Мониторинг. Урок 12 (окончание)

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



10. Где различия?

Если говорить о слышимом подобии, то мы не нашли здесь свидетельств какой-либо связи с нелинейными искажениями. Действительно, некоторые образцы с различиями нелинейности более чем 20 дБ, как показалось, были заметно похожи в широком диапазоне звуков. Аналогично, если говорить о линейных искажениях в терминах амплитуды (рис. 1), то, казалось, они не являлись решающим фактором — кроме тех случаев, где они были чрезвычайно отличны. При статистическом сравнении измеренных амплитудных характеристик давления имеющихся громкоговорителей была установлена корреляция приблизительно 70% между результатами подобия по амплитудно-частотным характеристикам и по слуховым испытаниям. Непосредственно среди рупоров ни степень расширения (т.е. частота среза), ни материал изготовления сами по себе, казалось, не имели никакого существенного влияния на слышимое подобие; хотя нужно заметить, что определенные переходные сигналы действительно выявили какие-то тембральные аномалии в нескольких прослушиваемых излучателях. В некоторых рупорах на некоторых сигналах обнаружился «металлический» призвук, но не во всех металлических рупорах. Улучшенное демпфирование в большинстве случаев удалило связанные с материалом особенности. Сравнительный анализ волновых форм испытаний показан на рис. 2.



Рис.1. Амплитудные характеристики давления громкоговорителей при испытании и передаточные функции испытуемых громкоговорителей

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



Рис. 2. Сравнения формы волны
Замечания относительно форм волны: Число или буква перед буквой F обозначают образец громкоговорителя.
Буква F обозначает, что сигнал проходил через фильтр (от 1 кГц до 6 кГц)
3-я цифра обозначает номер звукового примера
Например: 12 F1 = рупор Altec, через фильтр, со звуком «щебета»
DF6 = Tannoy Dual Concentric, через фильтр, со звуком хлопающей книги
Во главе каждой группы —форма волны электрического входного сигнала, как референсная ссылка


Длина рупора влияет на то расстояние (а следовательно, и на то время), в течение которого отражения от раструба движутся внутри рупора. Очевидно, что сделай мы рупор достаточно длинным, то при условии наличия отражений мы услышали бы отчетливое эхо. Чем длиннее рупор, тем больше должен бы быть и раструб, чтобы обеспечить гладкое окончание и переход в воздух — без резких изменений поперечного сечения. «Плохой» рупор, специально сделанный для этих тестов, имел очень резкое окончание раструба диаметром меньше 4” (100 мм); отсюда следовала большая неравномерность амплитуды импеданса и давления горловины в зависимости от частоты. Однако из-за того, что он был очень коротким (около 9”), звучание этого рупора походило на звучание прямого излучателя «В» почти со 100%-ой вероятностью. Также стоит отметить, что этот рупор осесимметричен и не имеет никаких неровностей в расширении или резких углов в геометрии, вплоть до внезапного окончания раструба.
Проводимая параллельно с этими тестами исследовательская работа выявила тревожные особенности звучания при прослушивании в точке, лежащей на нормали к любой резкой неравномерности в геометрии рупора — например, резкому повороту боковой стены или даже углу, где боковая стенка стыкуется с верхней либо нижней гранью расширяющегося тоннеля. То же самое касается острых углов в местах соединения различных деталей волновода и даже разнообразных распорок и угловых фланцев, которые могут устанавливаться в горловине ради демпфирования резонансов в структуре рупора. Сомнительно, чтобы все эти неравномерности были слышны на слух во время прослушивания в безэховых условиях. Но при наличии отражений и реверберации свойства направленности рупора, которые задаются формой и размерами расширяющегося участка, а заодно и любые углы или преграды внутри рупора — т.е. распорки, «волноводы», наклонные пластины, акустические сопротивления или резкие изменения в форме — несомненно, значительно влияют на качество воспринимаемого звучания, особенно вне оси излучателя. Они также оказывают влияние на слуховое восприятие свойств отражающей окружающей среды, в которую поступает это внеосевое излучение.
Создается впечатление, что на любой характерный призвук рупора влияет не только и не столько сила присутствующих неравномерностей, сколько величина отрезка времени, в течение которого полезный сигнал подвергается наложению на эти нежелаемые неравномерности (или прохождению через них). Это полностью согласуется с полученными данными относительно временной природы выдающихся качеств звучания электростатических излучателей (или же отсутствия таковых у «неэлектростатиков») в противовес мнению, что звучание «электростатиков» является лишь продуктом амплитудной или фазовой характеристики, или же характеристики нелинейных искажений, по отдельности. Только что упомянутый образец — единственный настоятельно близкий к прототипу «D», осесимметричному двойному концентрическому рупору — это образец №8, тоже осесимметричный рупор подобной геометрии, но все же совершенно иной в смысле материала изготовления, конструкции компрессионного драйвера и способа крепления элементов конструкции. Особый характер звука Tannoy, конечно же, включает в себя и особенности кроссовера и конструкции драйвера; но именно общий размер и геометрия в значительной степени предопределяют отсутствие «рупорной» критики в адрес этих устройств.
Ни один из коротких рупоров не попал в категорию «типично рупорно звучащего». Вероятно, именно благодаря совокупности всех этих критериев — таких, как осевая симметрия, отсутствие резких углов в геометрии, малое расстояние от диафрагмы до раструба — Dual Concentric от Tannoy остается популярным столь долгий срок и вклассических, и в рок-кругах, при этом их и не пытаются ставить рядом с другими рупорными громкоговорителями. Даже при сравнении с похожими по размерам и конструкции коаксиальными системами, в которых внутри низкочастотного громкоговорителя установлен отдельный рупор — например, Altec 604, Harman-JBL или UREI —  устойчивого сходства не найдено.

