Как исправить ачх колонок

Уроки труда,
Или методика создания акустических систем. Часть II

В прошлый раз мы научились рассчитывать акустическое оформление с фазоинвертором и начали экспериментально определять зависимость полного электрического сопротивления динамических головок от частоты. Сегодня мы попробуем осмыслить результаты измерений, после чего рассмотрим способы амплитудной и частотной коррекции излучателей.

Если вы обнаружите минимумы импеданса около 3 Ом, не расстраивайтесь. Некоторые модели АС известных фирм имеют провалы до 2,6 Ом, а иногда даже до 2 Ом! Ничего хорошего в этом, конечно, нет — усилители перегреваются, работая на такую нагрузку, особенно на большой громкости, растут искажения.

Для ламповых триодных усилителей особенно опасны минимумы в области низких частот и нижней середины. Если импеданс здесь падает ниже 3 Ом, возможен выход из строя оконечных ламп, а вот пентоды этого не боятся.

Важно помнить, что выходное сопротивление усилителя участвует в настройке фильтра АС. Например, если сделать подъем на 1 дБ области Fc, подключив АС к транзисторному усилителю почти с нулевым выходным сопротивлением, то при работе с ламповым (типовое значение Rвых = 2 Ом) от форсажа не останется и следа. Да и вся АЧХ будет другой. Чтобы получить те же результаты, придётся создать другой фильтр.

Слушатель, не останавливающийся в развитии, со временем приходит к пониманию ценности хороших ламповых усилителей. По этой причине я обычно настраиваю акустику с ламповым оконечником, а при подключении к транзисторному ставлю последовательно с АС 10-ваттный безындукционный (не более 4 — 8 mН) резистор сопротивлением 2 Ом.

Если имея транзисторный усилитель, вы не исключаете возможность приобретения в будущем лампового, то при настройке и последующей эксплуатации подключайте ваши АС через такие резисторы. При переходе на лампы не потребуется настраивать АС заново, достаточно лишь удалить резисторы.

При отсутствии генератора подойдет тестовый CD с записью испытательных сигналов для оценки АЧХ. При этом вы не сможете плавно менять частоту и, скорее всего, пропустите самый минимум импеданса. Тем не менее, даже приблизительная оценка модуля Z будет полезна, причем для этого псевдошумовые сигналы в третьоктавных полосах даже удобнее, чем синусоидальные. Такие сигналы есть на тестовом CD журнала «Салон AV» (№7/2002). В крайнем случае, можно обойтись без измерений импеданса, если ограничить форсаж отдачи на частоте среза фильтра величиной 1 дБ. При этом импеданс вряд ли упадёт более чем на 20%. Например, для 4-омной АС это соответствует минимуму в 3,2 Ом, что допустимо.

Учтите, что «поймать» параметры элементов фильтра, необходимые для коррекции АЧХ, вам придётся самостоятельно. Предварительный расчёт нужен, чтобы изначально не промахнуться «на километр». В простой фильтр НЧ/СЧ-головки добавляются резисторы для некоторых манипуляций с АЧХ, которые могут потребоваться при настройке ваших АС. Если средний уровень звукового давления этого динамика выше соответствующего параметра ВЧ-головки, необходимо включить последовательно с динамиком резистор.

Варианты включения — на рис. 6 а) и б).

Величину необходимого снижения отдачи НЧ/СЧ-головки, выраженную в дБ, обозначим N. Тогда:

где Rд — среднее значение импеданса динамика.

Вместо расчётов можно воспользоваться таблицей 1.

Таблица 1

1 дБ — = 10%, или изменение уровня в 1,1 раза.

2 дБ — = 25% — » — в 1,25 раза.

3 дБ — = 40% — » — 1,4 раза.

4 дБ — = 60% — » — 1,6 раза.

5 дБ — = 80% — » — 1,8 раза.

6 дБ — = 100% — » — 2 раза.

где Vус — действующее значение напряжения на выходе усилителя. Vд — то же, на динамике. Vд меньше, чем Vс, благодаря ослаблению сигнала резистором R1. Кроме того, N = Nвч — Nнч, где Nнч и Nвч — уровень звукового давления, развиваемый, соответственно, НЧ и ВЧ-головками.

Эти уровни — усреднённые по полосам, воспроизводимым НЧ и ВЧ-головками. Естественно, Nнч и Nвч измеряются в дБ.

Пример быстрой оценки необходимой величины R1:

Для N = 1 дБ; R1 = Rд (1,1 — 1) = 0,1 Rд.

Для N = 2 дБ; R1 = Rд (1,25 — 1) = 0,25 Rд.

…

Для N = 6 дБ; R1 = Rд (2 — 1) = Rд.

Более конкретный пример:

Rд = 8 Ом, N = 4 дБ.

R1 = 8 Ом (1,6 — 1) = 4,8 Ом.

Как рассчитать мощность R1?

Пусть Рд — паспортная мощность НЧ/СЧ-громкоговорителя, PR1 — допустимая мощность, рассеиваемая R1.

