Мониторинг. Урок 12 (начало)

Правда ли, что все среднечастотные рупорные громкоговорители имеют характерный узнаваемый звук?

Филип Ньюэлл
Перевод Олега Науменко
Техническое редактирование
Александра Кравченко,
vita46@yandex.ru

1. Введение

Ниже приводится описание результатов ряда тестовых прослушиваний, которые первоначально были задуманы как способ выяснить, действительно ли имеет место явное и систематически слышимое отличие рупорных среднечастотных систем от других типов среднечастотных излучателей. В общем, использованную в них технологию можно было бы применить и к другим типам громкоговорителей или акустических систем, и противоречивость полученных результатов, несомненно, показывает одинаковую степень общего несходства воспринимаемого звучания от столь различных устройств.
Акустические системы с использованием комбинации громкоговоритель/рупор в среднечастотном и высокочастотном диапазонах много лет являлись причиной множества споров о качестве звучания в сравнении с системами прямого излучения. Складывается такое впечатление, что обе концепции имеют своих горячих сторонников и громогласных критиков, поэтому для получения более определенного понимания как измеримых, так и воспринимаемых характеристик Кейт Холланд провел испытания, посвященные параметрам рупоров и их взаимосвязи с воспринимаемым звучанием.
Спустя более четырех лет после начала этой работы в результате анализа взаимозависимостей среди более семи тысяч (7000!) сравнений по измерениям и прослушиваниям были получены результаты, которые дали объяснение не только причинам характерных различий в звучании между рупорами «среднего уровня» и системами прямого излучения «среднего уровня», но также в сравнении и с другими типами излучателей: например, электростатическими. Более того, они позволили объяснить, как и почему определенные похожие или непохожие друг на друга по «жанру» излучатели могут быть сходны или различны по звучанию, и раскрывают в перспективе те взаимные роли, которые играют такие параметры, как амплитуда и фаза давления, а также нелинейные свойства излучателей.
Действительно ли все рупоры имеют узнаваемый характерный звук? Всегда ли они неизбежно отличаются от других типов излучателей? Что можно сказать об электростатических излучателях, пленяющих сердца такого большого количества людей столь долгое время, и могут ли другие системы – даже рупоры – наследовать их свойства?
Было очевидно, что самый жизнеспособный путь исследования полного потенциала рупоров в студийной практике – это начать с основополагающих физических принципов. Интенсивные исследования Кейта Холланда начались поздним летом 1987 года с библиотечного поиска: нужно было собрать как можно больше старых изданий о звуковых аспектах рупорной геометрии или технологии конструирования рупоров. Следующим этапом стало моделирование по методу конечных элементов (МКЭ, FEM), когда математические «параметрические модели» сравнивались с измерениями существующих рупоров, многие из которых сравнительно широко распространены в студийной практике¹. Прежде чем предпринять первые попытки по сопоставлению результатов субъективных и объективных испытаний, были измерены и проанализированы как линейные, так и нелинейные параметры излучателей.
В процессе поисков была разработана система для быстрого и точного измерения импеданса горла рупоров, а соответствующий документ был представлен на конференции Reproduced Sound 5 Института Акустики (IOA) в ноябре 1989 года². Эта система на протяжении всей работы давала достойные данные касательно всех аспектов манипуляции геометрией рупоров. Эти данные, в свою очередь, можно было просто и быстро оценить на взаимосвязь (корреляцию) с влиянием, оказываемым на импеданс горла рупора и, как результат, на частотную характеристику амплитуды давления при подсоединении к реальным драйверам. Ниже следует описание общих соображений и процедур, согласно которым проводились слуховые тесты. Затем поговорим о результатах и их последствиях в отношении похожести/непохожести мониторных систем, а также о том, что можно сделать, чтобы внедрить в мониторные системы будущего желаемые качества и устранить все паразитные свойства. По мере выполнения данных тестов их результаты публиковались в журнале Studio Sound^3,4,5.