11. Анализ спектрального подобия волновых форм

Рис. 3. Спектральное подобие волновых форм (поизвольные единицы)
Рис. 3. Спектральное подобие волновых форм (поизвольные единицы)
Подвергая проверке концепцию амплитудно-частотной характеристики как величайшего судьи звукового подобия громкоговорителей, мы сделали оценки подобия спектров волновых форм соответствующих звуков. Путем математического сравнения определялась степень подобия каждого образца каждому из прототипов от «А» до «D» на одном и том же сигнале. Результаты были сведены в таблицу, похожую по форме на таблицы из группы «Индексы твердого подобия», но название колонки «Ни один» поменяли на «Абсолютный» — для указания степени подобия каждого образца для каждого звука, в соответствии с волновыми формами каждого из сигналов, записанных на ленте. Таким образом, большие числа в колонке «Абсолютный» указывают на близкое приближение к оригинальному звуку, в то время как низкие числа, наоборот, на низкую «точность» воспроизведения.
Если бы амплитудная характеристика давления была главным определяющим фактором подобия громкоговорителей, то колонки таблицы с самым большим числом высоких оценок для каждого звука соответствовали бы прототипу, которому, как посчитали в ходе прослушивания, данный образец подобен. В таблицах на рис. 3 проиллюстрированы результаты. Например, образец №7, Звук1, показывает самый высокий признак подобия прототипу «В»; Звук 2 — опять прототипу «В», и т.д. Колонка «Абсолютный» в этой оценке не использовалась, поскольку мы искали только самое большое подобие любому из прототипов. Когда мы оценили результаты по образцу №7, то заметили, что прототип «В» дает самое большое число наивысших оценок «Очень похож» для каждого отдельного звука. На втором же месте оказался прототип «С». Никаких других заметных признаков подобия не нашлось.


Образцы №2, №4, №6 и №10 уверенно указывали на свое звуковое «родство» с прямым излучателем «В» вне зависимости от методов анализа. Если сравнить волновые формы, то эта тенденция сохранится неизменной: «В» — наиболее показательный представитель этого семейства. Если говорить о других образцах, то рупоры №5 и №7 все еще показывают сходство с прототипом «В», что вполне согласуется и с результатами слуховых испытаний. Образец №8 на слух похож на Tannoy, прототип «D». Но если сравнить волновые формы, то, безусловно, здесь самый сильный признак подобия прототипу «В», что явно не стыкуется со слуховыми оценками. Аналогично, образец №1 в смысле подобия волновой формы сильно склоняется к прототипу «В», но при прослушивании предел очевидного подобия прототипам «В» и «D» был всего лишь в районе 52% к 48%, так что здесь мы снова имеем весьма слабое соответствие. Образец «контроля неподобия» №3 если и имел сколько нибудь слышимое подобие вообще, так разве что к прототипу «В», но результаты сравнения волновых форм не напоминают прототип «В» ни на одном из звуков, указывая как на ближайшие на прототипы «D» или «А», а это опять явно слабое соответствие результатов.
 Два других «неоднозначных» коротких рупора — №9 и №11 показали мало четких признаков и имели очень низкий процент однозначных пометок в слуховых тестах; оба они если и были на слух на что-то похожи, так это на прототип «В». Однако, если рассматривать подобие волновых форм, то образец №11 оказывается намного ближе к прототипу «В», чем при прослушивании, тогда как образец №9 если с чем-нибудь и сравним, то только с прототипом «С», хотя индивидуальные показатели подобия для каждого сигнала очень низки. Это подобие прототипу «С» отнюдь не было очевидным из результатов прослушивания.
Оставались длинные рупоры — образцы №12—16. По результатам подобия волновых форм, комбинация JBL (образец №16) показала сильное и ясное подобие прототипу «В»; фактически прототип «В» очень похож на образец №16 на всех девяти звуках. Здесь наблюдается резкое отличие от результатов прослушивания, почти все оценки которого сгруппировали образец №16 с длинным рупором «С». Образцы №12, №14 и №15 показали разумную согласованность с результатами прослушивания, хотя образец №15, возможно, более близок к прототипу «В», чем отмечено на слух. Однако образец №13 — многосекционный рупор Altec полностью изменил свое положение по сравнению с образцом №12, показывая большую схожесть с прототипом «С», чем образец №12, тогда как прослушивание ясно показало, что образец №13 менее подобен прототипу «С», чем образец №12.
В целом, спектральная оценка подобия формы волны показала примерно 70%-ное согласие с результатами прослушивания. Поскольку анализ формы волны привел несколько высоких показателей спектрального подобия, то он оказался полезен для определения той степени, в которой понятие «частотной характеристики» показательно для объяснения подобия на одних звуках, но гораздо менее показательно на других. Из остающихся 30%, в которых, как очевидно, именно сложное взаимодействие фазовой и амплитудной составляющих определяет общий отклик системы, кроме уже учтенных нелинейностей, различия должны проявиться где-то в фазовых/амплитудных характеристиках. Однако вышеупомянутый спектральный анализ подобия показывает, что причины различий невозможно установить при помощи обычного анализа амплитудных характеристик давления, так что ответы нужно искать в другом месте. Сравнения огибающих некоторых волновых форм приведено на рис. 2.