Тогда:

Не следует затруднять отвод тепла от R1, то есть не надо обматывать его изолентой, заливать термоклеем и т.п.

Особенности предварительного расчёта фильтра с R1.

Для схемы на рис. 6 б) значения L1 и C1 рассчитываются на воображаемый динамик, суммарное сопротивление которого: RS= R1 + Rд.

При этом L1 получается больше, а C1 — меньше, чем у фильтра без R1.

Для схемы на рис. 6 а) — всё наоборот: введение в схему R1 требует уменьшения L1 и увеличения С1. Проще рассчитывать фильтр по схеме на рис. 6 б). Пользуйтесь именно этой схемой.

Дополнительная коррекция АЧХ при помощи резистора.

Если для улучшения равномерности АЧХ необходимо уменьшить подавление фильтром сигналов выше частоты среза, можно применить схему, приведённую на рис. 7

рис. 7

R2 в этом случае дает уменьшение отдачи в Fс. Выше Fc отдача, напротив, растёт по сравнению с фильтром без R2. Если необходимо восстановить близкую к исходной АЧХ (измеренной без R2), следует уменьшить L1 и увеличить C1 в одинаковой пропорции. На практике диапазон R2 находится в пределах:

R2 = (0,1Е1) і Rд.

Коррекция АЧХ

Простейший случай. На достаточно равномерной характеристике имеется зона завышенной отдачи («презенс») в области средних частот. Можно применить корректор в виде резонансного контура (рис. 8).

рис. 8

На частоте резонанса

Контур имеет некоторое значение импеданса, в соответствии с величиной которого сигнал на динамике ослабляется.

Вне частоты резонанса ослабление уменьшается, таким образом, контур может избирательно подавлять «презенс».

Ориентировочно рассчитать значения L2 и C2 в зависимости от Fp и степени подавления N2 (в дБ) можно так:

Удобно воспользоваться таблицей 1a:

Пример: необходимо подавить «презенс» с центральной частотой 1600 Гц. Импеданс громкоговорителя — 8 Ом. Степень подавления: 4 дБ.

Конкретная форма АЧХ громкоговорителя может потребовать более сложной коррекции.

Примеры — на рис. 9.

Случай на рис. 9 а) — самый простой. Легко подобрать параметры корректирующего контура, так как «презенс» имеет форму «зеркальную» возможной характеристике фильтра.

На рис. 9 б) показан другой возможный вариант. Видно, что простейший контур позволяет «разменять» один большой «горб» на два маленьких с небольшим провалом АЧХ в придачу.

В таких случаях нужно сначала увеличить L2 и уменьшить С2. Это расширит полосу подавления до нужных пределов. Затем следует зашунтировать контур резистором R3, как показано на рис. 10. величина R3 выбирается исходя из необходимой степени подавления сигнала, подаваемого на динамик в полосе, определяемой параметрами контура.

Рис.10

R3 = Rд (D — 1)

Пример: надо подавить сигнал на 2 дБ. Динамик — 8 Ом. Обращаться к Таблице 1.

R3 = 8 Ом (1,25 — 1) = 2 Ом.

Как в этом случае происходит коррекция, показано на рис. 9 в).

Для современных громкоговорителей характерно сочетание двух проблем: «презенс» в области 1000 — 2000 Гц и некоторый избыток верхней середины. Возможный вид АЧХ приведен на рис. 11 а).

рис. 11

Наиболее свободный от вредных «побочных» эффектов способ коррекции требует небольшого усложнения контура.

Корректор показан на рис. 12:

Резонанс контура L2, С2 нужен, как обычно, для подавления «презенса». Ниже Fp сигнал почти без потерь проходит на динамик через L2. Выше Fp сигнал идёт через С2 и ослабляется резистором R4.

Оптимизируется корректор в несколько этапов. Так как введение R4 ослабляет резонанс контура L2, C2, то изначально следует выбрать L2 больше, а C2 меньше. Это обеспечит избыточное подавление на Fp, которое нормализуется после введения R4.

R3 = Rд (D — 1), где D — величина подавления сигналов выше Fp.

D выбирается в соответствии с избытком верхней середины, сверяясь с таблицей 1.

Этапы коррекции условно проиллюстрированы на рис. 11 б).

В редких случаях требуется обратное воздействие на наклон АЧХ при помощи корректирующей цепи. Ясно, что для этого R4 должен переместиться в цепь L2.

Схема — на рис. 13.

Проблемная АЧХ и её коррекция для этого случая показаны на рис. 14.

При определённом сочетании величин L2, C2 и R4 корректор может не иметь особенного подавления на Fp.

Пример, когда необходимо именно такая коррекция, — на рис. 15.

(Продолжение следует)

Практика AV #6/2003

Лечим амплитудную и частотную неравномерность громкоговорителей

В прошлый раз мы научились рассчитывать акустическое оформление с фазоинвертором и начали экспериментально определять зависимость полного электрического сопротивления динамических головок от частоты. Сегодня мы попробуем осмыслить результаты измерений, после чего рассмотрим способы амплитудной и частотной коррекции излучателей.

