Фазовые сдвиги гармоник и их слуховое восприятие.

[ViktKors]

Offтопик:

Вообще импульсные характеристики акустики просто ужас по сравнению с усилителями.
А мы ничего, слушаем. Узнаём и голоса и инструменты. Шож такое, как жеж так? (с) лысый. Интересно получается
Поворот на .. это должно быть нечувствительно.

Насчет поворота фазы - я опечатался, пост поправлен.

А насчет узнавания - кто спорит. Я и в вокзальном репродукторе узнаю знакомую мелодию. И Вы, вероятно - тоже.
Но при этом Вы почему-то придерживаетесть довольно определенных взглядов на то каким должен быть усилитель, у Вас даже ветка своя есть
Если опознать можно "и так" то зачем это Вам?? как там: "Шож такое, как жеж так?"

А импульсные характеристики АС - это да. Я до сих пор считаю непревзойдеными по естественности звучания свои АС из начала 90-тых с последовательно включенными НЧ и широкополосником, зашунтироваными емкостью и катушкой (раздел 1 кГц с нулевой фазой). При всех своих недостатках, это был тот звук, когда про АС не вспоминаешь.

[ИГВИН]

Но при этом Вы почему-то придерживаетесть довольно определенных взглядов на то каким должен быть усилитель, у Вас даже ветка своя есть

Каким должен быть усилитель, в общем неважно. Главное, чтобы музыка была с ним.
Как говорится, акустика может быть любого размера, цвета и вида, если это черные ящики прямоугольной формы...

Узнавание мелодии действительно - и по телефону работает.
А вот узнавание тембральных особенностей звучания, это хотелось бы иметь. Пусть даже это аудиофилия.

[flipper]

Я себя даже близко к аудиофилам не отношу, но неузнаваемые инструменты меня раздражают.
В меня живой звук насмерть со времен звукачества впечатался, я не в силах этого изменить
Это еще хорошо, что я вообще музыку слушать научился - когда работал, у меня в голове сплошная расчлененка играла

[Alex]

В книгах по акустике пишут, что ухо не ощущает фазовые соотношения в звуке.

Нет, "соотношения" как раз очень даже чувствует
Не чувствует - абсолютную фазу тонального сигнала. Хотя среди аудьйофылов (ака "златоухих") попадаются индивидуумы, которые слышат и абсолютную

[Nick]

Offтопик:

Offтопик:
Я когда думал, как представить это дело для глаз, мне в голову пришло что-то типа как мы рисуем на плоскости трёхмерную систему координат XYZ. И из одной из осей торчат стрелки в разные стороны в плоскостях, перпендикулярных этой оси (скажем, X и Y - Re и Im, а Z - номер гармоники). Но это, понятно, для одного уровня и одной частоты. И непонятно, как это всё интерпретировать, так как спектры худо-бедно какую-то информацию нам всё же несут, так как каждый видел сотни разных. А такие рисунки я даже не видел.

.

Думаю достаточно показывать фазу только у тех частот, что нас интересуют. Потому как если смотреть на график фазы от всех частот, то на нём трудно что то понять - фаза выводится даже для того, что лежит -140дБ и является шумом, фаза которого нас в общем не интересует. Поэтому я думаю более удобно было бы выводить просто 2 графика на одну плоскость (как график Боде в LTSpice, амплитуда и фаза), только фазу не выводить для сигнала очень маленького уровня (например сделать её очень блеклым цветом, там где мы думаем, что это шум).
Второй момент, чтобы было удобно для восприятия, когда выводишь фазы, нужно чтобы они не менялись от замера к замеру, т.е. нужно как то синхронизировать выборки, например принимая за нулевую фазу основной тон, или используя внешнюю синхронизацию...

[ИГВИН]

Nick, а вот трехмерное поле гармоник для набора амплитуд входного сигнала сделать несложно.
Вот в аттач положил.

[anli]

Такая трёхмерная штука непонятно как подходит для того, чтобы показать угол.