¹ K. R. Holland, PhD Thesis, Institute of Sound and Vibration Research, Southampton University, UK (1992)
² K. R. Holland, F. J. Fahy, C. L. Morfey and P. R. Newell, The Prediction and Measurement of Throat Impedance of Horns`.
Proceedings of the Institute of Acoustics, Vol 11, part 7, 247-254(1989)
<sup>3</sup> P. R. Newell, `Mid-Range Horns`, Studio Sound, Vol 31, No 9, 62-72 (Sept 1989)
<sup>4</sup> P. R. Newell, `A Background to the Search for a High Definition Mid-Range Horn`, Part 1, Studio Sound, Vol 31,
No 10, 104-109 (Oct 1989)
<sup>5</sup> P. R. Newell, `A Background to the Search for a High Definition Mid-Range Horn`, Part 2, Studio Sound, Vol 31,
No 11, 68-72 (Nov 1989)

2. Научный подход

В течение второй половины 1989 года мы организовали определенное количество слуховых тестов в большой безэховой камере в Институте исследований звука и вибрации (ISVR) в Саутгемптонском университете. Камера была оборудована поролоновыми пуансонами (клинами) длиной в один метр и имела размеры примерно 11х11м с 9-метровой высотой потолка. Использовав сетки полового настила в форме подиумов, мы получили возможность устроить дугу из пяти равноудаленных от слушателя громкоговорителей с расположенным справа пультом управления. При этом между громкоговорителями и слушателем никаких настилов не было. Четыре из этих пяти громкоговорителей в дуге слева направо от слушателя были обозначены как опорные прототипы и маркированы A, В, С и D. В центре дуги между громкоговорителями В и С было отведено место для установки одного из испытуемых образцов. Всего использовались шестнадцать «подставных» образцов, в то время как место прототипов занимали слева направо: A – Quad Elec-trostatic; B – Son Audax 61/2", среднечастотный драйвер 17 HR100 1AK7; С – хорошо выполненная и типичная в своем классе комбинация компрессионного драйвера Emilar EK175 и рупора Fostex; D – осесимметричный рупор Tannoy (15-дюймовая коаксиальная акустическая система, включен только верхнечастотный драйвер).
Потребовалось уделить немало внимания выбору прототипов, ведь если выбрать модель, относящуюся к крайности «своего жанра», она не будет достаточно точным представителем своего семейства. Quad Electrostatic был выбран как общий эталон, поскольку его общепринятая нейтральность высоко ценится на протяжении многих десятилетий. В своем типе он также не является ни самым дорогим, ни самым «продвинутым» и способен проявлять хорошие звуковые свойства в сравнении со многими другими электростатическими устройствами. Выбранная в качестве громкоговорителя система прямого излучения «В» – это широко используемая в качестве мониторов модель, которая, не претендуя на звуковое совершенство, тем не менее была признана типичным представителем по эксплуатационным показателям среди широкого диапазона других мониторов. А это одно из самых первых соображений для многих людей при выборе систем мониторинга, на которых они собираются «микшировать для музыкального рынка».
Выбор рупорного представителя был непростой задачей. Ведь если выбрать один из наиболее нейтрально звучащих рупоров, тогда весьма вероятно, что большинство тестируемых рупорных систем будут очень упорно группироваться в отзывах «особняком», а если выбрать «слишком рупорную» модель, то более качественные рупоры могут смешаться с другими не-рупорными системами до такой степени, что какие-либо однозначные выводы станут невозможны. И действительно, акустическая система Tannoy – «D» – самостоятельный представитель среди рупоров, который из-за своих акустических особенностей редко опознавали как рупор. Окончательным выбором для прототипа громкоговорителя «С» стал хорошо построенный рупор более длинного типа, который не так легко распознаваем инженерами студий и все же корректно представляет эксплуатационные показатели многих мониторных систем с увеличенным рупором, главным образом американского происхождения.
Мониторы переключались через компаратор, который не только менял один за другим громкоговорители, но также переключал делители во входной схеме усилителей мощности Crown DC 300, чтобы обеспечить компенсацию различия чувствительности мониторов. Уровни были настроены на розовом шуме с достижением близкой корреляции измеренных и слуховых оценок. Схема показана на рис.1(а).

