну АЧХ, вже дуже характерною вона опинилася. Мало яка презентація, шоу або інший перформанс з іміджем і врученням призів проходить зараз без виконання твору групи Yello під назвою «Races». Дійсно – дуже емоційно і захоплююче. Ми при тестових прослуховуваннях апаратури завжди включаємо цю фонограму до репертуару, оскільки на ній багато чути. Однак, тільки знявши спектрограму, стало ясно, хоча б частково, звідки така наповненість. Подивіться, річ рідкісна.

Виявилося, що спектр «Races» у виконанні Yello практично без відхилень повторює спектр рожевого шуму – еталона рівномірного розподілу енергії. Так що цінність цього запису для тестування аудіоапаратури не просто підтвердилася, а отримала (майже випадково) природничо обгрунтування.

Такий інструмент буде в БУДЬ-ЯКІЙ аудіосистемі відтворюватися як мінімум двома динаміками в кожному каналі.

Проте в цілому наука недалеко віддалилася від реальності по частині спектру, і тому стандартні криві можуть бути покладені в основу такого найважливішого, за всіма статтями, фактору в проектуванні автомобільної аудіосистеми, як розподіл потужності по смугах частот. Це найбільш важливо саме для автомобільних систем, де Поканальний підсилення – річ далеко не екзотична. Праворуч від «Yello» – крива рекомендованого розподілу потужності з частотним каналах, заснована на «старою» і «нової» кривих стандартного музичного спектру.


«Races» Yello – зразок рівномірного спектра.


Розподіл потужності по смугах частот при ідеальної фільтрації.

Графік – цілком робочий та практичний. Користуватися ним просто: позначте значення частот розділу смуг НЧ, СЧ і ВЧ (у нашому прикладі – 300 Гц і 3 кГц). Ордината першої кордону розділу покаже відсоток потужності, що припадає на НЧ-канал, між частотами розділу НЧ / СЧ і СЧ / ВЧ – на середньочастотний, а решта – потужність ВЧ-каналу у відсотках від загальної. Для двосмугової системи процедура, зрозуміло, ще простіше.

Для порядку на графіку дані рекомендації і для діючого стандарту IEC / DIN (фіолетовим), і для відійшов в область переказів старого IEC (без DIN). За старим стандартом виходило, що при частоті розділу смуг 2 кГц і вище на частку ВЧ-каналу припадає відсотків 5 загальної потужності. За сучасною, «хіповий» кривої при такій же частоті розділу на ВЧ пропонується відвести 20 відсотків потужності, не менше. І те й інше, будьте уважні, справедливо за умови ідеального розділення смуг, тобто розділення з фільтрами нескінченно великою крутизни, так що в кожний канал потрапить тільки належить йому частину спектру. У реальних-то умовах це не так, і залежно від того, які фільтри застосовані, в канали потраплятиме більше або менше «чужих» частот. А вони підкоряються кривий спектрального розподілу, тому результат не так вже очевидний, як було б, якби замість музики ми слухали рожевий шум. Що вийде, ми проілюструємо, проїхавшись на працях наших іменитих і досвідчених колег.

Хтось Джеймс Бойко з Каліфорнійського технологічного інституту проводив дослідження на тему «Чи є життя вище 20 кГц?». Ну, по-перше, він з'ясував, що є, але це зараз нам як-то не в тему. Але паралельно він встановив на деяких, типових, за його висновком, фонограмах, яке розподіл по спектру потужностних вимог і обмежень, якщо вимірювати Середній та пікової потужності сигналу. Адже дійсно, піковий характер музичних записів найбільш яскраво виражається саме на верхніх, найбільш «швидкісних» частотах. Ось що у братика Джеймса вийшло. Він взяв три записи і два кросовера. Записи належать перу співачки на ім'я Diana Krall, групи Talking Heads і нашого співвітчизника Дмитра Шостаковича. А кросовери для досвіду були взяті трьохсмугові, з частотами розділу НЧ / СЧ 300 Гц, СЧ / ВЧ – 3000 Гц або першого порядку (з характеристикою Баттерворта, там інший і не виходить) або ж – четвертого, з характеристикою Лінквіца – Райлі. У всіх випадках потужність сигналу вимірювалася прямо і безпосередньо на затискачах відповідних смугових випромінювачів. Типу – що є, то і є.

