О фазолинейности..

[mixxxxxer]

Всем привет! Хочу поделиться впечатлениями от вот какого опыта..

Перечитывал тут статьи Кресковского на тему "Transient Perfect Crossover", ну и решил попробовать как все же "звучат" АС с абсолютно фазолинейной фильтрацией.. Системка, на которой я "играюсь", позволяет сделать такое - это 3-х полосная активка, "питаемая" от многоканальной зв карточки (прикупил тут по случаю старенькую ESI ESP1010 взамен своей еще более старенькой ESI WT192L). Проигрыватель - программный плеер foobar2000 + plugin-ы: foo_dsp_xover для разделения стерео в 6-ти полосное стерео (по 3 полосы на канал, "родная" фильтрация отключена), foo_dsp_vst - VST-хост для вставки в путь сигнала VST-эффектов и сам эффект - convolverVST.dll (приблуда, позволяющая делать многоканальную цифровую FIR-фильтрацию). Можно было бы обойтись только vst-хостом (convolverVST и сам умеет расщеплять полосы), но в xover-е удобно выставлять временнЫе задержки на полосах прямо во время воспроизведения..

Получился примерно такой путь сигнала:

стерео-файл > стерео по 3 полосы > фазолинейные FIR-фильтры на каждую полосу > цапы зв карты > полосные уси > динамики

Импульсы для фазолинейных фильтров сгенерил в Адобе: взял дельта-функцию (1 сек "тишины", посрединке сэмпл = 1), отфильтровал ее бесселем 2-го порядка, развернул, снова отфильтровал тем же бесселем, снова развернул. И так для каждой крайней полосы, для средней - то же, но для обоих краев. Получил симметричные импульсы для фазолинейных фильтров 4-го порядка с выравниванием как-то там почти по Бесселю..

"Свинтив" всю эту конструкцию, принялся за "настройку" - раз ты, зараза, вся такая теперь фазолинейная, значит должна выдавать мне чистый, неискаженный меандр. По меандру и стал настраивать. Подвигал задержки полос взад-вперед, уровни вверх-вниз, в конце концов получил что-то более-менее похожее на меандр (см. первую картинку, меандр 1KHz, мик на расстоянии 0.5м от сч-дина по оси "прослушивания").

Ну, дай, думаю, теперь послушаю, на что ж это похоже? Включил.. И офигел..

Произошло то самое чудо, о котором как-то всегда мечталось, но достичь его все как-то не удавалось.. Нет, ну конечно и раньше была и ровная ачх-а, и "правильное" для LR4 (ранее самый любимый фильтр) сопряжение фаз и т.д. и т.п. И играло все это хорошо, ровно так, тонально верно.. Но все это было всегда только "похоже", только "напоминало".. Присутствовала во всем этом всегда некая фальшь..

А тут.. Такое впечатление, что воздух в комнате загустел и в нем натурально материализовались люди, инструменты, звуки.. Зв сцена распахнулась - вглубь, вширь, вверх, вниз.. Музыка стала какой-то осязаемой, плещущейся, дышащей как море или теплый ветер..

Сказать, что испытал шок - ничего не сказать.. Просто полностью утонул в происходящем.. Начал слушать часов в 8 вечера, опомнился и с трудом оторвался где-то в час ночи..

В конце концов начал "гонять" все это на всяких сложных участках, - перегруженные эл гитары, хор с органом, форте оркестра, - про которые помнил, что там раньше наблюдались "каша" и прочие гадости.. Теперь же состояния "каши" достичь нигде так и не сумел - если оркестр делает "все вместе и громко" - то, блин, он именно это и делает.. А струны у контрабаса хочется подойти и "ущипнуть" самому.. В общем, сказка какая-то..

Кстати, когда раньше разбирался с фазолинейными фильтрами, естественно прочитал и то, что акуст сложение не эквивалентно электрическому (что правда), и, даже если удастся точно сложить в одной точке (или на одной оси) акуст сигналы, то в соседних точках они уже точно никогда не сложатся, станут слышны предзвучия и т.п.. И сам здесь и в др местах неоднократно повторял этот тезис.. Теперь мое имхо такое - переживания по этому поводу сильно преувеличены.. Двигаясь довольно далеко как влево-вправо, так и вверх-вниз от свитспота разрушения звук картины я заметить не сумел..

Короче, запал я на эту байду.. Рекомендую, у кого есть такая же возможность "на коленке" сконфигурировать аналогичную систему, обязательно попробовать и послушать - имхо, оно того стОит..