Рис.1(a). Схема испытательного стенда в безэховой камере

На цифровом магнитофоне была записана и включена на повторное воспроизведение серия сигналов, состоящая из девяти источников звука, в том числе небольшое количество естественных звукозаписей, а также записи, которые были синтезированы на компьютере. В процессе тестирования каждый звук воспроизводили в следующей очередности: дважды через испытательный образец, дважды через прототип «A», назад к образцу, затем – «В», образец, затем «С», опять образец и, наконец, «D»: дважды через каждую систему. После завершения полного цикла процесс повторялся до тех пор, пока слушатель не определял, к какому из прототипов образец кажется самым близким по звучанию. Если слушатель полагал, что образец кажется подобным более чем одному прототипу, он мог пометить два пункта анкеты или больше. Однако если слушатель полагал, что образец не походит ни на один из прототипов, для этого была предусмотрена еще одна строка анкеты – «Ни один». Громкоговорители были скрыты от слушателей визуально непрозрачным занавесом, который был акустически прозрачен до частоты приблизительно 8 кГц. Поскольку тест был предназначен прежде всего для оценки среднечастотных излучателей, воспроизведение было ограничено частотным диапазоном между 1 кГц и 6 кГц фильтрами в 24 дБ/октава.
Как только один образец заканчивал воспроизводить все девять звуков, его заменяли другим образцом, и тест повторялся до тех пор, пока слушатель не уставал и не были прослушаны все шестнадцать испытательных образцов. Очередность громкоговорителей выбиралась случайным образом, чтобы избежать так называемой «кривой обучения», смещающей любые результаты в сторону лучшего различения более поздних испытаний. Другими словами, если бы тесты всегда начинались с образца №1 и заканчивались образцом №16, то слушатели по мере прослушивания образцов с большим порядковым номером стали бы более разборчивы из-за ознакомления с процедурой или же, наоборот, терялись из-за усталости. В любом случае желателен был именно случайный порядок.

Рис. 1(b). Так выглядел испытательный стенд в большой безэховой камере ISVR в Саутгемптоне

Была сформирована довольно большая группа слушателей, но в каждом испытании участие в тестах принимал только один из них. Учитывая объем предстоящей работы по прослушиванию девяти образцов звучания через шестнадцать испытуемых громкоговорителей, каждый из которых перекрестно сравнивается с четырьмя неподвижными прототипами (минимум 4х9х16 = 576 операций), слушателям предоставлялись частые перерывы на чай, кофе, завтрак и т.д. В некоторых случаях для окончания одного анкетного опроса приглашались несколько человек. Тесты продолжались четыре месяца – до тех пор, пока не были собраны достаточные данные, позволяющие провести содержательный анализ. После окончания тестов Кейт Холланд и я проанализировали результаты. Сначала мы сделали это раздельно, независимо друг от друга, приступив к обсуждению полученного только тогда, когда результаты были сведены в таблицу и оценены.
Безэховая камера имела шумовой порог 17 dBA, тесты были выполнены при L = 57 дБ. Уровень максимального давления звуков с самыми высокими пик-факторами достигал 84 дБ в точке прослушивания на расстоянии 3 метра от громкоговорителей. Ни одна модель монитора не подвергалась уровням, хоть сколько-нибудь приближающимся к ее номинальным показателям; на самом деле компрессионные драйверы получали максимальную входную мощность приблизительно 20 мВт, имея при этом номинал в 100 Вт непрерывной программной мощности. Наименее чувствительное устройство – Quad ESL – получало максимальные пики приблизительно в 6 Вт, будучи примерно на 25 дБ менее чувствительным, нежели компрессионные рупоры. Ни при каких обстоятельствах от слушателей не требовалось делать какие-либо комментарии относительно того, какую модель они предпочли или считают самой точной – от них требовали только указать подобия. Однако они были свободны в своем праве делать любые замечания или комментарии в своих анкетах. Следует заметить, что максимальные уровни звукового давления не соответствовали всем базовым критериям, которых требует технология. Во многом это было предопределено позицией руководства университета, которое считало эти эксперименты экспериментами на людях.
Некоторые слушатели делали несколько пометок подряд, другие ограничивались редкими пометками. Некоторые слушатели часто использовали ответ «Ни один», в то время как другие редко использовали его. Пометки иногда дописывались окончанием «-ish», иногда рисовались пунктиром или наполовину. К некоторым образцам давались комментарии типа «чисто» или «естественно», тогда как другим доставались менее трепетные характеристики. После завершения десяти тестов была выведена предварительная оценка результатов. Слушателями были студенты, неспециалисты, редакторы звуковых журналов, консультанты по акустике, академики, записывающие продюсеры и музыканты.
Первая попытка оценки данных состояла в том, чтобы собрать полный список достоверных пометок, указывающих на устойчивое мнение. К ним были отнесены результаты, где слушатели не показали ни малейшего сомнения относительно подобия звучания какому-то из прототипов, или, наоборот, поставили отметку в колонке «Ни один».