Ось яке розподіл потужностей по смугах він отримав, коли мова йшла про середні (RMS) потужностях:


Любо-дорого, все по науці, просто радість аспіранта. Якщо застосовуються фільтри з великою крутизною, коли на динамік потрапляє тільки йому притаманна смуга частот, і нічого стороннього, виходить прямо за кривими на графіках, вже вам знайомих. Одиниці відсотків потужності. При фільтрах з малою крутістю, першого порядку, ясна річ – побільше, але теж не бозна скільки. На нижніх частотах знову все по науці. Симфоніст (третій стовпчик) перетрудиться басовим динамікам не дають, рокери-попсовики – підкидають робота. Зверніть увагу: сума відсотків потужності не завжди складається в 100 відсотків, оскільки таке властивість фільтрів з рівномірною АЧХ, там потужність розподіляється не порівну.

Подивимося тепер, що відбувається, якщо вимірювати пікові значення потужності.


Ось вам, і будьте ласкаві! Ні в чому протиправному не помічена, Дайана Кролл при вимірах за шкалою пікової показала, що на ВЧ-смугу (вище 3 кГц) часом доводиться більше 50% потужності. Так що прийнята і дуже комфортна для конструкторів аудіоапаратури школа малопотужних ВЧ-каналів при багатосмугове посилення сучасних записів з великою динамікою може дати збій і явно виграє від критичного погляду. Практична рекомендація: пікову потужність ВЧ-каналу багатосмуговій системи при достатньо низькій частоті розділу СЧ / ВЧ (типу 3 кГц, нижче у нас вже не буває) треба вибирати одного порядку з потужністю СЧ-каналу.

Комфортна школа малопотужних ВЧ-каналів мало пристосована до сучасних записів з великою динамікою.


Спектр удару в цимбали. Він – значно ширший, ніж можна було б припускати.

А наскільки далеко і наскільки енергійно проникають музичні інструменти в верхнечастотную область? Не вдаючись в ситуацію вище 20 кГц, куди вже там, обмежимося тим, що діється в звичному нам звуковому діапазоні. Ось, наприклад, академічні оркестрові цимбали. Хто останній раз в консерваторії був ніколи, пояснимо: цимбали – це тарілки, які музикант тримає в руках (за допомогою петель на тильній стороні тарілок) і по сигналу диригента шарашіт ними один про одного, надаючи драматизм виконання твори у відповідності до задуму автора. Звучать цимбали, з точки зору спектру частот – ось так, як на графіку.

Забавно, звичайно, що чимало енергії цих, здавалося б, дуже навіть високочастотних ударних інструментів, зосереджена на середніх частотах, аж до 200 Гц. Головний внесок трудяги-стукача до загального спектр – вище 2 кГц, при цьому навіть на верхній межі нашої зони уваги, на 20 кГц – амплітуди – будьте люб'язні. І все ж, такий інструмент буде в БУДЬ-ЯКІЙ аудіосистемі відтворюватися як мінімум двома динаміками в кожному каналі.

А чи є музичні інструменти, які відтворюються лише пискавки? Ми пошукали у себе по засіках і знайшли. Ось спектрограми звичайного, зовсім не академічного бубна.

Тут як раз на будь-якій системі все навантаження впаде на пискавки, адже нижче 5 кГц амплітуда сигналу падає просто стрімко. А фатальними для ВЧ-випромінювачів звичайно виявляються як разів більші рівні сигналу на відносно низьких (для пискавок) частотах, поблизу частоти їх резонансу. Експериментаторам на замітку: ударні ударним ворожнечу.

Такою є ситуація на верхах. А низи?