PS. Снял (скриншоты слева-навправо, начиная со второй картинки): ачх+фазу и меандр по оси, 15 градусов вверх, 15 градусов влево - равносильно тому, что с 2.5 метров расстояния прослушивания я либо сижу на диване (0 гр), стою (+15 гр), лежу поперек (15 гр вбок). Все снимал с 25 см от панели АС по оси сч дина, вуфер нч отключен, у сч идет неустранимый спад ниже 200Hz (встроенный фильтр сателлитных м/м усилителей, которыми питаю систему), спад выше 12KHz - естественный внеосевой спад вч дина, характерная "пила" ачхи - хорошая иллюстрация краевой дифракции от малюсенького корпуса сателлитов. Собственно, спад сч дина (и без "подпорки" нч вуферов) начиная с 200Hz есть причина волнообразного изгиба на полке меандра.. Но не суть - видно, что в пределах +/-15 градусов от центра свитспота меандр более-менее сохраняется.. А играет по-прежнему с удивительным "эффектом присутствия", сейчас слушаю Бреговича и "брожу" между музыкантами его ансамбля..

PPS. Ссылки на фубарные dsp по теме: convolverVST - http://convolver.sourceforge.net/index.html, foo_dsp_vst - http://pelit.koillismaa.fi/plugins/show.php?id=205, foo_dsp_xover - http://xover.sourceforge.net/. Проверена их работа на версии фубара 0.9.4.

PPPS. По просьбам ленящихся гуглить камрадов выложил напрямую convolverVST (устанавливается сам), foo_dsp_vst и foo_dsp_xover (копировать в components фубара). foo_dsp_xover требует для работы длл-ину msvcr71.dll (копировать в Windows\System32).

Но все эти "приблуды" нужны тогда, когда хочется использовать фильтрацию на основе своих фир-фильтров. Если хочется просто попробовать, то проще включить в фубаре foo_dsp_channeldividerF - двухполосный фазолинейный фильтровщик, написанный одним японцем (или то же, но на конце F3 - это трехполосная версия). Двухполосный можно взять здесь (оба плюс описание на японском есть на сайте автора - http://www.aedio.co.jp/download/).

[sia_2]

Интересно, а работал ли (вел ли исследования) кто-нибудь на тему "исправления" не только линейных (ампл-фаз) искажений, но и нелинейных иск ГГ АС с помощью цифр обработки с привлечением обучаемых нейронных сетей? Никто не слышал?

Мне, опять же, кроме работы Hawksford-а и Low "A NEURAL NETWORK APPROACH TO THE ADAPTIVE CORRECTION OF LOUDSPEAKER NONLINEARITIES", ничего на эту тему не попадалось..

Делали для драйверов мощных рупорников - там основные искажения возникают от нелинейности воздуха в предкамере/устье, а они хорошо воспроизводятся и соответственно, корректируются. Статья на другом компе, но если очень надо, найду. К обычным АС малоприменимо.

[mixxxxxer]

Статья на другом компе, но если очень надо, найду.

Сергей, если вас не затруднит - буду оч благодарен..

Кстати, Наиль, в упомянутой статье Хоксфорда приводитится некий метод определения положения диффузора саба (раздел 6. MEASUREMENT OF CONE DISPLACEMENT и рисунок 8 в конце статьи):

"This scheme, unlike most servo-loop negative feedback systems, which obtain cone displacement information through the use of
acoustical or mechanical sensors, only monitors the voltage across the driver*s terminals. The terminal voltage is a representation of the instantaneous cone velocity, u(t), and thus by monitoring this voltage and then employing a suitable numerical integration technique, the instantaneous cone displacement, x(t), may be computed and fed back as an input signal, xjb(t), to the neural network."

Никак не могу взять в толк, как он работает. Метод цифровой, но было бы интересно переложить его на аналог (в смысле определения мгновенного положения диффузора).. Не посмотрите?

[sia_2]

Сергей, если вас не затруднит - буду оч благодарен..

Кстати, Наиль, в упомянутой статье Хоксфорда приводитится некий метод определения положения диффузора саба (раздел 6. MEASUREMENT OF CONE DISPLACEMENT и рисунок 8 в конце статьи):

"This scheme, unlike most servo-loop negative feedback systems, which obtain cone displacement information through the use of
acoustical or mechanical sensors, only monitors the voltage across the driver*s terminals. The terminal voltage is a representation of the instantaneous cone velocity, u(t), and thus by monitoring this voltage and then employing a suitable numerical integration technique, the instantaneous cone displacement, x(t), may be computed and fed back as an input signal, xjb(t), to the neural network."