Если вы обнаружите минимумы импеданса около 3 Ом, не расстраивайтесь. Некоторые модели АС известных фирм имеют провалы до 2,6 Ом, а иногда даже до 2 Ом! Ничего хорошего в этом, конечно, нет — усилители перегреваются, работая на такую нагрузку, особенно на большой громкости, растут искажения.

Для ламповых триодных усилителей особенно опасны минимумы в области низких частот и нижней середины. Если импеданс здесь падает ниже 3 Ом, возможен выход из строя оконечных ламп, а вот пентоды этого не боятся.

Важно помнить, что выходное сопротивление усилителя участвует в настройке фильтра АС. Например, если сделать подъем на 1 дБ области Fc, подключив АС к транзисторному усилителю почти с нулевым выходным сопротивлением, то при работе с ламповым (типовое значение Rвых = 2 Ом) от форсажа не останется и следа. Да и вся АЧХ будет другой. Чтобы получить те же результаты, придётся создать другой фильтр.

Слушатель, не останавливающийся в развитии, со временем приходит к пониманию ценности хороших ламповых усилителей. По этой причине я обычно настраиваю акустику с ламповым оконечником, а при подключении к транзисторному ставлю последовательно с АС 10-ваттный безындукционный (не более 4 — 8 mН) резистор сопротивлением 2 Ом.

Если имея транзисторный усилитель, вы не исключаете возможность приобретения в будущем лампового, то при настройке и последующей эксплуатации подключайте ваши АС через такие резисторы. При переходе на лампы не потребуется настраивать АС заново, достаточно лишь удалить резисторы.

При отсутствии генератора подойдет тестовый CD с записью испытательных сигналов для оценки АЧХ. При этом вы не сможете плавно менять частоту и, скорее всего, пропустите самый минимум импеданса. Тем не менее, даже приблизительная оценка модуля Z будет полезна, причем для этого псевдошумовые сигналы в третьоктавных полосах даже удобнее, чем синусоидальные. Такие сигналы есть на тестовом CD журнала «Салон AV» (№7/2002). В крайнем случае, можно обойтись без измерений импеданса, если ограничить форсаж отдачи на частоте среза фильтра величиной 1 дБ. При этом импеданс вряд ли упадёт более чем на 20%. Например, для 4-омной АС это соответствует минимуму в 3,2 Ом, что допустимо.

Учтите, что «поймать» параметры элементов фильтра, необходимые для коррекции АЧХ, вам придётся самостоятельно. Предварительный расчёт нужен, чтобы изначально не промахнуться «на километр». В простой фильтр НЧ/СЧ-головки добавляются резисторы для некоторых манипуляций с АЧХ, которые могут потребоваться при настройке ваших АС. Если средний уровень звукового давления этого динамика выше соответствующего параметра ВЧ-головки, необходимо включить последовательно с динамиком резистор.

Варианты включения — на рис. 6 а) и б).

Величину необходимого снижения отдачи НЧ/СЧ-головки, выраженную в дБ, обозначим N. Тогда:

где Rд — среднее значение импеданса динамика.

Вместо расчётов можно воспользоваться таблицей 1.

Таблица 1

1 дБ — = 10%, или изменение уровня в 1,1 раза.

2 дБ — = 25% — » — в 1,25 раза.

3 дБ — = 40% — » — 1,4 раза.

4 дБ — = 60% — » — 1,6 раза.

5 дБ — = 80% — » — 1,8 раза.

6 дБ — = 100% — » — 2 раза.

где Vус — действующее значение напряжения на выходе усилителя. Vд — то же, на динамике. Vд меньше, чем Vс, благодаря ослаблению сигнала резистором R1. Кроме того, N = Nвч — Nнч, где Nнч и Nвч — уровень звукового давления, развиваемый, соответственно, НЧ и ВЧ-головками.

Эти уровни — усреднённые по полосам, воспроизводимым НЧ и ВЧ-головками. Естественно, Nнч и Nвч измеряются в дБ.

Пример быстрой оценки необходимой величины R1:

Для N = 1 дБ; R1 = Rд (1,1 — 1) = 0,1 Rд.

Для N = 2 дБ; R1 = Rд (1,25 — 1) = 0,25 Rд.

Для N = 6 дБ; R1 = Rд (2 — 1) = Rд.

Более конкретный пример:

Rд = 8 Ом, N = 4 дБ.

R1 = 8 Ом (1,6 — 1) = 4,8 Ом.

Как рассчитать мощность R1?

Пусть Рд — паспортная мощность НЧ/СЧ-громкоговорителя, PR1 — допустимая мощность, рассеиваемая R1.

Тогда:

Не следует затруднять отвод тепла от R1, то есть не надо обматывать его изолентой, заливать термоклеем и т.п.

Особенности предварительного расчёта фильтра с R1.

Для схемы на рис. 6 б) значения L1 и C1 рассчитываются на воображаемый динамик, суммарное сопротивление которого: RS= R1 + Rд.