Низи не хочуть

Уважний читач (от ви, наприклад) помітив, як цікаво склалися стосунки у стандартної кривої спектрального складу імені німецького стандарту DIN. На нижніх частотах реальність відрізняється від стандарту, як життя від літератури. Тобто – жорсткіше. АЧХ реальної музичної діяльності гордо височіє над нудним німецьким стандартом. Але не весь час, а тільки до приблизно 40 – 50 Гц. А нижче амплітуди швидко тушуется, намагаючись сховатися нижче за позначку -20 дБ. Як же так, де бунтарський дух, де дикі, неможливі, солодкі супернізи, типу там 20 герц, або, ладно вже, 25? Та немає їх у НОРМАЛЬНІЙ музиці. Немає і все. І це ми зараз беремося довести.


Соло на контрабасі: бас, виявляється, не такий вже «контра» …

Перший доказ того, що в реальних музичних фонограмах немає серйозних за рівнем складових з частотами нижче 40 – 50 Гц – вже бачений вами усереднений графік. Але статистика, в сенсі усереднення – справа, споріднене біржовим спекуляціям, тому постараємося бути конкретніше. Якою вам показати басовий інструмент, записаний окремо від інших, щоб звучав прямо-таки на інфразвуку? Ну або хоча б на кордоні звукового діапазону, на 20 Гц? Адже правила змагань з автозвуку вимагають рівномірності АЧХ починаючи з 20 Гц. Крок вгору, крок вниз – спроба до поразки.

Ось візьмемо контрабас. Дивимося уважно на спектр частот, вироблених шляхом гри якогось талановитого музиканта чорношкірого на найбільшому басовому струнному. Дивимося і переконуємося: при всіх намаганнях чорношкірого таланту частот нижче 60 Гц – негусто. Максимум спектральної щільності припадає на 100 Гц, за нашою класифікацією – типовий діапазон мидбасом. Сабвуфер при виконанні цього соло майже що у відпустці.


Спектр удару в басовий барабан: максимум амплітуди припадає на 40 Гц.

Не переконує? Ну і правильно. Контрабас це що, є ще басовий барабан, по якому або спітніле і голий по пояс лабухів, або одягнений у фрачний пару оркестрант як хрястнут, і …

… і отримають максимум амплітуди спектру на 40 Гц. А нижче все падає, як і раніше стрімко, і до позначки 20 Гц, настільки священною для деяких, від звучання самого грізного басового інструменту залишаються ріжки та ніжки.

Ну що ще вам показати? Хочете – знамениті японські барабани Kodo, найбільший з яких важить чотири центнери? Ось спектр їх звучання, записаний, щоб на було розмов, самої що ні на є компетентною в таких справах компанією – Sheffield. Від нуля пишуть, як є.

Результат уважного і вдумливого (ну, ми ж вас знаємо не перший рік) вивчення спектрограми: максимум – на 60 Гц, кордон інформативного баса – 30 Гц. Все, що нижче – Дрібні друзки.


Навіть величезні японські барабани Kodo б'ють в основному в смузі 40 – 60 Гц.

Є ще китайці, куди ж без них. Вони теж, ще при Жовтому предки (тамтешньому Царя Гороха) придумали супербарабани. Потім ці супербарабани записала для своїх потреб суперкомпанії за супер-хай-енду Burmester. На графіку ліворуч – спектр всіх цих суперов.

Кулі здолали самураїв, істотна енергія спектру звучання їх громоподібним ударного інструменту простирається до 30 Гц. Але як би – не більше (вірніше, не менше) того.

Досить стукачів, вони надій не виправдовують. Є ще претенденти на басові лаври. Згадаймо вражаючі пасажі на клавішах кафедрального органу: кого вони залишають байдужим, тому, значить, в дитинстві щеплення від басів зробили …

Для інших, не щеплених, спектр класичного виконання токати ре-мінор Баха, твори загальновизнано культового як у музичному відношенні, так і в звуковому (що не одне і те ж, це зрозуміло).


Китайський варіант басових барабанів. Вже нижче, але ті так, як можна було подумати.


Токата ре-мінор Баха: зразок глибоко басової запису.