Образцы №2, №4, №6 и №10 уверенно указывали на свое звуковое «родство» с прямым излучателем «В» вне зависимости от методов анализа. Если сравнить волновые формы, то эта тенденция сохранится неизменной: «В» — наиболее показательный представитель этого семейства. Если говорить о других образцах, то рупоры №5 и №7 все еще показывают сходство с прототипом «В», что вполне согласуется и с результатами слуховых испытаний. Образец №8 на слух похож на Tannoy, прототип «D». Но если сравнить волновые формы, то, безусловно, здесь самый сильный признак подобия прототипу «В», что явно не стыкуется со слуховыми оценками. Аналогично, образец №1 в смысле подобия волновой формы сильно склоняется к прототипу «В», но при прослушивании предел очевидного подобия прототипам «В» и «D» был всего лишь в районе 52% к 48%, так что здесь мы снова имеем весьма слабое соответствие. Образец «контроля неподобия» №3 если и имел сколько нибудь слышимое подобие вообще, так разве что к прототипу «В», но результаты сравнения волновых форм не напоминают прототип «В» ни на одном из звуков, указывая как на ближайшие на прототипы «D» или «А», а это опять явно слабое соответствие результатов.
 Два других «неоднозначных» коротких рупора — №9 и №11 показали мало четких признаков и имели очень низкий процент однозначных пометок в слуховых тестах; оба они если и были на слух на что-то похожи, так это на прототип «В». Однако, если рассматривать подобие волновых форм, то образец №11 оказывается намного ближе к прототипу «В», чем при прослушивании, тогда как образец №9 если с чем-нибудь и сравним, то только с прототипом «С», хотя индивидуальные показатели подобия для каждого сигнала очень низки. Это подобие прототипу «С» отнюдь не было очевидным из результатов прослушивания.
Оставались длинные рупоры — образцы №12—16. По результатам подобия волновых форм, комбинация JBL (образец №16) показала сильное и ясное подобие прототипу «В»; фактически прототип «В» очень похож на образец №16 на всех девяти звуках. Здесь наблюдается резкое отличие от результатов прослушивания, почти все оценки которого сгруппировали образец №16 с длинным рупором «С». Образцы №12, №14 и №15 показали разумную согласованность с результатами прослушивания, хотя образец №15, возможно, более близок к прототипу «В», чем отмечено на слух. Однако образец №13 — многосекционный рупор Altec полностью изменил свое положение по сравнению с образцом №12, показывая большую схожесть с прототипом «С», чем образец №12, тогда как прослушивание ясно показало, что образец №13 менее подобен прототипу «С», чем образец №12.
В целом, спектральная оценка подобия формы волны показала примерно 70%-ное согласие с результатами прослушивания. Поскольку анализ формы волны привел несколько высоких показателей спектрального подобия, то он оказался полезен для определения той степени, в которой понятие «частотной характеристики» показательно для объяснения подобия на одних звуках, но гораздо менее показательно на других. Из остающихся 30%, в которых, как очевидно, именно сложное взаимодействие фазовой и амплитудной составляющих определяет общий отклик системы, кроме уже учтенных нелинейностей, различия должны проявиться где-то в фазовых/амплитудных характеристиках. Однако вышеупомянутый спектральный анализ подобия показывает, что причины различий невозможно установить при помощи обычного анализа амплитудных характеристик давления, так что ответы нужно искать в другом месте. Сравнения огибающих некоторых волновых форм приведено на рис. 2.

12. Доказательство

Пока мы не перешли к кепстральному анализу, отметим: исходя только из прослушиваний и обычных методов измерения, мы заметили признаки того, что чаще всего подобия или различия лежат в области времени. Кепстр — для читателей, не знакомых с этим понятием — был придуман в ранних 1960-х для улучшения определяемости эха в сейсмических сигналах. Кепстр мощности — это по сути обратное преобразование Фурье логарифмического спектра мощности. Кепстр — это анаграмма слова «спектр», и связанные с ним термины — quefrency, lifter, rahmonic, saphe, and gamnitude — так же анаграммы более привычных терминов, к которым они виртуально имеют отношение: frequency (частота), filter (фильтр), harmonic (гармоника), phase (фаза) и magnitude (амплитуда). В этой странной псевдоразмерной среде high-pass фильтры становятся long-pass-фильтрами, и так далее, а величина измеряется в безразмерных децибеллах. Рис. 4 показывает кепстральную мощность двадцати испытуемых громкоговорителей, в которых признаки отражений более очевидны, чем в обычных представлениях параметров сигнала (ФЧХ-АЧХ, волновая форма).

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

Рис. 4.