Рис. 2. Частотный спектр источников сигналов (сквозь фильтр)

Спектры девяти звуковых сигналов показаны на рис. 2(a)-(i). Кривые амплитудной характеристики давления на оси в точке прослушивания показаны на прототипы –от (a) до (d), подстановочные образцы – от (1) до (16). Основная группировка однозначных результатов показана на рис. 3.
Эти группировки основаны на общем количестве однозначных результатов, другими словами, там, где на анкетах была обозначена только одна решающая пометка без квалификаций типа «-ish» или «близко». Было решено рассматривать первоначально более точные ответы вместо того, чтобы пытаться на ранней стадии расшифровать менее однозначные результаты. Исходный вопрос состоял не только в том, станет ли один образец постоянно выстраиваться в линию под одним из прототипов, но также и какими особенностями испытательных сигналов продиктованы подобия одному или другому прототипу: переходными процессами или устойчивыми компонентами сигнала. Сами сигналы выбирались по наименьшему или нулевому объему содержащейся в них информации, чтобы не отвлекать слушателей и не вызывать каких-либо субъективных предпочтений.
Кейт Холланд впоследствии отдельно провел статистический анализ доверительных границ подобия, основанный на общем количестве всех пометок после сбора всех испытательных данных, результаты которого показаны на рис. 4. Два подхода, в конечном счете, привели к примечательно близким заключениям. Действительно, на рис. 4 (b) и (c) показана статистическая достоверность «проверок» 3 и 6, а также то, что результаты остаются примечательно однородными в своих признаках независимо от того, принимались ли во внимание только однозначные пометки, все пометки или пометки с комментариями.

3. Звуки и драйверы

Рис. 3. Результаты тестовых прослушиваний: указаны твердые уверенные отметки

Звуки
Использовались девять звуков, спектры которых показаны на рис. 2 (a)-(i) соответственно:
1) сгенерированный в цифровой форме щебет птицы;
2) сгенерированный в цифровой форме отрывок тона, состоящий из десяти циклов на 2,5 кГц, звучит как удар по клавише клавесина;
3) две ноты на флейте, записанной в цифровой форме в безэховых условиях;
4) белый «шум»;
5) розовый «шум»;
6) безэховая запись хлопка закрываемой с силой тяжелой книги;
7) наружная звукозапись водопада, короткий кусок которой повторялся многократно;
8) удар хлоритовым сланцем по стальной трубе, квадратной в сечении, 30 футов высотой, открытой на одном конце. Фазовая дисперсия заставляет высокочастотные отражения опережать низкие частоты, производя звук «лазерного пистолета»;
9) безэховая звукозапись аккорда акустической гитары, оцифрованная и зацикленная.
Звуки 1, 2 и 3 имеют четко различимое «нотное» содержимое. Звуки 4, 5 и 7 – сигналы случайного шумового типа. Другой подобный сигнал, который можно было бы использовать, – это звук аплодисментов, которые состоят из большого количества хлопков – определенно ряд переходных процессов. Точно так же шумовые сигналы, содержащие в себе все частоты, беспорядочно распределенные во времени, теоретически являются сигналами переходного типа. Однако на конференции в ноябре 1989 года в Институте акустики в Windermere Майкл Герзон (Michael Gerzon) проводил семинар на тему человеческого восприятия стереолокализации и способности уха к детектированию как таковому. Согласно полученным им данным механизмы локализации переходных процессов и устойчивых компонент отличаются. Это дает возможность отделить в пространстве восприятия эти две составляющие более сложных звуков. При определенных условиях аплодисменты могут вести себя не как переходный процесс или ряд таковых (как, вероятно, предсказывалось), но и как устойчивый сигнал.
Очевидно, нужно еще поработать на предмет того, отнести ли звуки 4, 5 и 7 к переходным процессам или к устойчивым сигналам, но в тестах они проявили себя наиболее разоблачительно, давая больше результатов в колонке «Ни один», чем любой другой звук. Звук 6 – хлопающая книга – практически полностью переходного содержания. Звук 8 – очень сложный сигнал, состоящий из начального переходного воздействия, резонансов трубы, плюс фазово-рассеянной отраженной волны, которая является смазанным по времени/частоте отражением начального переходного процесса: таким образом, здесь имели место и «ноты», и переходные процессы. Звук 9 – акустическая гитара – также представляет собой комбинацию переходных процессов и резонансов с гармонично связанным рядом так же ясно слышимых нот.