[ViktKors]

Такая трёхмерная штука непонятно как подходит для того, чтобы показать угол.

Ну если одну горизонтальную ось оставить "частотой", а вторую сделать "фазой", то на такой 3D-диаграмме вполне можно показывать комплексный спектр. И "фазы шумовых компонент" мешать не будут.
Только вот такие диаграммы хорошо смотрятся в презентациях, но довольно зачастую неудобны в работе - приходится постоянно крутить, чтоб одно не загораживало другое; хотя тот-же "ватерфолл" прокатывает, тут тоже может сойти.


------------------------------
Прочитал тут диплом Чиверы.
Маленькое замечание сходу: Я сам сегодня убедился, что уровень гармоники ниже "аурального" совсем не обязательно означает "маскировку".
Более того, характер восприятия звука "чистого тона" качественно ничем не отличается от восприятия сигнала "чистый тон + гармоники".
При этом, при определенной комбинации фаз и уровней гармоник в сигнале происходит "очищение" и чистый тон звучит "синусоидально".
Возможно такое описание выглядит не очень понятным, но каждый может попробовать услышать это самостоятельно - эффект обнаруживается сразу.

Иными словами, "искажения ушей" слышны именно как искажения, со всеми вытекающими эффектами, типа интерференции гармоник сигнала и гармоник ушей (вплоть до взаимокомпенсации).

И совсем уж неприятный вывод: Все началось с "контроля баса", после этих простейших слуховых опытов, становится понятно, что идеальное синусоидальное звуковое давление (то что провозглашается целью) будет звучать "идеально" только на запредельно малых уровнях сигнала (привет "задохликам" ). При звуковых-же давлениях соотносимых с нормальной громкостью, оптимальным выглядит скорее некое обогащение сигнала гармониками в той фазе, в которой удастся хоть какая-то компенсация ушных искажений. В противном случае, качество баса является почти "случайной величиной" зависящей, имхо, от знака первых гармоник АС. При этом уровни 2-3 гармоник по порядку величины составляют проценты.
К остальным частотам это вероятно тоже относится, к СЧ, например, - точно.

Вот куда завели меня поиски понимания "контроля баса" в ООС-ных усилителях
Здравствуйте "ауральные гармонизаторы"???

Не нравится мне все это.. Ошибку-бы найти во всех этих опытах/рассуждения..

[ИГВИН]

И совсем уж неприятный вывод: Все началось с "контроля баса" после этих простейших слуховых опытов, становится понятно, что идеальное синусоидальное звуковое давление (то что провозглашается целью) будет звучать "идеально" только на запредельно малых уровнях сигнала (привет "задохликам" ), при звуковых давлениях соотносимых с нормальной громкостью оптимальным выглядит скорее некое обогащение сигнала гармониками в той фазе, в которой удастся хоть какая-то компенсация ушных искажений.

Offтопик:
По моему, ты сам себя напугал...
Хотя побольше слушать, пусть даже искусственно созданные сигналы - это верный путь.
Если теорию вывести и не удасться, то уж опыт приобретен будет важнейший. И главная особенность этого опыта - он построен на восприятии.
Кстати, советую привлечь для экспериментов кого-то со стороны. Только не брать неподготовленных людей. Они должны уметь слышать, а не только слушать.

[anli]

Ну если одну горизонтальную ось оставить "частотой", а вторую сделать "фазой", то на такой 3D-диаграмме вполне можно показывать комплексный спектр. И "фазы шумовых компонент" мешать не будут.
Только вот такие диаграммы хорошо смотрятся в презентациях, но довольно зачастую неудобны в работе - приходится постоянно крутить, чтоб одно не загораживало другое; хотя тот-же "ватерфолл" прокатывает, тут тоже может сойти.