(a) Кепстр мощности тестируемых громкоговорителей

(b) Диаграмма: представление процесса передаточной функции громкоговорителя перед вычислением кепстра мощности
На графиках кепстра мощности можно заметить различные структуры отражений, характеризующие индивидуальные особенности каждого драйвера или конструкции. Исходя из этих графиков, можно  увидеть, как группировки образцов по местонахождению отражений во времени довольно хорошо соответствуют группировкам образцов по результатам прослушивания. По сути, отражения раструбов коротких рупоров, находящиеся в пределах от 1 мс до 2 мс, похожи по времени возникновения и природе на те отражения, которые возникают в прямых излучателях. И как раз эти два вида излучателей было очень трудно различить при прослушивании. Отражения от раструбов более длинных рупоров находятся в пределах 2 - 4 мс и хорошо отличимы от отражений, возникающих в прямых излучателях. «Электростатики» производят совсем немного существенных отражений за пределами 1мс, и нехватка этих более поздних отражений наверняка является очень важным фактором, играющим немаловажную роль в той звуковой проницаемости, которую обеспечивают эти громкоговорители.

Рис. 5. Широкополосная импульсная характеристика (переходная характеристика)
Рис. 5. Широкополосная импульсная характеристика (переходная характеристика)
Хотя отражения в длинных рупорах менее значительны, чем у коротких, их дополнительное отдаление во времени от начального сигнала, как кажется, делает звук этих рупоров более узнаваемым, чем сам уровень этих отражений. Если судить по графикам амплитудно-частотной характеристики давления и графикам импеданса горловины, то некоторые более длинные рупоры работают очень хорошо, хотя все же звучат они явно «по-рупорному».
Отражения раструба в длинных рупорах менее серьезны, чем в коротких, поскольку раструб больше, и его завершение (согласование с внешней средой), соответственно, лучше. Это можно заметить и по более гладким графикам амплитудно-частотных характеристик. Однако, из различных комментариев, сделанных слушателями как устно во время тестирования, так и в анкетных опросах, становится ясно, что более длинные рупоры с большей вероятностью опознаваемы на слух как рупоры. Это снова и снова заставляет нас предположить, что именно увеличенное разделение во времени придает отражениям такую узнаваемость. Учитывая родственный характер звучания коротких рупоров и прямых излучателей из-за схожей временной структуры отражений, становится ясно, почему в этих тестах электростатический Quad не похож на остальные громкоговорители. «Электростатик» практически полностью свободен от любого резонансного «зависания» или внутренних отражений, и этот факт ясно подтверждает его характерный отклик на переходную («шаговую») функцию — намного более точный, чем у любого другого преобразователя в наших экспериментах (рис. 5).

Рис.6. Геометрия осесимметричного рупора
Рис.6. Геометрия осесимметричного рупора
Конечно, хотелось бы, чтобы рупоры приближались по своим параметрам не только к прямым излучателям, но и к «электростатикам». Но в настоящее время именно их приближение к прямым излучателям делает рупоры «лучшими представителями высококачественных громкоговорителей», а не просто «лучшими из худших».
В дальнейшем — уже после завершения прослушиваний — все сказанное было подтверждено опытом работы в студиях. Образец №8 был экспериментальным рупором, сделанным в ISVR специально для этого тестирования. Основные параметры конструкции были основаны на исследовательской работе двух предшествующих лет. Рупор имел исключительно гладкую характеристику в области частоты среза, со спадом примерно 12 дБ на октаву ниже 1 кГц. В течение дальнейших тестов на направленность, особенно на более высоких частотах, его соединили с компрессионным драйвером TAD2001 c бериллиевой диафрагмой, у которого амплитудно-частотная характеристика простирается до 22 кГц. Эксплуатационные показатели оказались настолько гладкими, что с тех пор данная конструкция применяется в производстве студийных мониторных систем очень высокого качества.

Амплитудные и фазовые отклики систем, в которых установлены эти рупоры, имеют замечательное сходство с характеристиками Quad Electrostatic, что заметно при сравнении их переходных характеристик (рис. 5).
Физическая форма рупора весьма подобна прототипу «D» — Tannoy Dual Concentric, с которым его посчитали наиболее сходным при прослушивании. Это был фактически единственный образец в тестах, показавший довольно сильное подобие прототипу «D». На рис. 6 приведена общая геометрия образца №8. Особняком в тестах на прослушивание стояли прототипы «A» и «D». Ирония в том, что и тот и другой являлись продуктами философии конструирования 50-х годов и были в свое время высоко уважаемы. Несмотря на низкую выходную мощность, они являются, пожалуй, единственными двумя британскими продуктами той эры, которые все еще находятся на хорошем счету наряду с современными системами мониторинга, и все еще встречаются при выполнении функций контроля качества. Конечно, они не в состоянии удовлетворить господствующую сегодня тенденцию, когда требуется контроль на высоких уровнях звукового давления, особенно в диапазоне громких и упругих низких частот, а также на «верхушке» диапазона. Но они имеют своих пристрастных последователей и критиков, ведь именно ясность и проницаемость средних частот в этих системах гарантируют им то всецелое одобрение и уважение, которое длится уже более четырех десятилетий. Ясно одно: что-то в них сделано правильно. Учитывая превосходные эксплуатационные показатели — несмотря на нехватку низких частот — можно считать, что электростатический Quad является неким эталоном огибающей кепстра мощности на рис. 4, образец №14. Единственными громкоговорителями в этих тестах, обладающими аналогичными гладкими графиками и отсутствием очевидных отражений в первые миллисекунды откликов, являются Tannoy (прототип «D») и AX2 (образец №8). Эхо, очевидное на образце №8, сильно ослабевает при использовании драйвера TAD, поскольку горловина драйвера очень плавно перетекает в горловину рупора, производя чрезвычайно гладкое сопряжение. Тот факт, что прерывистость и резкость углов в области горловины пагубно влияют на качество звучания, должен как-то сказываться на философии Tannoy — модуляции ВЧ-рупора низкочастотным диффузором — особенно с учетом  силы низкочастотных музыкальных компонент. В описанных здесь тестах диффузор НЧ-громкоговорителя прототипа «D», по сути являющийся ВЧ-рупором, не включался. Но, учитывая неоднородность в горловине, которая должна возникать, а также промежуток звуковой катушки низкой частоты, я не вижу, как эксплуатационные показатели рупора могут быть однородными или немодулированными под влиянием движения диффузора НЧ-громкоговорителя вперед и назад. Этот пункт подчеркивался в прошлом неоднократно, но кепстральные аномалии, вызванные относительно незначительной несогласованностью степеней расширения в районе соединения горловин Emilar/AX2, наверняка должны быть куда меньше по сравнению с несогласованностями при максимальном отклонении НЧ-громкоговорителя в системах Tannoy. Определенно, здесь необходимо дальнейшее изучение для получения более глубоких выводов. Образец №3 — «образец неподобия», который используется в пределах своего частотного диапазона в системах открытого и естественного воспроизведения, так же показал хороший кепстральный отклик. В 1989-м году (на первый год этой  программы) Институту акустики в результате исследований был представлен доклад под названием «Импульсные испытания мониторных систем (единственный способ достижения лучшего понимания пути к совершенной среде мониторинга)». Представление этого документа было связано с ранними результатами этой программы. Доклад показывал ясные признаки слышимой группировки громкоговорителей по временным показателям — в противоположность обычному акценту на амплитудно-частотных характеристиках давления.