Рис. 4(а). Индексы твердого подобия в общем количестве отметок

Драйверы
Прототип «В» и образец №6 номинально идентичные экземпляры из одной и той же производственной партии и были введены в тесты как средство проверки для установки стандарта подобия между системами. Считалось маловероятным, что любые две несходные модели в тестах могут оказаться более подобными, чем «близнецы» «В» и №6, и поэтому сравнение В/№6 установит стандарт для минимальной слышимой степени различия. Результаты показали, что эти две системы по наиболее четким оценкам слушателей акустически подобны (рис. 4). Образец №3 был выбран так, чтобы определить нижний предел подобия. Это был 10-дюймовый средне-низкочастотный громкоговоритель в JBL 2121, не особенно подходящий для тестируемого диапазона и имеющий пик приблизительно на 3 кГц и быстрый спад выше 4 кГц. Менее 25 % пометок в анкетах указали на сходство образца №3 с любым из прототипов, и те 25 % пометок были распространены по всем четырем прототипам равномерно, не демонстрируя никаких явных тенденций к тому, чтобы вообще классифицировать этот драйвер с любым другим. С этой точки зрения, образцы верхней и нижней проверки подобия, а именно №6 и №3, как оказалось, хорошо справились с определением общих слышимых пределов подобия/различия всего теста.
Помните, начальная цель теста состояла в том, чтобы определить, имели ли рупоры по существу какое-нибудь безошибочное звуковое качество, которое делает их характерно опознаваемыми? Нам было интересно, будут ли такие свойства отмечены на любом звуковом материале программы или только на переходных процессах, а может быть, на устойчивых фрагментах. Из шестнадцати испытуемых образцов тринадцать были рупорами, а оставшиеся три – прямыми излучателями. Для облегчения быстрой смены образцов рупоров использовались два номинально одинаковых компрессионных драйвера. Эти драйверы были выбраны по однородности амплитудно-частотной характеристики и относительно низкому уровню искажений, а также относительно нейтральному звуку. Таким образом, возлагались надежды на то, что в тесте будут преобладать различия самих рупоров вместо того, чтобы наложить на них какую-то общую особенность из-за нерегулярности параметров самого драйвера. Единственным исключением был образец №16 – полная комбинация от одного производителя. 

Рис. 4(b) Достоверность результатов при контроле «схожести» (образец №6 в сравнении с эталонным громкоговорителем «B»)

Среди четырех прототипов был один рупор Fostex с компрессионным драйвером Emilar, выбранный в качестве среднего представителя этого класса. С одной стороны, эта комбинация не была явно рупорной; с другой стороны, не относилась и к тем, чей голос на рупор не похож. «D» также была рупором, но это была высокочастотная секция от Tannoy 15" Dual Concentric, где рупором служит конус басового громкоговорителя. По раскрыву она показывает сходство с образцом №8 – рупором AX2.

(с) Достоверность результатов при контроле "несхожести" (образец №3). Как можно заметить на рис. 4(b), достоверность при контроле "схожести", при котором образец №6 считался аналогичным эталонному громкоговорителю "B", является 100-процентной для каждого образца сигнала независимо от способа интерпретации полученных отметок. Необходимо отметить, что даже беглый анализ результатов тестирования "на схожесть" доказывает состоятельность этого тестирования. Результат контроля "на несхожесть" на рис. 4(с) демонстрирует доверие к результатам: образец №3 не похож ни на один из эталонных громкоговорителей, хотя и находится в зависимости от демонстрируемого звукового сигнала. Практически полное совпадение (100 %) можно наблюдать при прослушивании сигналов №№4,5,7 и 9, частичное совпадение (67-99%) - при прослушивании сигналов №3 и №6 и относительно не большое совпадение (0-78%) - при прослушивании сигналов №№1, 2 и 8. В целом тестирование "на непохожесть" проявило себя достаточно хорошо, но оно в некоторой степени зависит от интерпретации слушателями слова "похожесть" 12 - секториальный рупор Altec с драйвером ЕК175.

4. Предварительные результаты

Рис.5. Амплитудные характеристики давления громкоговорителей при испытании и передаточные функции испытуемых громкоговорителей