Культовість, як виявилося – цілком реальна і в сенсі спектрального складу. Те, що грають кафедральним органом ноти дійсно простягаються до кордонів чутності, хоча, треба визнати, там їх амплітуда – не карколомна. Ми не випадково доповнили цей графік кривої стандартного спектру за «старою» схемою МЕК. У межах відповідальності стандарту (до 50 Гц) дуже схоже, погодьтеся. Але нижче 50 Гц амплітуди зовсім не поспішають падати, залишаючись невеликими, але помітними до інфразвукових частот.

А ось в кінці тих же 60-х був такий ансамбль з Голландії під назвою Ekseption. (Це не помилка, пишеться саме так.) Вони першими, або майже першими, почали популяризувати класичні музичні твори, поєднуючи філармонійні інструменти з сучасними для 60-х. Токката ре-мінор (автор – І. С. Бах, аранжування Р. Ван ден Лінден) завжди була візитною карткою Ekseption. Спектр їх візитної картки – ліворуч.

Забавно, що на характері спектрограми більшою мірою позначилися сліди прогресу в справі звукозапису за останні 30 років, ніж популяризація виконання. Спектр на нижніх частотах – більш «дохідливий», ніж при класичному виконанні, неважко для прочитання простий апаратурою мидбасом повно, а серйозних низьких – зовсім навіть не дуже. А от на верхніх частотах, незважаючи на те, що до бахівською партитурі щедрою рукою гера Ван ден Ліндена були додані ударні, енергія істотно скромніше того, що зараз записується. А вже як ми свого часу совелі від лінденовскіх тарілочок, здавалося – вже ширше смуги записи не буває. А вона, як з'ясувалося, ось яка, вище 10 кГц – сльози, та й годі. Ніщо так не старить, як роки …

Однак повернемося до басів, це голландці і ностальгія відвернули, спільними зусиллями. Отже, перший висновок, який ми маємо право зробити: реальний музичний сигнал істотних складових нижче 30 – 40 Гц майже ніколи не містить. А раз так, то й характеристики сабвуфера треба оптимізувати під реальний сигнал, а не під математичну абстракцію.

У зв'язку з цим у декілька новому світлі постає настільки поширене пристрій для підйому басів у підсилювачах – bass boost, який практично завжди налаштований на частоти між 40 і 45 Гц. На перший погляд пристрій – не царської крові, типу – для довбання, на шкоду музикальності. А тепер давайте подивимося неупереджено: підйом частот на 40 Гц означає їх (відносне) ослаблення на частотах нижче 40, 30 і так далі. Значить, якщо організувати АЧХ сабвуфера з розумним спадом до 40 Гц, а потім підвести АЧХ на цій позначці, то є шанс отримати частотну характеристику, оптимізовану по відношенню до спектру реального музичного сигналу.

У світлі реального музичного спектру поширене пристрій bass boost починає виглядати по-іншому …

Чим погана АЧХ сабвуфера з надмірно широкою смугою пропускання? Так ось чим: дуже часто (в тому числі у нас в тестах) ви можете бачити частотні характеристики сабвуферів, тягнуться до самих нижніх, глибоко інфразвукових частот не просто без спаду амплітуди, а ще і з піднесенням. Таке нерідко буває, наприклад, при установці в режимі free air. Як наслідок, такий сабвуфер буде грати не бог зна як на реально басових частотах (вище 35 Гц). Зате почне недоречно намагатися на частотах нижче 30 Гц, де музики вже немає, а можливість бовтатися з великою амплітудою, породжуючи спотворення – є.

А як же тоді з самим поняттям «сабвуфер»? Адже, як випливає з назви, «сабвуфер» – ланка акустичної системи, призначене для відтворення не просто низьких, а наднизьких (суббасових) частот. А чи є вони взагалі в цьому світі? Давайте пошукаємо.

Таке спортивне життя

На змаганнях з автозвуку можливості аудіосистеми за частиною суббасових частот оцінюються за однією і тією ж стандартної фонограмі з суддівського диска IASCA Competition. Це – запис твору під назвою «The Vikings», виконана в музичному центрі імені Мортона Майерсон в Далласі, штат, самі розумієте, Техас. Жахливого розміру (як повідомляється в супровідній брошурі) орган, який грає в дуже великому приміщенні, виробляє величні звуки. Спектр, що відображає це велич, – внизу сторінки.