Рис.7. Амплитудные и фазовые графики полной системы в области частоты среза и частоты деления кроссовера
Рис.7. Амплитудные и фазовые графики полной системы в области частоты среза и частоты деления кроссовера
В промышленных мониторных системах, в которых теперь используется образец №8, рупор расположен в центре между двумя 15-дюймовыми низкочастотными громкоговорителями (один сверху, другой снизу), все три излучателя находятся на общей вертикальной плоскости. Таким образом, «фантомный» НЧ-источник, состоящий из двух НЧ-громкоговорителей, расположен непосредственно в центре рупора, так что, по крайней мере, при горизонтальном перемещении слушателя совпадение трех источников в одну точку сохраняется. Переходная характеристика этой компоновки показана рис. 5(a), а амплитудная и фазовая частотные характеристики с кроссовером в области 1 кГц — на рис. 7. Характеристика среза нижних частот рупора используется как часть композитного электроакустического кроссовера. Переходная характеристика ближе к Quad Electrostatic, чем почти у любой другой доступной электромагнитной мониторной системы; см. Рис. 5(a) и (b). На слух же очевидны исключительная ясность звучания, первоклассный стереообраз, открытость и многие другие атрибуты, приписываемые обычно электростатическим излучателям, помноженные на очень высокий уровень звукового давления благодаря рупорному решению в области средних и высоких частот, а также глубокий, упругий и мощный бас от двух 15-дюймовых громкоговорителей в кабинете объемом около 20 кубических футов. Четкость средних частот находится наравне с четкостью «электростатиков», если не превышает ее.

13. Заключение

Значение результатов этих тестов, равно как и практических эксплуатационных показателей излучателей, полученных в ходе исследований, в том, что любая воспринимаемая на слух «рупорность» звучания зависит, в основном, от временного отрезка между начальным сигналом и какими-либо характерными отражениями или неравномерностями в отклике. Большинство этихнеравномерностей вызвано усечением рупора. Вообще, чем длиннее рупор, тем меньшие возникают неравномерности — при условии, что рупор спроектирован правильно; но тем больше будет и временная задержка неравномерности, которая приводит к характерному «рупорному» звуку. Если бы рупор был бесконечен в длине и свободен от внутренних резких углов, то вызванные отражениями неравномерности не существовали бы, поскольку они были бы бесконечно отдалены во времени и бесконечно малы по амплитуде. Если у рупора нулевая длина, то мы имеем прямой радиатор (излучатель прямого типа). Если рупор правильно спроектирован и является достаточно коротким, то связанные с отражением неравномерности отклика оказываются близкими по амплитуде и по времени к тем аномалиям, которые присущи и большинству прямых излучателей. Там, где неравномерности отклика прямых излучателей и рупоров имеют тот же самый порядок и величину, слышимого различия между ними быть не должно.
Когда отражения происходят сразу же за начальным звуком, скажем, меньше чем через 0,8 мс, похоже, включаются механизмы наподобие тех, что маскируют гармонические искажения на переходных сигналах. По мере того, как временной интервал между отражениями и начальным сигналом становится больше — даже при том, что отражения будут слабее по амплитуде, способность уха обнаруживать их увеличивается. Слуховые тесты свидетельствуют о том, что когда амплитудные характеристики давления близки, определяющим фактором различия являются различные временные структуры отражений в образцах; и там, где временные характеристики имеют похожую структуру отражений, главным отличительным свойством становятся амплитудные частотные характеристики давления. Необходимая степень подобия одного из этих двух факторов, при которой он доминирует над другим, определяется природой воспроизводимого сигнала — переходный, устойчивый или гармонический. Фаза, конечно же, является связующим звеном между амплитудой давления и временем.
Анализируя результаты, можно заметить, что в тех случаях, где вроде бы не существовало никакой другой формы очевидного различия двух излучателей, но которые были признаны акустически очень разными при прослушивании, хотя и показали подобные амплитудные характеристики, различия скрывались, как правило, в фазовых характеристиках. И наоборот, если два излучателя объявлялись похожими по звучанию, тогда как измерения их характеристик оказывались различными, то зачастую это говорило о подобии фазовых характеристик.