Фиг знает. Если соседние гармоники далеко в числах друг от друга, получится фиг знает какой лес (например, 10 - 350 - 30 градусов)

[Nota Bene]

спектры идентичные

Как-то я приводил картинки сигнала с фазово-сдвинутыми гармониками (второй, третьей, четвертой) -







Такие АХ еще надо постараться придумать

[anli]

Как-то я приводил картинки сигнала с фазово-сдвинутыми гармониками (второй, третьей, четвертой)

Ну ты прям в точку!! А генерить и слушать не приходилось?

[Nota Bene]

А генерить и слушать не приходилось?

А смысл? Проще сделать (ЭМОС), чтобы посторонних гармоник не было
А малое GD по SPL обеспечивает правильную временнУю расстановку исходных гармоник звукового сигнала.

[anli]

А смысл?

Психоакустические данные.

Проще сделать (ЭМОС),

Есть же не только НЧ диапазон

[Nota Bene]

Есть же не только НЧ диапазон

Выше по частоте - не так заметно. Да и реализуется проще.

Психоакустические данные.

Была такая интересная веточка на форуме - Объясните про фильтры, фазу и время
Про заметность - https://forum.vegalab.ru/showthread....l=1#post530214

Данные по пороговым значениям заметности ГВЗ:
0,5 кГц - 3,2 мс; 1 кГц - 2 мс; 2 кГц - 1 мс; 4 кГц - 1,5 мс; 8 кГц - 2 мс
Blauert, J. and Laws, P "Group Delay Distortions in Electroacoustical Systems", Journal of the Acoustical Society of America, Volume 63, Number 5, pp. 1478–1483 (May 1978)
Этот график есть в книге И.А. Алдошиной
http://www.trueaudio.com/post_010.htm - обсуждение

[anli]

Nota Bene, тут контекст разговора несколько отличается. Не о ГВЗ, а о заметности фаз гармоник.

Offтопик:

Данные по пороговым значениям заметности ГВЗ

Я не понимаю этих данных. Задержка чего измеряется, и задержка по отношению к чему?

[Nota Bene]

Задержка чего измеряется, и задержка по отношению к чему?

Ну, соглашусь, ГВЗ может и не совсем в тему, так как больше касается искажений огибающей нестационарного сигнала.
ИМХО, ближе к реальности - фаза гармоник относительно фундаментальной, на СЧ/ВЧ малозаметна. Тем более, если их амплитуда лежит ниже порога заметности

[anli]

на СЧ/ВЧ малозаметна

На 200Hz очень заметна (а сюда попадает большинство инструментов). Думаю, и выше тоже. До единиц килогерц. А ещё выше, думаю, уже по фиг. Для ВЧ надо кого-то совсем молодого привлечь, может как-нибудь младшего своего помучаю.

Offтопик:
Лень пока ещё фрагменты тестовые делать, так как что-то плотно загрипповал

---------- Добавлено в 01:32 ---------- Предыдущее сообщение в 01:31 ----------

если их амплитуда лежит ниже порога заметности

Не, вот это как раз и интересно, что порог зависит от фазы.

[ViktKors]

Была такая интересная веточка на форуме ..Про заметность

..Задержка чего измеряется, и задержка по отношению к чему?

Вот спасибо за ссылку. Наконец-то я нашел кого благодарить за тот самый график заметности ГВЗ из "Алдошиной".

Первоисточники - великая сила, а ведь сколько интерпретаций я встречал... Из всех следовало, что "заморачиваться не надо".

Я пропускал сигнал перед наушниками через all-pass фильтры, но сейчас не буду повторять свои впечатления относительно заметности ГВЗ от фазокогерентных LR-фильтров 4-го порядка (согласно упомянутом графику графику заметности, как уже говорилось, - волноваться не о чем). В конце концов, каждый может "задвинуть" фазу третьей гармоники (1200 Гц) от сигнала в 400 Гц (или второй гармоники от 600 Гц) на пол-периода (0.4 миллисекунды) и услышать разницу, которой согластно этому графику быть не должно. Обсуждаемый в этой ветке случай, когда у гармоник "крутится фаза" вполне себе реализуется, в частности, и в таких вот all-pass системах.
Вместо полемики, я просто запощу сюда статью из которой этот самый график заметности ГВЗ и взят:

GroupDelayDistortion.pdf

При желании там можно прочитать, что авторов там интересовала заметность неравномерности ГВЗ. Потому эти пороги заметности, по большому счету, относятся к узкополосным пикам ГВЗ, а совсем не к "тотально" запаздывающей половине частотного диапазона, как это случается от фильтров в АС. Справедливости ради - в статье приведены результаты нескольких измерений, но именно этот (гуляющий повсюду) график относится к результатам предварительных экспериментов.