При этом L1 получается больше, а C1 — меньше, чем у фильтра без R1.

Для схемы на рис. 6 а) — всё наоборот: введение в схему R1 требует уменьшения L1 и увеличения С1. Проще рассчитывать фильтр по схеме на рис. 6 б). Пользуйтесь именно этой схемой.

Дополнительная коррекция АЧХ при помощи резистора.

Если для улучшения равномерности АЧХ необходимо уменьшить подавление фильтром сигналов выше частоты среза, можно применить схему, приведённую на рис. 7

R2 в этом случае дает уменьшение отдачи в Fс. Выше Fc отдача, напротив, растёт по сравнению с фильтром без R2. Если необходимо восстановить близкую к исходной АЧХ (измеренной без R2), следует уменьшить L1 и увеличить C1 в одинаковой пропорции. На практике диапазон R2 находится в пределах:

Коррекция АЧХ

Простейший случай. На достаточно равномерной характеристике имеется зона завышенной отдачи («презенс») в области средних частот. Можно применить корректор в виде резонансного контура (рис. 8).

На частоте резонанса

Контур имеет некоторое значение импеданса, в соответствии с величиной которого сигнал на динамике ослабляется.

Вне частоты резонанса ослабление уменьшается, таким образом, контур может избирательно подавлять «презенс».

Ориентировочно рассчитать значения L2 и C2 в зависимости от Fp и степени подавления N2 (в дБ) можно так:

Удобно воспользоваться таблицей 1a:

Пример: необходимо подавить «презенс» с центральной частотой 1600 Гц. Импеданс громкоговорителя — 8 Ом. Степень подавления: 4 дБ.

Конкретная форма АЧХ громкоговорителя может потребовать более сложной коррекции.

Примеры — на рис. 9.

Случай на рис. 9 а) — самый простой. Легко подобрать параметры корректирующего контура, так как «презенс» имеет форму «зеркальную» возможной характеристике фильтра.

На рис. 9 б) показан другой возможный вариант. Видно, что простейший контур позволяет «разменять» один большой «горб» на два маленьких с небольшим провалом АЧХ в придачу.

В таких случаях нужно сначала увеличить L2 и уменьшить С2. Это расширит полосу подавления до нужных пределов. Затем следует зашунтировать контур резистором R3, как показано на рис. 10. величина R3 выбирается исходя из необходимой степени подавления сигнала, подаваемого на динамик в полосе, определяемой параметрами контура.

Рис.10

Пример: надо подавить сигнал на 2 дБ. Динамик — 8 Ом. Обращаться к Таблице 1.

R3 = 8 Ом (1,25 — 1) = 2 Ом.

Как в этом случае происходит коррекция, показано на рис. 9 в).

Для современных громкоговорителей характерно сочетание двух проблем: «презенс» в области 1000 — 2000 Гц и некоторый избыток верхней середины. Возможный вид АЧХ приведен на рис. 11 а).

Наиболее свободный от вредных «побочных» эффектов способ коррекции требует небольшого усложнения контура.

Корректор показан на рис. 12

Резонанс контура L2, С2 нужен, как обычно, для подавления «презенса». Ниже Fp сигнал почти без потерь проходит на динамик через L2. Выше Fp сигнал идёт через С2 и ослабляется резистором R4.

Оптимизируется корректор в несколько этапов. Так как введение R4 ослабляет резонанс контура L2, C2, то изначально следует выбрать L2 больше, а C2 меньше. Это обеспечит избыточное подавление на Fp, которое нормализуется после введения R4.

R3 = Rд (D — 1), где D — величина подавления сигналов выше Fp.

D выбирается в соответствии с избытком верхней середины, сверяясь с таблицей 1.

Этапы коррекции условно проиллюстрированы на рис. 11 б).

В редких случаях требуется обратное воздействие на наклон АЧХ при помощи корректирующей цепи. Ясно, что для этого R4 должен переместиться в цепь L2.

Схема — на рис. 13.

Проблемная АЧХ и её коррекция для этого случая показаны на рис. 14.

При определённом сочетании величин L2, C2 и R4 корректор может не иметь особенного подавления на Fp.

Пример, когда необходимо именно такая коррекция, — на рис. 15.

Источник

Калибровка аудиосистемы: зачем делать электронную румкоррекцию

Практически любую аудиосистему можно заставить играть лучше. И это то, чем я люблю заниматься, неважно, стереофоническая система или мультиканальная, для музыки она создана или для кино. Основные принципы улучшения звука — тщательные поиски «узких» мест. Все знают, что компоненты должны соответствовать друг другу, но часто забывают, что при инсталляции могут быть допущены ошибки.

Для поиска проблем следует использовать специальные измерительные приборы или программные продукты — REW, ARTA и другие. Благо их достаточно на рынке — созданных энтузиастами и распространяющихся бесплатно. Я обычно работаю с программой REW и USB-микрофоном Umic-1 или использую румкорректор-кроссовер Trinnov ST2 из своей домашней стереосистемы. Последний удобен тем, что показывает результаты наглядными графиками и позволяет проконтролировать не только стандартные характеристики (АЧХ и ФЧХ), но и так называемые «безэховые» измерения АЧХ, импульсную характеристику, групповое время задержки и время отклика комнаты в зависимости от частоты. Изучение и сопоставление полученных данных помогают определить дефекты системы и наметить пути ее улучшения.