Никак не могу взять в толк, как он работает. Метод цифровой, но было бы интересно переложить его на аналог.. Не посмотрите?

Не тратьте время на болтовню Хоксфорда. Это обычный "ученый балабол", которому лишь бы увеличить список публикаций (кои в основном написаны его аспирантами). Кроме набора банальностей и общих слов, там ничего нет. Ни одного реального продукта он не создал.
Про статью - как найду, выложу.

[Nota Bene]

Никак не могу взять в толк, как он работает.

Там же ясно написано -
замер противоЭДС (аналог скорости движения ЗК) и численное интегрирование - результат - смещение катушки. Вот только надо ли нам это смещение?

[sia_2]

Там же ясно написано -
замер противоЭДС (аналог скорости движения ЗК) и численное интегрирование - результат - смещение катушки. Вот только надо ли нам это смещение?

Погрешность такого способа на деле из-за нелинейностей подвеса и "электромагнитного выпрямления" на реальных динамиках настолько велика, что практической ценности он не имеет, т.к. даже увеличивает уровень высших гармоник. К тому же уровень гармоник и продуктов интермодуляции при изменении углов и на разных частотах у реальных ГГ меняется в разы, и тут опять вылезает проблема того, что микрофон "слышит" не так, как человек. Единственное реальное средство - хорошие ГГ. Предобработка дает шанс более-менее скорректировать только хорошо детерминированные искажения, типа паразитной ФМ из-за смещения диффузора или нелинейности воздуха в мощных рупорниках.
Вот вводная статья по адаптивным корректорам нелинейностей.

[ZugDuk]

Offтопик:
Думаю попробовать бародатчик и обратную связь в усилитель. Наиль, у тебя не было мыслей сделать что нибудь типа КИТа на продажу (плата УМ с фильтром LR 4-го порядка + бародатчик в комплекте) ? Было бы здорово иметь такой кит, т.к. попробовать хочеться, а осваивать технологию из за "просто попробовать" совсем не хочется.

[nazar]

Offтопик:

Ни одного реального продукта он не создал.

сюдя по его статьям да, у него столько ляпов на квадратный метр бывает что сразу видно что дальше теоретики (и то не всегда правильной) он никогда не двигался, хотя в общем у него есть весьма интересные статьи если их фильтровать

[olvicgor]

Для конечных последовательностей все именно так и делается, как написано.

Не имею ни малейших возражений

В данном случае обоим ограничениям легко удовлетворить. Обычно используется 50% перекрытие и весовая функция типа (1+Cos) или (если совсем жалко памяти) треугольная.

А каким образом удается удовлетворить условию, которое Вы назвали условием «кроссфейдности», для весовых функций, отличных от треугольной? На первый взгляд это невозможно.

Основная методическая погрешность такого подхода - явление "спектральной утечки", или расширение пьедесталов монохроматических линий спектра из-за конечной длины БПФ. Эта погрешность удерживается в приемлемых границах за счет использования "длинных" БПФ, имеющих высокое частотное разрешение, и подбора вида весовой функции.

Утверждение небесспорное. Т.е., конечно с точки зрения спектрального анализа безусловно верно, а с точки зрения восприятия абсолютно не очевидно. Весьма неблагодарное занятие оценивать на глаз по спектру слышимость артефактов. На спектрограмме синус 1 кГц и тот же синус, 100%-модулированный по амплитуде одним герцем выглядят почти идентично - «расползание» спектра всего-то 1 Гц, а на слух их различия не заметит только глухой.
На глаз, невозможно оценить слышимость появившегося расширения гармоник. В этом ИМХО и есть проблема быстрых, но приближенных вычислений в частотном домене.

К тому же, реальный музыкальный сигнал - отнюдь не набор монохроматических синусоид, поэтому изначальная ширина "спектральных линий" достаточно велика, чтобы многократно перекрыть это "расширение пьедестала" уже при вполне скромной длине БПФ 16-64К.

Такая длина, конечно же, мала для нижней части звукового диапазона. Кроме того, расширение расширению рознь. Важно как это выглядит во временнОй области. Если это ЧМ, то ухо вряд ли услышит, а если АМ, то все далеко не так радужно.

Во-первых, для получения 2.5 GMACC высокая тактовая частота не нужна - этот тип вычислений отлично параллелится. Пример - TMS320C6410, до 3000 MIPS при 400 МГц. Его оптовая цена - около $35. Хотя я бы взял для такой задачи ПЛИС со встроенными умножителями, их там десятки за те же деньги.

Тут спорить бессмысленно. Наверное, всегда можно сделать эксклюзивный девайс за эксклюзивные деньги.