Образец №1 – рупор Vitavox

Эта комбинация не встречается в студийных мониторах, и этот образец получил самое низкое число недвусмысленных, однозначных пометок среди всех проверенных образцов. Согласно этим однозначным пометкам, никто не посчитал его похожим на «A», только три раза его сочли подобным «С», причем каждый раз на Звуке 2 – отрезке тона, и двенадцать раз отметили похожим на «D». Из двенадцати пометок в пользу «D», ни одна не была на Звуке 2, пометки были распределены между остальными звуками, каждый из которых получил от одной до трех пометок. В каждой колонке наибольшее число пометок приходилось на образец «В» – конический драйвер Audax. Эти девятнадцать пометок были широко распределены между всеми звуками, кроме 7 – звука водопада. Только однажды в течение всего теста образец №1 был признан подобным одному из прототипов во время прослушивания водопада, когда один слушатель полагал, что это походит на «D», т.е. Tannoy. Поэтому образец №1 ни разу не полагали похожим на «A», только на отрывке тона он был похож на «С» и хотя не «дотягивал» ни до одного из прототипов, наибольшее подобие было найдено с «В», т.е. с прямым излучателем. Сравнения передаточных функций обнаруживают амплитудную характеристику, наиболее похожую на «В».

Образец №2 – JBL 2105 – 5-дюймовый громкоговоритель с конусным диффузором
Более чем 80 % мнений, высказанных по этому образцу, были четкими, без квалификации или неоднозначности. Здесь прототипам «A», «С» и «D» давалось меньше 15%, а из приблизительно 20% ответов, отмеченных в графе «Ни один», наиболее заметны проведенные на «белых» и «розовых» шумовых звуках (4 и 5). Безусловно, наибольшая часть четких мнений указывала на подавляющее подобие «В» (Audax) среднечастотному драйверу прямого излучения. Этот результат нельзя назвать неожиданным, поскольку излучатели относительно подобны и по общей конструкции, и в физическом оформлении. Однако только примерно половина из всех пометок в анкетах явно и недвусмысленно указывала на сходство с «В».

Образец №3 – JBL 2121 – 10-дюймовый громкоговоритель с конусным диффузором

Эта модель играла роль «проверки» нижнего предела похожести. Всего около 20% пометок в анкетах указывали любые сильные сходства с «A», «В», «С» или «D». Даже эти 20% не показали никаких четких сходств, будучи равномерно разбросанными по всем четырем образцам. На «белых» шумах и звуках акустической гитары – достаточно различительных звуках – эту модель ни разу не выбрали похожей ни на один из прототипов. Результаты не удивили и четко установили нижний предел теста на слышимое подобие.

Образец №4 – осесимметричный рупор AX1/EK175 Кейта Холланда

Никаких определенных мнений, которые показали бы эту комбинацию подобной «A» или «C», здесь не высказано, и только пять таких пометок было введено в графу «D». Почти 70% однозначных пометок указали на подобие прямому излучателю «В», и только звук акустической гитары вызывал некоторое сомнение. Мнения относительно образца №4 были вообще весьма четки. Результаты настоятельно указывают на то, что образец №4 не кажется похожим ни на рупорный «С», ни на Dual Concentric «D». На слух он наиболее подобен излучателю «В» диффузорного типа. Образец №4 был первоначально задуман как «плохой» рупор для измерения проблем отражения от раструба. Физически он ни коим образом не был похож на «В» и вдобавок к этому обладал довольно неровной характеристикой импеданса горловины.

Образец №5 – Reflexion Arts RA1/EK175

RA1/EK175 – это рупорная комбинация, благодаря которой все это исследование и началось. Она использовалась в мониторных системах Reflexion Arts, которые ценились во многих кругах как непохожие по звучанию на типичный рупор монитора. Результаты показали, что достоверными являются приблизительно 75% пометок, ни одна из которых не указала на подобие «A». Только приблизительно 3% пометок указали на подобие «С» – рупору, хотя приблизительно 25% пометок находились в графе «Ни один». Из оставшихся сорока пометок 28 и 12 разделились между «В» и «D» соответственно, что настоятельно указывает на подобие коническому драйверу наряду с меньшей, но заметной общностью с «D». Комбинацию явно не посчитали рупорной в этих тестах.

Образец №6 – AUDAX PR17/HR100/1AK7

Взятый от той же самой производственной партии, что и «В», образец №6 служил опорой для контроля подобия. Только 1% результатов показал какую-либо неоднозначность вообще. В графу «Ни один» попали менее чем 10% результатов. И это главным образом на переходных или шумовых звуках, тогда как 90% общего количества пометок анкетного опроса весьма однозначно указали на подобие близнецу «В». Этот результат очень обнадежил относительно правомерности всего тестирования, тем более что ни один слушатель не указал на четкое сходство с другими образцами – «A», «С» или «D». Хотя передаточные функции близнецов «В» и №6, показанные на рис. 5, похвально похожи, графики кепстра заметно отличаются, что объясняет слышимые различия на широкополосных сигналах. Техника анализа с использованием кепстров будет обсуждаться в этом уроке позже.