Влияние комнаты

Начать, пожалуй, следует с показательного графика, на котором совмещены кривые АЧХ системы с учетом отклика комнаты (сиреневый цвет) и т.н. «безэховые» измерения, где влияние комнаты максимально отброшено из рассмотрения. Прошу обратить внимание, что цена деления — 5 дБ, и средняя разница между АЧХ прямого звука и общей АЧХ составляет примерно 6 дБ по НЧ/СЧ диапазону — это и есть влияние комнаты на звук. Т.е. данное помещение практически удваивает звуковое давление от АС, причем делает это с некоторой задержкой. Комната для рассмотрения выбрана стандартная: 24 кв.м., ковер на полу, мягкий диван, пара кресел, пенополистороловые плиты на потолке — вот и все звукопоглощение.

Вот как отклик этой же комнаты (реакция на импульс) выглядит во времени:

По вертикали — частота, по горизонтали — время в миллисекундах, цветом обозначена амплитуда в дБ

Здесь показана реакция комнаты на одиночный импульс. Когда музыка закончилась, комната продолжает играть сама по себе. График показывает, что затухание звука в басах происходит более чем 0,6 секунды!

В итоге становится ясно, что комната влияет на звучание системы, и слушатель это заметит и в составе самого звука (ранние отражения), и как эффект эха. Наш слух устроен таким образом, что мы не всегда воспринимаем влияние комнаты как помеху. Подсознательно человек пытается определить, где он находится, и делает это обычно по реверберационным призвукам, сопровождающим любой звук в помещении. Предположительно навык этот достался нам от далеких предков, живших в пещерах.

В домашних условиях получается, что слушатель воспринимает как бы два пространства одновременно: комнату, где он находится, и комнату, в которой проводилась запись (или имитацию пространства искусственной реверберацией, добавленную в студии). Вообще такое «раздвоение» приводит к дискомфорту, поэтому лучше, конечно, двойственность эту исключить, т.е. сделать в акустической обработке помещения упор на рассеивание или на поглощение звука. Это если мы говорим о комнате для прослушивания музыки. Ранее я писал, что в кинозалах такого выбора нет — там корректно делать только заглушение. Но это уже относится к акустической обработке, поэтому вернусь к теме статьи — электронной коррекции помещения.

Аналог и цифра

Для стереосистем наличие аудиопроцессора — большая редкость. Корни этого явления растут из главной аудиофильской догмы — «максимально короткого тракта», который подразумевает минимальный набор элементов в системе — только самое необходимое. Ведь нередко из тракта изымают не только регуляторы тембра, но даже регулировку громкости! И при этом забывают, что такой аудиофильский тракт (как, впрочем, и любой другой) требует специальной акустической комнаты для прослушивания. Для подобных помещений существуют стандарты, которые нормируют время спадания звука до уровня -60 дБ (акустический параметр RT60). Однако для этого потребуются дополнительные вложения — свободное пространство, отделенная комната и т.п. Поэтому чаще всего акустическая обработка напрочь отсутствует или сводится к минимуму: ковер на полу, мягкая мебель, шторы, значительно реже — рассеиватели в зонах первых отражений. Вот в этом случае особенно полезна будет румкоррекция для устранения неполадок, особенно в НЧ-диапазоне.

Фанаты аналогового звука самого высокого класса могут попытаться найти студийные аналоговые параметрические фильтры на вторичном рынке или заказать прибор мастерам — современного производства такой техники практически не осталось.

Намного проще использовать цифровую технику, тем более, выбор здесь большой: от компьютера с программой, студийных процессоров — до аппаратов, специально предназначенных для румкорреции (как DEQX, Trinnov, MiniDSP, DSPeaker и прочих) на любой вкус и кошелек. Иногда такие процессоры имеют дополнительные возможности, как сетевые проигрыватели, встроенные кроссоверы, различные «улучшайзеры» звука. И наконец, современные AV-рессиверы и процессоры мультиканального звука практически всегда оснащены алгоритмами румкоррекции, из популярных — Dirac и Audyssey с возможностями ручной подстройки и параметрическими фильтрами. Более дорогие решения могут использовать алгоритмы Trinnov, а например, в комплект JBL Synthesis сразу входят студийные процессоры BBS с оригинальным софтом. Кстати, цифровые аудиопроцессоры часто оснащаются аналоговыми входами.

Шесть шагов к лучшему звуку

Теперь ответим на вопрос: что именно можно (и нужно) корректировать в домашней системе звуковоспроизведения?