Во-вторых, и в-главных, использование алгоритмов быстрой свертки на порядки снижает требования к производительности процессора. Что и используется всеми грамотными разработчиками при реализации стационарных "длинных" КИХ.

А Вы знаете достоверные примеры реализации этих быстрых алгоритмов в аудиотехнике на уровне железа (т.е. не софтовые реализации для компа)?

Здесь все сводится к вопросу о том, что считать "топовым". Если "верхние модели" в ширпотребовских линейках - то извините.

???
А что значит ширпотребовские линейки? У всех крупных брэндов все линейки ширпотребовские. Да, топовые модели этих линеек стоят «всего» по 3-6 килобаксов. Или, когда Вы писали про топовые ресиверы, то имели ввиду штучную продукцию эксклюзивных брэндов по цене мерса, производимую по предварительному заказам?

К примеру, в дешевые линейки Denon полноценный Audyssey не ставит. А это именно корректор временного отклика/АЧХ, хотя прямо об этом и не написано.

Да нет, все там написано. Реклама - двигатель торговли. Вот только внимательное прочтение текста из Вашей ссылки про «одиссей» однозначно указывает, что речь не может идти о полноценной коррекции. Снова фильтрам не хватает пары порядков. Разве Вы этого не заметили? А ведь в описании совершенно четко сказано:
«MultEQxt uses Finite Impulse Response (FIR) filters for equalization that use sevral hundred coefficients to achieve much higher resolution in the frequency domain than parametric bands. Furthermore, by their nature, FIR filters simulatneously provide correction in the frequency and time domains.»
Из написанного выше однозначно следует, что система коррекции денона отличается от систем пионера, ямахи, маранца и др. только тем, что иначе расставлены акценты коррекции. Если другие системы в первую очередь обрабатывают диффузное поле помещения т.е. по сути корректируют тональный баланс в точке размещения слушателя, то одиссей старается работать по прямому сигналу и ранним отражениям. Т.е. одиссей, прежде всего, корректирует атаку сигнала, но для коррекции диффузного поля помещения одиссей непригоден - слишком короткий. Ведь комната - не что иное, как IIR-фильтр с ИХ, существенно отличной от 0 на длине как минимум 0,5 с (для типового помещения), и его отклик не может быть скорректирован FIR-фильтром с ИХ длиной 0,03-0,05 с.
Так, что Одиссей, как и другие системы, не выполняет ту коррекцию, о которой Вы пишете. Речь снова идет о некоем очень грубом нулевом приближении, только несколько отличном от других.
На самом-то деле, несмотря на все рекламные заклинания, Одиссей не только не решает, но в действительности даже и не ставит задачу такой коррекции. На это указывает наличие в одиссее фичи мультиточечного измерения/оптимизации. Очевидно же, что задача частотной и временной коррекции даже теоретически не может быть решена для восьми точек пространства одновременно.

Как я посмотрел (и весьма удивился), у YAMAHA на их сайте вообще нет в перечне продукции приличных ресиверов - т.е. они гонят откровенный дешевый ширпотреб . Даже по функциям куда беднее, чем у Denon или Crestron. Краткое описание нормального ресивера от Denon приложено для наглядности.

Менее всего хотелось бы обсуждать вопрос о том, какой брэнд круче, хотя каких-то разительных отличий денона от Z11 я не вижу. И дешевым ширпотребом аппарат стоимостью в $5000 Назвать трудно

Говорить о разнице между линейной и циклической сверткой можно сколь угодно
долго и плодотворно (как, впрочем, и на любую другую тему).
IMHO проще войти в MatLab, пробежать по хелпу в fftfilt.m и попробовать два-три
модельных примера. Да хоть на .wav*ах с выводом, т.е. чиста послушать. Вместе
с результатами фильтрации *обычными* фильтрами (AR и MA/FIR, см. filter.m)
с тщательнейшим образом сшитыми граничными условиями при блочной обработке
(для справедливого сравнения) или фильтрующими *насквозь*.
(Ставлю 100руб против 1руб что Вы убедитесь наверняка, что погрешности легко
контролируются без катастрофического роста объема вычислений).