Образец №7 – RA1 с отпиленным скруглением раструба/EK175

Образец №7 – это образец №5 с модификацией раструба. Для определения последствий видоизменения одного рупора таким способом, чтобы он стал похож на другой, у него была отрезана передняя часть раструба. Результаты показали больше неоднозначности, чем образец №5, было меньшее количество четких мнений относительно подобия, но общее число пометок «Ни одного» осталось очень близко к образцу №5. Число пометок в графах «С» и «D» совершенно изменило тенденции, к тому же появилось несколько признаков подобия в отношении образца «A». Общая тенденция была все еще в сторону схожести с «В», но уже не так однозначно, как с образцом №5. В результате удаления фланца раструба изменились свойства его окончания. Изменение формы отражений вызвало изменения и в амплитудных и фазовых откликах по сравнению с образцом №5. На рис. 5 величину этих изменений намного легче заметить при сравнении кепстров образцов №5 и №7, чем при сравнении их амплитуд давления или фазовых откликов.

Образец №8 – осесимметричный рупор AX2 Кейта Холланда/EK175

Рупор AX2 – это результат числового моделирования «идеального» окончания раструба со степенью расширения, позаимствованной у другого рупора, о котором известно, что он звучит относительно нейтрально. Результаты показали только 10% неоднозначных пометок; сильные, уверенные признаки были общей тенденцией. Приблизительно 50% пометок попали в графу «Ни один», а из остальных чаще всего указали на подобие Tannoy («D»), общая форма и размер которого были весьма близки к этому образцу. Прототипу «A» отказали в малейшем подобии, в то время как только около 3% полных признаков указали на рупорный образец «С». Результаты наводили на мысль, что если бы какое-нибудь подобие образцам действительно существовало, то только «D». Расследование причин густой последовательности отражений в кепстре показало проблему на расстоянии 2 дюйма от мембраны, где происходит переход от драйвера к рупору (резкое изменение степени расширения). Кепстр мощности показывает сходство только с «D» и несходство со всеми остальными. Образец настолько завидно лишен отражений от окончания раструба, как и «D» (см. рис. 6).

"> Рис. 6(a). Кепстр мощности тестируемых громкоговорителей (b) Диаграмма: представление процесса передаточной функции громкоговорителя перед вычислением кепстра мощности

Образец №9 – рупор Yamaha/EK175

Этот образец дал примечательно наибольшее число пометок в графе «Ни один». Четкими признаками можно назвать только приблизительно 25% всего списка отзывов, и они распределены более или менее равномерно между «В» и «С». Корреляция с каким-либо одним образцом очень слабая. Использовался рупор от звукоусилительной акустической системы Yamaha A4.

Образец №10 – Fostex H320 – деревянный радиальный рупор/EK175

Число четких пометок для образца №10 составило приблизительно 65% от общего количества, что указывает на некоторую расплывчатость результатов. Однако из всех четких пометок большинство находилось в колонке «В». Только около 8% всего числа однозначных отзывов указывали на рупоры «С» и «D». Звучание этого рупора подавляющим большинством не отнесли к тому, которое, как принято считать, характерно рупорам. Интересно, что импеданс горловины образца №10 является несколько неровным и сродни некорректно «срезанному» AX1 – образцу №4. Этот рупор получил несколько комментариев о «приятном» звучании.

Постоянные образцы громкоговорителей:
A – Quad Electrostatic – исходная модель
B – Son Audax PR17/HR100/1AK7 – конический среднечастотный громкоговоритель
C – Fostex H351/HA21 – рупор с компрессионным драйвером Emilar
D – высокочастотная секция с Tannoy 15" Dual Concentric
Подменные образцы громкоговорителей:
1 – металлический рупор с компрессионным драйвером Emilar EK175
2 – JBL 2105 – конический громкоговоритель
3 – JBL 2121 – конический громкоговоритель
4 – AX1 осесимметричный рупор с драйвером EK175
5 – рупор Reflexion Arts с драйвером EK175
6 – Son Audax (как и образец «B»)
7 – как и образец №5, но с отрезанной передней частью раструба
8 – осесимметричный рупор AX2
9 – рупор Yamaha с драйвером EK175
10 – деревянный радиальный рупор Fostex H320 с драйвером EK175
11 – комбинация рупора с наклонными пластинами JBL 2307/2308 и драйвер EK175
12 – секториальный рупор Altec с драйвером EK175
13 – многосекционный рупор Altec 806C с драйвером EK175
14 – деревянный граммофонный рупор Starr «Поющее горло» с драйвером EK175
15 – секториальный рупор Vitavox с драйвером EK175
16 – JBL 2370 с драйвером JBL 2426