1. На первое место я бы поставил выраженные комнатные резонансы, они мешают прослушиванию больше всего, поскольку никогда не воспринимаются как органичная часть звука, существуют отдельно от него, и это постоянное «подгуживание» комнаты на одном и том же тоне быстро утомляет слушателя. Вот как выглядит типичный комнатный резонанс на графике АЧХ системы до и после его коррекции (верхний и нижний графики соответственно):

На частоте 45 Гц амплитуда комнатного резонанса достигает 20 дБ! От этого гудения можно избавиться, если «вырезать» резонансный пик параметрическим эквалайзером.

Параметрический эквалайзер регулирует уровень звука на заданной частоте, и можно определять ширину этой частотной полосы (добротность), в отличие от более простого «графического» эквалайзера, имеющего фиксированную сетку частот и полосы регулировки. Широко распространенный «третьоктавный» эквалайзер, как следует из его названия, имеет добротность в 1/3 октавы, в то время как на низких частотах комнатные резонансные пики имеют типичную добротность в 1/10-1/12 октавы. Другими словами, для решения типичных проблем третьоктавный эквалайзер не подойдет.

Однако у параметрических эквалайзеров есть и свой недостаток — мы удаляем из прямого звука ту ноту, на которой «возбуждается» помещение. Но в итоге мы все же слышим эту ноту после того, как она отразится от стен, срезонирует и восстановится в исходной громкости. Из-за этой задержки и считается, что лучше вообще не делать электронную коррекцию комнаты. Однако как иначе убрать показанный выше пик АЧХ на 45 герцах? Построить акустические поглотители такого размера нереально. Поэтому из двух зол мы выбираем меньшее. Стоит отметить, что алгоритм Trinnov для подавления низкочастотных резонансов использует специальные техники, как подавление первичных отражений с помощью генерируемых импульсов, которые подаются в противофазе к месту прослушивания и управление амплитудой путем сдвига фазы одной из АС в НЧ-диапазоне.

2. На втором месте по нежелательному влиянию — отражения от близких поверхностей, т.н. SBIR-эффект (Speaker Boundary Interference Response). В статье по строительству ДК я уже описывал этот эффект, приводящий к глубоким провалам и подъемам АЧХ системы. В отличие от комнатных резонансов, SBIR-эффект приходит с минимальной задержкой, поэтому его можно корректировать электронным способом без нежелательных последствий для звука. Для этого применяются звуковые процессоры разных типов: они позволяют формировать АЧХ системы, в том числе параметрические фильтры лишь с одной оговоркой — пики звука, вызванные SBIR-ээфектом, регулируются легко, а с провалами ситуация иная. «Вытянуть» частоту можно, если только каждый элемент системы (предусилитель, мощник, АС) позволит передать эту самую усиленную часть сигнала без искажений. Система должна иметь запас по перегрузке для подобной коррекции. Поэтому, как правило, для исправления «провалов» в АЧХ не используют усиление больше 6 дБ. А если «провал» ушел вглубь на -10 или -20 дБ, его лучше вообще не корректировать, в противном случае это даст только отрицательный эффект.

3. Третьим пунктом станет коррекция краев частотного диапазона. В данном случае мы изменяем прямой сигнал, поэтому можно использовать любой алгоритм из тех, что есть в системе. Сравнительно легко немного расширить низкочастотный диапазон системы (при наличии запаса по перегрузке), а вот в высокочастотном лучше ничего не трогать: верхняя граница определяется физическими параметрами динамиков, и попытка коррекции лишь увеличит искажения.

4. Дальше нужно корректировать дефекты АЧХ самой системы — обычно это сопряжение кроссоверов в колонке и ее резонансы. СЧ/ВЧ-диапазон можно регулировать с помощью тех же параметрических эквалайзеров, но делать это нужно осторожно, чтобы не навредить звучанию — не более двух-трех фильтров на диапазон, и ни в коем случае фильтры не должны пересекаться на одной частоте, потому что возникнет «излом» фазы, который испортит звук. Для более точной коррекции лучше применять процессоры, способные управлять АЧХ, не меняя фазу сигнала.

5. Пятый пункт — коррекция тонального баланса с учетом влияния комнаты. Здесь уже параметрические фильтры не подойдут, нужно использовать процессор, позволяющий задать требуемый наклон АЧХ и частоты, с которой этот наклон начинается. Данный функционал встречается даже в недорогих ресиверах и процессорах (т.н. «параметрический регулятор тембра»), но для максимального качества я бы советовал использовать специальные звуковые процессоры, пришедшие из профессионального звука, у которых есть сразу несколько типов эквализации. Ниже на картинке — типичная форма целевой кривой (форма АЧХ на месте прослушивания, к которой надо стремиться) в большинстве случаев. В зависимости от комнаты и ее акустической обработки может варьироваться подъем на низких частотах и спад на высоких. Некоторые модели АС позволяют задавать спад/подъем частотной характеристики в области СЧ/ВЧ специальными регуляторами или переключателями, их также следует использовать для коррекции тонального баланса.