14. Значение для выбора параметров при практическом проектировании рупора

Рис.8.1. Особенности импеданса горловин рупоров, используемых в тестах: подготовлено в линейном масштабе
Рис.8.1. Особенности импеданса горловин рупоров, используемых в тестах: подготовлено в линейном масштабе
При аккуратном подборе параметров конструкции вполне можно создать рупор для работы на частотах выше 1 кГц или около того, который по своим эксплуатационным показателям приближался бы к электростатическим громкоговорителям — с очень низким уровнем отклонения от намеченной амплитудной и фазовой (а следовательно, временной) частотных характеристик. Однако на практике существуют конечные пределы эксплуатационных показателей, по которым рупоры могут произвести близкие к оптимальным результаты.
1. Частота среза рупора зависит от степени его расширения. Для обеспечения низкой частоты среза требуется медленное расширение.
2. Если нужно избежать «рупорности» звучания в практическом рупоре, то его длина не должна превышать 12” (300 мм) или около того.
3. Принимая во внимание сказанное в пунктах 1 и 2, рупор при диаметре горла 1” и, например, частоте среза 250 Гц будет неизбежно иметь слишком маленькую площадь раструба. Следовательно, возникнет резкое изменение в поперечной площади сечения по мере встречи с внешней средой. Образцы №4 и №11 подчеркнули данное утверждение, показав низкую линейность импеданса горла, равно как и плохую гладкость графиков, особенно в области частоты среза. Хотя почти во всех слуховых тестах их группировали рядом с прямыми излучателями, субъективно, на слух — как системы музыкального воспроизведения — их не сочли ни плавными, ни ровными, ни естественно звучащими.
4. Чтобы достичь гладкого и беспроблемного завершения раструба в рупоре длиной не более 12” при горловине в 1”, наименьшим практическим диаметром раструба будет приблизительно 12”. Это диктуется степенью расширения, которая приводит к частоте среза порядка 1 кГц, но может обеспечить при правильном подходе исключительно хорошие эксплуатационные показатели в области этой частоты, позволяя использовать акустический срез рупора даже как часть электроакустического кроссовера (рис. 7).
5. Чтобы минимизировать внутренние возмущения, которые могут вызвать искажение как осевой, так и внеосевой характеристик, необходимо удалить все углы и преграды, оставляя осевую симметрию и гладко очерченные поверхности. На рис. 8 и 9 проиллюстрированы соответствующие линейные и логарифмические графики импеданса горловины всех используемых в тестах рупоров, кроме одного. Легко заметны превосходящие особенности рупора AX2 (образец №8). «Сплющивание» осесимметричной формы в эллипс, возможно, позволило бы внести некоторые изменения в диаграмму направленности, причем без нежелательного искажения временных характеристик. Это может быть решением для будущих конструкций.

Рис.8.2. Особенности импеданса горловин рупоров, используемых в тестах: подготовлено в логарифмическом масштабе
Рис.8.2. Особенности импеданса горловин рупоров, используемых в тестах: подготовлено в логарифмическом масштабе
Образец №8 в сопряжении с драйвером TAD 2001 произвел нечто близкое к оптимальному отклику по фазе, по амплитуде  (следовательно, и по времени), гладкую направленность, очень плавные эксплуатационные показатели на частотах от 1 кГц до более чем 20 кГц и, как сочли прослушивающие, оказался весьма музыкальным, натурально и прозрачно звучащим и определенно не «рупорным». Интересно, что по физическим размерам (хотя не по набору драйверов) он удивительно напоминает Tannoy Dual Concentric, который появился примерно на 40 лет раньше. Получается, что Tannoy еще тогда определил физические пределы для достижения точных эксплуатационных показателей, вне которых рупоры начинают сталкиваться с неприятностями.
Знали ли на Tannoy об этом еще в то время, когда Dual Concentric только разрабатывался, или может быть просто кто-то из их умных и интуитивных инженеров увидел логику в использовании должным образом очерченного конуса басового диффузора в качестве рупора коаксиальной системы и услышал, как хорошо это звучит — возможно, мы никогда и не узнаем. Вне сомнения, тщательно спроектированные рупоры и драйверы могут производить звуковые и измеримые эксплуатационные показатели на  уровне лучших динамических прямых излучателей, без малейшего намека на «рупорное» звучание. Действительно, чтобы работать без провалов в сложных условиях в диапазоне от 1 до 20 кГц, обеспечивая при этом очень плавную диаграмму направленности (свойство рупора, излучающего секцию сферической расширяющейся волны, в отличие от поршня — прямого излучателя), комбинация хорошо спроектированного рупора и драйвера может превосходить огромное большинство излучателей прямого типа. А если к этому еще добавить и очень высокие развиваемые уровни звукового давления, то число альтернатив сокращается еще быстрее.
Тот факт, что прототипы «A» и «D» не коррелировали с образцами, в некоторой степени объясняет, почему — при всей любви к ним множества людей и использовании их в качестве мониторов — их эксплуатационные показатели в некоторой степени все же являются скорее препятствием, чем помощью. Возможно, именно это сдерживало их более широкое распространение в качестве мониторов, поскольку они не являются столь широко представительными для большинства акустических систем, на которых ожидается воспроизведение коммерческих записей. Прототип «В» — Son Audax можно назвать более представительным в терминах звукового подобия домашним системам, на которых, скорее всего, прослушивают наибольшее количество записанной музыки.
Два рупора с минимальными отражениями раструба — один длинный и один короткий — не были идентифицированы как рупоры и не казались похожими на прямые излучатели. Их значительное подобие прототипам «A» и «D» соответственно может подразумевать более точные эксплуатационные показатели, чем у типичных прямых излучателей, особенно исходя из пунктов в предыдущем параграфе, касающихся прототипов «A» и «D». Прямые излучатели в этом тесте нужно полагать представительными только для самого общего типа громкоговорителей. Нельзя сделать вывод, что они более точные в абсолютных терминах, чем любой другой тип акустического излучателя.