Будь у меня много свободного времени, так бы и сделал. А для себя я как-то давно поставил галочку, что импульсная характеристика фильтра, используемого для фильтрации в частотном домене (т.е. поблочный БПФ-фильтр), должна быть много короче, чем длина обрабатываемого блока. Иначе артефакты сшивки можно искоренить только для стационарного сигнала. Если же это условие не выполняется, то артефакты просто неизбежны – циклическая свертка их обязательно даст. А дальше можно «долго и плодотворно» заниматься исследованиями их слышимости. Конечно, можно брать блоки и по 20 с, но такие задержки звука приемлемы только для специально обученных людей

[ash__]

olvicgor

Offтопик:

С Вашего позволения отвечу письмом, как
только найду время на хм... проверку.
Ну и чтоб здесь не выглядело понтами =)

[s3tup]

А зачем заморачиваться с многоканальным усилением и DSP фильтрами и задержками, если можно просто физически отодвинуть нужный динамик на длинну задержки, вносимую пассивными фильтрами высокого порядка?

См. Vandersteen 2Ce Signature, B&W Nautilus , Thiel CS3.6...

http://www.soundstage.com/interviews...ersteen_3a.jpg
http://blog1.musicfield.jp/du_ss/arc...20805%20MR.jpg
http://www.thielaudio.com/THIEL_Site...s/3_6pr_sm.jpg

Для эксперимента можно поставить рядом две колонки, на одну из них подать ВЧ, на другую - НЧ, и подвигать их относительно друг друга. Ставить так, чтобы ВЧ и НЧ динамики были как можно ближе друг к другу.

Длинна волны на частоте среза ВЧ звена - около 15см для 2кгц. Для коррекции 90 фазы при 2кгц нужно всего 3.75см.

[Dmitry2006]

Длинна волны на частоте среза ВЧ звена - около 15см для 2кгц. Для коррекции 90 фазы при 2кгц нужно всего 3.75см.

Не совсем так. Двигая пищалку внутрь, необходимо обеспечить ей отсутствие резких изгибов передней панели, а то искорежится АЧХ. Потом, для коррекции на 2кГц надо не 3см, а гдето 6-7см (Проверено и измерено!). Это связано с тем, что применение "нефазолинейных" фильтров приводит к дополнительному разбегу фаз. Вот и представь твитер вплотную к мидбасу, но на 6см глубже...

[s3tup]

Не совсем так. Двигая пищалку внутрь, необходимо обеспечить ей отсутствие резких изгибов передней панели, а то искорежится АЧХ. Потом, для коррекции на 2кГц надо не 3см, а гдето 6-7см (Проверено и измерено!). Это связано с тем, что применение "нефазолинейных" фильтров приводит к дополнительному разбегу фаз. Вот и представь твитер вплотную к мидбасу, но на 6см глубже...

Твитер - в рупор )

А лучше в отдельный шарик/трубу, чтобы небыло паразитирующей панели вообще, например как в том-же наутилус-ракушке. ВЧ приподнять на 3-4см, чтобы угол НЧ ящика (который можно спилить/закруглить) не мешал.
А ящик с НЧ звеном сверху обклеить чем-нибудь звукопоглощающим, как и переднюю панель твитера за пределами волноформирующего выступа. (Vandersteen)...

[mixxxxxer]

S3TUP, вижу, у нас сильно разные представления о "заморачиваться"..

[ZugDuk]

Кому заморачиваться - мышкой кликать, но зато "Твитер - в рупор )" легко и непринужденно

[Jazzer]

но зато "Твитер - в рупор )" легко и непринужденно

Юзать готовые рупорники. Идя по стопам anli, юзаю Бейму CP21F - компрессионный короткий рупор. Имею гарантированную кляксу для места прослушивания шириной 140 град по горизонтали и 40 град - вертикаль, ей совсем безразличны баффлы СЧ оформления. Двигать можно (и двигаю) весьма широко (вернее глубоко) чем и пользуюсь - результат нравится.
Но для шелкового купола такой фокус не прокатит, это да...

[ZugDuk]

Я брал на пробу монакор, тоже весь металлический такой. Тоже пофиг на бафлы и расположение. Чуйка 100 дБ. Окрас у него правильный был, но разрешения явно мало. Вернул.

[mixxxxxer]

Offтопик:
Ребяты, я извиняюсь, но лучше качества вч головок обсуждать в теме Качество ВЧ головок.

[ZugDuk]

mixxxxxer,

Offтопик:
Да гавно все эти ВЧ головки, лучше их вообще не обсуждать

[Walter]

Народ, фаза- фазолинейность...
Никто не встречал сцилку на тестовый шум, по которому проверяют сфазированность АС
а то я тут в сомнениях.

ЗЫ
Мде, писать в форуме легчем чем искать в гугле.
http://www.avtozvuk.if.ua/html/files/fsq.htm#

[nazar]

А вот так когдато делала Матсушита в своих Техниксах,
хороший пример как надо делать