6. Наконец, большинство процессоров румкоррекции позволяет точно делить спектр на полосы — т.н. «активный кроссовер». Его можно использовать для создания мультиампингового подключения, когда пассивные фильтры исключаются из акустической системы, а поделенный на частотные полосы сигнал подается на раздельные усилители по одному на каждый динамик. Такую реализацию мы часто видим в профессиональном аудио: именно она позволяет значительно повысить качество звучания АС и лучше настроить их под особенности комнаты. Понятно, что этот способ требует увеличить количество каналов усиления.

Все вместе

Лучший результат достигается в условиях, когда акустическая обработка комнаты дополнена электронной румкоррекцией на низких частотах, где акустическая обработка попросту неэффективна. В свою очередь, электронная коррекция СЧ/ВЧ-диапазонов может привнести нежелательные искажения в звук, и наоборот, акустическая обработка не потребует больших вложений.

Цифровые процессоры румкоррекции могут очень сильно улучшить качество звучания, если вместе с ними использовать активные кроссоверы и собрать мультиампинговую систему.

Источник

я не особо меломан, но люблю послушать приятную инструментальную музычку.
Дома у меня AVR Marantz, для выхода есть наушники B&O H9. В общем меня устраивает класс Д. Но я прям не могу слушать штатную голову в тигуане и меня это печалит. У Marantz есть клевая система room-коррекции Audyssey через комплектный микрофон.
Ну я взял этот микрофон, подключил к ноуту, загрузил Room EQ и снял АЧХ динамиков тигуана в трех точках. Заодно поигрался с «параметрией звука» которая, к слову, как слону дробина.
Что я сделал дальше?
На просторах интернета нашел как умные люди используют Room EQ с EQ APO для обычных компьютерных колонок. Т.е. с помощью Room EQ генерируют параметрический эквалайзер и подсовывают его EQ APO.
Чем я хуже? Взял да сделал. Эквалайзер получился сложным, 20 полосным, параметрическим.
Пошел в машину, снял АЧХ через этот эквалайзер — увидел улучшения.

Да, картинка не идеальная, есть сильные провалы, но в целом ничего так. Включаю музыку и офигиваю! Да это то что мне надо! Сразу стал напрашиватся саб, но и без него вся инструменталка запела как надо. Мне для машины больше и не надо.

Как теперь бюджетно вшить этот эквалайзер в штатную систему?
Идеально было бы создать собственную параметрию звука и вкачать ее прямо в магнитолу, но, думаю, таких специалистов я не найду.
Так же уверен, что придется поменять динамики на что-то более плотное, для лучшей передачи средних частот

ЗЫ. Оказалось что штатные динамики совсем не имеют баса, а то что мы слышим и воспринимаем за бас — это резонансный горб от 40 до 60 Гц. Но с ровной АЧХ, даже без баса, хочется навалить погромче свои любимые композиции

UPD:
Пока самым простым решением вижу установку процеуся
Helix M FOUR DSP (еще лучше сразу march)
Mosconi Gladen D2 100.4 DSP
Eton Mini 150.4 DSP (ещё найти надо в продаже)
Ну или какой нибудь бюджетный Pioneer DEQ-S1000A2 (нет параметрического эквалайзера):)

UPD2:
Закупился Match DSP и plag’n’play кабелем для тигуанчика… продолжение следует:)

В этом проекте с помощью ДСП ADAU1452 или ADAU1467 скорректируем АЧХ недорогих колонок Yamaha NS-6490, значительно улучшив их качество звучания.

Колонки Yamaha NS-6490 — одни из самых интересных трехполосных полочных АС. Легко разбираются и поддаются механической доработке. Ничего пилить и клеить не будем. Только Цифровой Аудио Процессор. Для этого проекта нужно отвинтить заднюю крышку колонки с разъемами, отсоединить низкочастотный динамик от общих клемм и вывести его на дополнительные разъемы. Затем убрать конденсатор фильтра среднечастотного громкоговорителя (он больше не нужен!). В результате получится трехполосная акустика с выводами для двух усилителей одного на низкочастотную головку, второго на среднечастотную плюс твиттер.

Получится так:
Посмотреть вложение 2320
Для тюнинга будем использовать

DSP KIT 4×3 HD

и

AD1934 DAC, Преобразователь: I2S — Аудио

Блок схема.

В отличии от предыдущих проектов в этом не будут использоваться регулировки тембра. На схеме только регулировка громкости, селектор входов, кнопка MUTE и индикация. Дополнительная кнопка NX4-1 это переключатель, на который выведена возможность включить или выключить автоматический эквалайзер. Будем оценивать тюнинг “на лету”. Схема регулировок полностью соответствует девайсу DSP KIT SDW за исключением дисплея показывающего частоту дискретизации воспроизводимого потока.