15. Резюме результатов

Вышеупомянутые тесты полностью задокументированы, чрезвычайно повторимы и открыты для ознакомления. Полученные на начальном этапе данные предполагают, что вполне возможно создать короткий рупор, обладающий высокой эффективностью, широким частотным диапазоном, низким уровнем искажений, лишенный «рупорности»; по качеству звучания его можно будет ставить в один ряд с громкоговорителями прямого излучения. Как оказалось, значительная часть слышимого подобия преобразователей находится в их временных характеристиках, и если эффект отражения от раструба рупора находится в тех же пределах, что и врожденные отражения в прямых излучателях, тогда возможно общее слышимое подобие. Длинные рупоры производят отражения с более длинными задержками и действительно похожи друг на друга по звучанию, тогда как «электростатики» похожи друг на друга из-за присущей им быстрой и точной переходной характеристики. Фактически, большая часть общего слышимого подобия всех громкоговорителей близкого частотного диапазона и похожего уровня качества — независимо от родового типа — лежит не в нелинейностях, не исключительно в амплитудной частотной характеристике давления, а в отклике во временной области, определяемом линейными искажениями, вносимыми взаимодействием амплитудных и фазовых откликов. Это особенно верно, когда такие нелинейности вызываются структурами внутренних отражений.

Редакция благодарит автора
за любезно предоставленные материалы.


Классическая музыка на открытом воздухе

Классическая музыка на открытом воздухе

Когда встречаются единомышленники, профессионалы, люди, которые умеют и мечтать, и работать, то получаются талантливые и запоминающиеся проекты, обогащающие культурную жизнь России и нашу с вами, зрителей и слушателей. Сегодня мы беседуем с Дмитрием Волосниковым, дирижером театра «Новая опера», и известным звукорежиссером Дмитрием Рудаковым. Эта беседа вышла в двух форматах – статьи и видео. Не надо выбирать, читайте и смотрите!

Live Sound Agency. Планы на будущее – развиваться!

Live Sound Agency. Планы на будущее – развиваться!

Прокатная компания LSA берет свое начало аж в 1990 году, что по меркам российского бизнеса – более чем серьезный срок, а если говорить о музыкальной индустрии, то и подавно. Мы поговорили с директором Михаилом Суджашвили, пришедшим в агентство в уже далеком 2009 году, о том, что представляет собой LSA сегодня, об акустике райдерной, китайской и отечественной, а также о творчестве во время пандемии.

Игры будущего. Павел Клименко о техническом  оснащении фиджитал соревнований

Игры будущего. Павел Клименко о техническом оснащении фиджитал соревнований

С 21 февраля по 3 марта 2024 года в Казани прошло уникальное событие, одновременно в двух мирах спорта – виртуальном и реальном – международный турнир «Игры будущего». Этот симбиоз физических и цифровых спортивных состязаний раскрывает уникальные возможности спортсменов сразу в двух измерениях.

AKG LYRA. Лира вдохновения для видеоблогеров

AKG LYRA. Лира вдохновения для видеоблогеров

Компания AKG, ведущий производитель профессиональных микрофонов, также решила обратиться к теме интернет-вещания и выпустила модель с названием LYRA, в первую очередь ориентированную на видеоблогеров.

«Торнадо» в день «Нептуна»

«Торнадо» в день «Нептуна»

2019 год стал для компании Guangzhou Yajiang Photoelectric Equipment CO.,Ltd очень богатым на новинки световых приборов. В их числе всепогодные светодиодные поворотные головы высокой мощности: серии Neptune, выпускаемые под брендом Silver Star, и Tornado – под брендом Arctik.

Игры будущего. Павел Клименко о техническом  оснащении фиджитал соревнований

Игры будущего. Павел Клименко о техническом оснащении фиджитал соревнований

С 21 февраля по 3 марта 2024 года в Казани прошло уникальное событие, одновременно в двух мирах спорта – виртуальном и реальном – международный турнир «Игры будущего». Этот симбиоз физических и цифровых спортивных состязаний раскрывает уникальные возможности спортсменов сразу в двух измерениях.