Но это все мелочи. Держитесь крепче, рассказываю как это было измерено.
Вначале послушали речь и музыку, ничего особенного не услышали, но заметили влияние на то как слышаться щелчки. Все дальнейшие измерения базировались на заметности пиков ГВЗ в звуке прямоугольных импульсов длительностью 25 микросекунд.
Правда щелчки не оставили прямоугольными. Их прогнали через ФНЧ 4-го порядка (8 кгц) и через ФВЧ 4-го порядка (300 Гц) (ведь понятно-же, что собственная ГВЗ таких фильтров не имеет значения ;)).
Ну а чтоб было не слишком громко, измерения проводились при SPL 40-50 дБ.
Нет, я конечно понимаю, что если часть импульса длиной в 25 микросекунд задержать на 3000 микросекунд - импульс "распадется" на два - это с некоторой вероятностью будет заметно. Но ведь такие короткие импульсы ухо воспринимает совсем не так как стационарный (квазистационарный) музыкальный сигнал!! (Даже их громкость оценивается не как значение звукового давления, а как энергия импульса, т.е. громкость пропорциональна ширине импульса)

А теперь обобщим:
1. Исследовалась заметность пиков ГВЗ;
2. замеры производились на весьма тихой громкости (представим заметность спектральных составляющих);
3. на коротких (25 мкс!!)
4. прямоугольных импульсах (спектр - шумоподобный);
5. пропущенных через 2 фильтра 4-го порядка с ненулевой ГВЗ.

Нас, как слушателей музыки, обычно интересует заметность
1. "плоского" сдвига ГВЗ, например, для всех низких частот относительно высоких (ФНЧ/ФВЧ двухполоски);
2. на нормальных громкостях прослушивания (скажем SPL 75-95 дБ);
3. на относительно длительных (ну никак не 25 мкс)4. музыкальных сигналах (с гармоническим спектром);
5. при условии, что звук изначально не подвергался обработке в временной области.

Возможно все эти несовпадающие моменты никакого значения не имеют. Полагаю, дикутировать на эту тему излишне, но вероятно стоит отметить некоторую условность "фактов и теорий", подчас лежащих в основе правил, согластно которым мы и строим звуковую систему.


Вот еще, в качестве отвлеченного размышления на тему "но здравое зерно в этом наверняка есть". Мы все тут, наверное, измеряли АЧХ АС и пользовались для этого короткими импульсами.
Вот просто интересно, найдется тут на форуме человек который скажет: "по звуку щелчка я могу определить, что на АЧХ АС появился узкополосный пик в 3 дБ". Ну ведь бред-же (умозрительное имхо конечно, не пробовал). А измерять заметность куда более тонкой материи - ГВЗ - таким способом, получается вполне правомерно...

[anli]

Offтопик:

согластно которым мы и строим звуковую систему.

Не, не! Не все используют эти правила. Некоторые про них и не знают. А просто нормальные мужики давно не "режут" АС ниже 5KHz. И, конечно, не занимаются групповухой в виде активных многополосок.

Собственно, промежуточное резюме простое: спектр говорит, как оказалось, ещё меньше, чем некоторые думали. Даже если они думали, что он говорит мало

А вот интересно, как ОООС влияет на фазы гармоник. Кто смелый? Может, глубоко-ОООС-мутность как раз связана с этим (это если, конечно, кто согласен, что эта мутность присутствует, и которая, может, и выглядеть иногда как бОльшая слитность, но эта слитность от однообразия)?