Комплектация:

1 х

DSP KIT 4×3 HD

— USB DAC+DSP. Материнская плата с ADAU1452
1 х

Reflex

— USB Hi-Res transport 32bit/96kHz, 2xI2S, TDM8, STM32F446RC
1 х

AD1934 DAC CODEC V2

— Преобразователь: I2S – Аудио на 8 линейных выходов.
4 x

RDC1-0034a

— Дифференциальный, высокопроизводительный усилитель на OPA1632

Управление и индикация
1 х

Неон 90R

— Правый поворот из трех светодиодов Neopixel
2 x

WS2812B (Neopixel)

, Светодиод SMD 5050 RGB с пиксельной адресацией
2 x

Резистор переменный

с линейной характеристикой
2 x

Кнопка тактовая

1 х Кнопка на панель. Power.
1 x любой светодиод
1 х резистор 1кОм
Посмотреть вложение 2321

Конструкция.

На материнскую плату DSP KIT 4×3 HD устанавливаем транспорт Reflex. Преобразователь I2S-audio AD1934 DAC подключаем так:
I2S порт DAC1 на AD1934 DAC соединить пин-пин с I2S портом OUT 1 на материнской плате.
SPI порт AD1934 DAC подключаем к SPI порту материнской плате. См. Блок схему.
Аналоговые выходы DAC1 и DAC2 на AD1934 DAC это дифференциальный выходы для высокочастотного канала выше 1000Гц. Через предварительные дифференциальные усилители RDC1-0034 сигнал подаем на первый стерео усилитель мощности.
Аналоговые выходы DAC3 и DAC4 на AD1934 DAC в проекте назначаются как стерео дифференциальные аналоговые выходы низкочастотного канала ниже 1000Гц. Через предварительные дифференциальные усилители RDC1-0034 сигнал подаем на второй усилитель мощности.

Элементы управления:
громкость, переключатель входов – переменные резисторы с линейной шкалой номиналом от 10 до 50 кОм. Крайние выводы подключаются между GND и 3V3, а средний вывод на входы GPIO материнской платы.
Громкость – GPIO1
Селектор входов – GPIO0
Кнопки замыкают входы GPIO и GND
MUTE – GPIO7
Nx4-1 – GPIO20

Индикация:

пять включенных последовательно адресных светодиодов WS2812. Три на плате Неон90R на них будет индикация селектора входов. Плату удобно располагать рядом с переменным резистором селектора входов. За ними светодиоды MUTE и Nx4-1. Ещё один обычный светодиод с резистором можно подключить в выводу GPIO21.
Всё эти элементы установлены на готовой панели управления DSP KIT SDW с Алюминиевой лицевой накладкой

DSP KIT SDW панель
Посмотреть вложение 2322
Проект SigmaStudio

На схеме. Три входа: SPDIF/TOSLINK, Reflex USB audio, HDMI via I2S. Сигналы подаются на селектор входов. Сигнал SPDIF/TOSLINK предварительно обрабатывается схемой удаления щелчков во время синхронизации. За селектором регулятор громкости.
Дальше – кроссовер, который разделяет широкополосный стерео сигнал на низкочастотный (ниже 1000 Гц) и высокочастотный (выше 1000 Гц) стерео каналы.
Ниже настройки кроссовера в проекте, после нажатия на синюю иконку.
Посмотреть вложение 2324
Фильтры Линквица — Райли для НЧ и ВЧ с частотами среза 1080Гц и 920Гц соответственно обеспечивают достаточную для нашего случая крутизну и небольшой подъем на стыке 1000Гц, всего 1дБ.
За кроссовером четыре автоматических эквалайзера для выравнивания АЧХ колонок, по два на ВЧ и НЧ каналы. Настройка фильтров будет описана ниже в разделе Измерения.
Сигналы после автоматических зквалайзеров поступают на раздельные выходы НЧ и ВЧ.
Перед выходами SPDIF и I2S via HDMI установлены миксеры смешивающие НЧ и ВЧ каналы. В результате на этих выходах получаем обработанный широкополосный стерео сигнал для подключения оконечных стерео ресиверов с цифровыми входами.
Схема удаления щелчков предназначена для удаления щелчков в момент синхронизации SPDIF.

Считываются данные с регистра F580. После синхронизации выделяется нужной бит, который на алгоритме Slew vol изменяет уровень громкости от приглушенного до нормального уровня. Чтобы щелчок замаскировался этим алгоритмом основной сигнал должен быть задержан на некоторое время. Мы установили задержку в 500 выборок (samples).
Для настройки регистров в паре ADAU1452 и AP1938 важно знать, что для выходных портов кодека AD1938 был выбран режим работы TDM. Поэтому в конфигурациях необходимо обратить внимание на настройки портов Serial Ports Output. Для ADAU1452 для выходного порта 1 (Serial output port 1) необходимо указать, что здесь будут выводится 8 каналов.

Настройки регистров ADAU1452 и AD1934.

Для ADAU1452 для выходного порта 1 (Serial output port 1) необходимо указать, что здесь будут выводится 8 каналов в режиме TDM8. Этот порт физически подключен к порту AD1934.

Необходимо для AD1934 указать, что порт тоже работает в режиме – TDM.

Всё это уже настроено в

прикреплённом проекте

.
Скачайте, меняйте что хотите.
Не забудьте! Комбо Проект ChipStudio первый раз следует открывать через функцию импорт.