Михаил Суджашвили о том, как живет прокатная компания. Live Sound Agency

Михаил Суджашвили о том, как живет прокатная компания. Live Sound Agency

Прокатная компания Live Sound Agency, образованная в 1990 году, одна из самых авторитетных компаний в российском шоу-бизнесе. Ее директор Михаил Суджашвили, рассказывает о том, что представляет собой LSA сегодня, об организации работы склада, о райдерном оборудовании, а также о творчестве во время пандемии. Эта беседа вышла в двух форматах — статьи и видео. Не надо выбирать, смотрите и читайте! Статья на сайте в pdf-версии журнала: show-master.ru


Классическая музыка на открытом воздухе

Классическая музыка на открытом воздухе

Когда встречаются единомышленники, профессионалы, люди, которые умеют и мечтать, и работать, то получаются талантливые и запоминающиеся проекты, обогащающие культурную жизнь России и нашу с вами, зрителей и слушателей. Сегодня мы беседуем с Дмитрием Волосниковым, дирижером театра «Новая опера», и известным звукорежиссером Дмитрием Рудаковым. Эта беседа вышла в двух форматах – статьи и видео. Не надо выбирать, читайте и смотрите!

Live Sound Agency. Планы на будущее – развиваться!

Live Sound Agency. Планы на будущее – развиваться!

Прокатная компания LSA берет свое начало аж в 1990 году, что по меркам российского бизнеса – более чем серьезный срок, а если говорить о музыкальной индустрии, то и подавно. Мы поговорили с директором Михаилом Суджашвили, пришедшим в агентство в уже далеком 2009 году, о том, что представляет собой LSA сегодня, об акустике райдерной, китайской и отечественной, а также о творчестве во время пандемии.

Игры будущего. Павел Клименко о техническом  оснащении фиджитал соревнований

Игры будущего. Павел Клименко о техническом оснащении фиджитал соревнований

С 21 февраля по 3 марта 2024 года в Казани прошло уникальное событие, одновременно в двух мирах спорта – виртуальном и реальном – международный турнир «Игры будущего». Этот симбиоз физических и цифровых спортивных состязаний раскрывает уникальные возможности спортсменов сразу в двух измерениях.

Классическая музыка на открытом воздухе

Классическая музыка на открытом воздухе

Когда встречаются единомышленники, профессионалы, люди, которые умеют и мечтать, и работать, то получаются талантливые и запоминающиеся проекты, обогащающие культурную жизнь России и нашу с вами, зрителей и слушателей. Сегодня мы беседуем с Дмитрием Волосниковым, дирижером театра «Новая опера», и известным звукорежиссером Дмитрием Рудаковым. Эта беседа вышла в двух форматах – статьи и видео. Не надо выбирать, читайте и смотрите!

Мониторинг. Урок 18. Активные контрольные комнаты

Мониторинг. Урок 18. Активные контрольные комнаты

Не следует путать новые возможности дизайна активных помещений с «поддерживаемой реверберацией», которая с 1950-х годов использовалась в Королевском фестивальном зале (Royal Festival Hall), а позже в студиях «Лаймхаус» (Limehouse Studios). Это были системы, использующие настраиваемые резонаторы и многоканальные усилители для распределения естественных резонансов до нужной части помещения.

Live Sound Agency. Планы на будущее – развиваться!

Live Sound Agency. Планы на будущее – развиваться!

Прокатная компания LSA берет свое начало аж в 1990 году, что по меркам российского бизнеса – более чем серьезный срок, а если говорить о музыкальной индустрии, то и подавно. Мы поговорили с директором Михаилом Суджашвили, пришедшим в агентство в уже далеком 2009 году, о том, что представляет собой LSA сегодня, об акустике райдерной, китайской и отечественной, а также о творчестве во время пандемии.

Live Sound Agency. Планы на будущее – развиваться!

Live Sound Agency. Планы на будущее – развиваться!

Прокатная компания LSA берет свое начало аж в 1990 году, что по меркам российского бизнеса – более чем серьезный срок, а если говорить о музыкальной индустрии, то и подавно. Мы поговорили с директором Михаилом Суджашвили, пришедшим в агентство в уже далеком 2009 году, о том, что представляет собой LSA сегодня, об акустике райдерной, китайской и отечественной, а также о творчестве во время пандемии.

Как сделать мюзикл, чтобы он стал лучшим

Как сделать мюзикл, чтобы он стал лучшим

Звукорежиссер и саунд-продюсер Олег Чечик в профессии более тридцати лет.
В 2010 году, имея значительный опыт работы в студии и на концертах, он принял предложение Московского театра оперетты поработать над мюзиклом, потом взялся еще за один, затем за третий.
В результате один из них, «Монте-Кристо», в 2014 году был признан лучшим в мире, а другой, «Анна Каренина», был представлен не только в киноверсии, но и в виде уникального приложения.
«Шоу-Мастер» расспросил Олега о том, где и как он работает,
почему мюзиклы требуют особого подхода и в чем заключался его вклад в создание мюзиклов.
«

Прокат как бизнес. Попробуем разобраться

Прокат как бизнес. Попробуем разобраться

Андрей Шилов: "Выступая на 12 зимней конференции прокатных компаний в Самаре, в своем докладе я поделился с аудиторией проблемой, которая меня сильно беспокоит последние 3-4 года. Мои эмпирические исследования рынка проката привели к неутешительным выводам о катастрофическом падении производительности труда в этой отрасли. И в своем докладе я обратил внимание владельцев компаний на эту проблему как на самую важную угрозу их бизнесу. Мои тезисы вызвали большое количество вопросов и длительную дискуссию на форумах в соцсетях."

Словарь

Панорамирование

- управление уровнем сигнала в каналах, приводящее к изменению положения мнимого источника звука на стереопанораме.

Подробнее