Безперечно, тут суббасовие частоти – удосталь. Амплітуда сигналу навіть на 10 Гц більш ніж істотна. Система, здатна не напружуючись відіграти те, що записано на цією доріжкою суддівського диска, дійсно заслуговує призів і нагород. Але подивимося на все це практичним поглядом. Тим більше що укладачі диска нам у цьому самі допомогли. На настроювальних диску Setup & Test, записаному в лабораторії Sheffield також на замовлення IASCA, є ще два варіанти «Вікінгів». На одному з них вихідна запис піддалася процедурі «обрізання» нижніх частот фільтром шостого порядку з частотою зрізу 50 Гц. Результат – на доріжці 27 диска IASCA Setup & Test. Наступного доріжці записано те, що вилучено з початкової фонограми в результаті небезболезненной процедури.


«The Vikings»: еталонна запис для оцінки суббасов на змаганнях у всьому світі.


Запис «Вікінгів», спеціально оброблена для диска Setup & Test.

Слухачеві пропонується оцінити, наскільки змінилося звучання його системи при відтворенні незайманою фонограми, яка містить весь спектр частот, і «обрізаним». Як правило, різниця чутно. У великому числі випадків (не у всіх, але у великому числі) відфільтрована запис звучить краще. Але перемагають ті, у кого краще звучить неотфільтрованная, адже тільки вона міститься на суддівському диск.

Багато чудово звучать аудіосистеми НЕ відтворять того, що записано на суддівському диску IASCA. Правда, це не записано більше ніде. Або майже ніде …

Але тепер погляньте: відфільтрована фонограма за своїм спектральним складом напрочуд близька до спектру «нормальною» (типовою, очікуваної, назвіть як завгодно) запису. Виходить, що вимоги до «спортивної» установки й до звичайної, м'яко кажучи, не зовсім збігаються. З одного боку, це виправдано: суддівська запис висуває підвищені вимоги до системи, як покладається на змаганнях. А з іншого боку, багато чудово звучать аудіосистеми в такому змаганні програють, бо не відтворять того, що записано на суддівському диску і не записано більше ніде. Або майже ніде. Ось тепер про це «майже».

Так що ж, не буває в звукозапису частот, гідних назви суббасових? Та ні ж, буває. Тільки не зовсім там, де ми шукали. Перш за все, пропоную вам погодитися з тим, що, з урахуванням звукових реалій, сабвуфер в машині, строго кажучи, є не L саб-¦, а просто L вуфером ¦, тобто низькочастотним динаміком, покликаним доповнювати в області низьких частот малогабаритну фронтальну акустику. А сабвуфер в істинному сенсі слова v атрибут домашнього театру, де на нього покладаються завдання відтворення звуків не музичного, а природно-техногенного походження. Ось вам приклад. L Нормальний літній дощ ¦, вірніше v нормальна річна гроза, акуратно записана Аланом Парсонсом для студії Telarc. Її спектр v нижче.


Звичайний грім містить суббасових частот більше, ніж будь-яка музична фонограма.


Звук реактивного винищувача, що пролітає над головою і що минає L у бік моря ¦. Добре, що це не бомбардувальник, а то крива була б тільки одна

У порівнянні зі спектром звуку цього нехитрого природного явища можливості музичного центру в Далласі представляються межею делікатності.

Природно, що коли в рамках шедевра кіномистецтва треба показати удар грому, та так, щоб глядача пройняло (якщо творці шедевра не знайшли іншого шляху до душі глядача), то вже тут доведеться зіграти і 20 Гц, і 10, і скільки скажуть. У природному звуці це є, решта v справа техніки. До речі, про техніку. Ось летить, приміром, за задумом режисера, військовий аероплан. Реактивний. Який звук він виробляє?

Подивіться: поки літак над головою, в його шумі переважає високочастотний свист. А коли небезпека минула і ви дивитеся дорогому винищувачу в критичний перетин вихлопного сопла, з'являються неабиякі інфранізкочастотние складові.

На тлі нехитрого природного явища можливості музичного центру в Далласі представляються межею делікатності.