Образец 11 – JBL 2307 с наклонными пластинами 2308/EK175

Результаты показали общее подобие образцу №7 – RA1 с удаленным окончанием раструба, хотя с немного более сильным смещением к «В». Низкое количество однозначных пометок указывает на то, что подобие, когда оно имеется, не очень сильное. Интересно, но без рассеивающих наклонных пластин этот рупор и физически и акустически весьма похож на образец №4.

Образец №12 – рупор Altec/EK175

Широко использовался в системах мониторного контроля Altec в 1970-х годах. Многие звукоинженеры при использовании этого рупора в студии называли его звук «рупорным». В наших тестах, несмотря на значительное число пометок «Ни один», более чем 50% однозначных пометок находились в графе «С». Бесспорно, этот рупор выбирался как подобный нашему представительному типичному рупору. Только около 15% общего количества пометок были разнесены по графам «A», «В» и «D». Один из слушателей весьма уверенно отметил, что он слушал рупор.

Образец №13 – многосекционный рупор Altec/EK175

Амплитудная частотная характеристика давления этого образца подобна образцу №12 и очень завидна по любым стандартам, что предполагает хорошо выполненную разработчиками Altec «домашнюю работу». Тем более удивительно, что тесты прослушивания двух рупоров Altec показали очень разные результаты. Не смотря на то, что общее число достоверных пометок было относительно близко, как и признаки подобия «В» и «D», образец №13 показал намного большее число уверенных пометок в графе «А» и значительное перемещение из графы «С» в графу «Ни один» по сравнению с образцом №12. Вообще этот образец дал равномерное распределение результатов по «А», «В» и «D» лишь с небольшим уклоном в сторону «С». Другими словами, общее количество четких пометок в графах «A», «В» и «D» превосходит их численность в графе «С». Было бы трудно заключить, что образец №13 похож на типичный рупор, хотя типичный рупор, вероятно, звучит ближе к «С», чем к «A», «В» или «D». Кепстр мощности показывает, что образец №13 имеет меньшее число и силу поздних отражений, чем образец №12, и этим, скорее всего, объясняется его менее «рупорное» звучание.

Образец №14 –«поющее горло» Starr/EK175

«Поющее горло» – это деревянный рупор от довоенного граммофона, заканчивающийся круглой горловиной диаметром чуть более одного дюйма. Первоначально его включили в тест чисто из интереса, но результаты странным образом похожи на показатели образца №13, хотя и с меньшим количеством четких признаков. Результаты говорят сами за себя. Однако кепстр мощности показывает очевидные поздние отражения, и этот рупор дважды был фактически таковым и признан, хотя полный набор результатов настоятельно не связывает его с «С», типичным рупором. Образец состоит из нескольких прямых секций, и изменения контура его раскрыва резкие и угловатые. Степень расширения невысокая, поскольку это устройство было задумано «широкополосным» и никакие попытки дать ему плавное окончание не предпринимались.

Образец №15 – большой радиальный рупор Vitavox/EK175

Кроме того факта, что этот образец не является представительным хотя бы в чем-нибудь, ничего исключительного из его очень несоизмеримых и неоднозначных результатов вытянуть не удалось. Эту комбинацию вы не найдете в контрольных мониторах, и она была введена больше для оценочного контроля свойств рупора, поскольку, как предварительно было известно, имела характерный «звон». Удивительно, но не выделив какие-либо определенные приметы этого рупора, его в то же время не посчитали представителем рупорного решения, что, как мы ожидали сначала, очевидно из-за этого «звона».

Образец №16 – JBL 2370с драйвером 2426

Полная комбинация от одного производителя, этот образец показал некоторое подобие только прототипу «D» – Tannoy. Результаты больше всего указывали на рупоры Altec – образцы №12 и №13. Из прототипов «A», «В», «С» и «D», «С» оказал, безусловно, самое сильное влияние – где-то между результатами образцов №12 и №13. Судя по результатам тестирования, образец определенно похож на рупор «С» намного больше, чем любой другой.

(Продолжение урока №12
в следующем номере журнала)

Редакция благодарит автора
за любезно предоставленные материалы