Увертюра 1812 з гарматами і без. Партія артилерії робить цей запис унікальною за змістом інфразвуку.

Звуки з такими характеристиками v приналежність природи і техніки. Стало бути, з'являються вони, як правило, в контексті відеоряду, тобто v поза типовою автомобільної аудіосистеми. Є, однак, лічені, але дуже ефектні виключення. Петро Ілліч Чайковський у пориві натхнення і патріотизму вписав у партитуру L увертюри 1812 ¦ партію для артилерії. Тим-то цей твір повною оркестровці виповнюється нечасто, боєприпаси в кошторисі витрат більшості симфонічних оркестрів не передбачені. Але вже коли L Увертюра ¦ виповнюється, частоти з'являються знатні. Ось спектр однією з кращих існуючих записів цього твору. Половина лаврів по праву v Петра Ілліча, а половина v студії Telarc.

До одинадцятої хвилини спектр інструментів великого, енергійно грає, але все-таки звичайного симфонічного оркестру, теж звичайний. А коли на 11-ій хвилині шурхіт гармати на димному поросі (згідно партитурі, при П.І. бездимного ще не було), з'являється має трохи рівних по амплітуді добавка до спектру інфранизьких частот.

Це твір повною оркестровці виповнюється нечасто, боєприпаси в кошторисі витрат не передбачені.

Не випадково гарні записи L увертюри 1812 ¦ знаходяться на самому верху списку самих басових компакт-дисків, складеного в свій час в акустичній лабораторії Оклендського університету. У таблиці на звороті v перші 10 позицій цього списку.

Зверніть увагу: спеціалізованих L басових ¦ дисків в таблиці мало, і вони далеко не очолюють список, упорядкований за зростанням найнижчими частоти, присутньої в записі. Перший басовий диск v на четвертому місці в таблиці, а той, що склав матеріал для SPL-фонограм суддівського диска IASCA v тільки на 10-му. Справа в тому, що L еспіельние ¦ диски v це, як правило, не про суббас, це про інше.


Там же є спектрограми однією з еспіельних доріжок (другий за рахунком) з диска IASCA Competition.

Протягом перших 20 секунд левова частка енергії зосереджена в смузі 40 v 80 Гц. І тільки протягом наступних 20 з додаються інфранізкочастотние складові, на випадок, якщо так налаштована басова акустика. На інших трьох SPL-доріжках (першої, третьої та четвертої) таких низьких частот взагалі немає, краще не шукайте, а повірте на слово.

Замість висновку


Спеціальна запис для змагань по SPL. На яких частотах в основному змагаються v видно неозброєним оком.

У комара довгий ніс, щоб смоктати кров, у кита v вуса, щоб фільтрувати планктон, в акули v 12 рядів зубів, щоб жерти рибу. Еволюція пристосувала біологічні види до покладеної їм дієті. Аудіосистеми не породження природи або Творця, про них доведеться подбати нам з вами. Завдання почесна, що ставить конструктора на один щабель з природою або Творцем. Ми в цій публікації ставили завдання забезпечити читача (якщо він у якійсь мірі конструктор аудіосистеми) фактами, а не конкретними рецептами, припускаючи, що це вже він нам не довірить. Однак важко утриматися від того, що йде прямо в руки. Ось подивіться: спроектувавши сабвуфер так, щоб він ефективно відтворював частоти вище 30 Гц, а нижче не відтворював нічого, ви позбавите себе можливості оцінити всю повноту звучання приблизно трьох музичних творів із сотень тисяч існуючих в записі. А життя і собі, і сабвуфера полегшите істотно.

Або інший орієнтир. Якщо врахувати реальний спектр музичного сигналу, то виявиться, що в багатосмуговій системі рівень сигналу, підведеного до пискавка v самому вразливого ланці акустики, від порядку розділових фільтрів залежить сильніше, ніж від чого б то не було ще. Це v реальний резерв, якщо правильно скористатися. Втім, останнє виводить нас на розмову про кросовери і про те, що від них залежить, а це розмова окрема і непростий. Іншим разом …