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/).

[ZugDuk]

а здесь фазолинейности вообще нет? http://users.otenet.gr/~athsam/2way_...near_phase.htm

Про фазолинейность в аналоге тебе уже ответили. Вот

Аналоговые реализации, называемые фазолинейными, в действительности приближают фазолинейность в полосе пропускания фильтра, но на частоте среза фаза всё равно крутится, иначе никак...

Т.е. в аналоге лучше строить нормальные фильтры, что собственно все и делают.

[Meta|_]

Т.е. в аналоге лучше строить нормальные фильтры, что собственно все и делают.

А Бессель - это типа ненормальные? Фазолинейными обычно называют именно их

Вообще, если уж так принципиальна фазолинейность, то В ЛЮБОМ СЛУЧАЕ потребуется дополнительная коррекция ФЧХ, т. к. даже с самым фазолинейным кроссовером ФЧХ исказится в динамиках/колонках/комнате.

А если так, то нужно ли гнаться за фазолинейностью "на этапе" кроссовера?
Большая крутизна характеристики фильтров - да, может быть полезна. Синфазная работа головок вблизи частоты раздела - почти необходимость.
Но остальные огрехи всё равно придется править! Либо очень дорогими динамиками, либо аналоговыми корректорами, либо цифровыми.

Либо забить на линейность ФЧХ

[ZugDuk]

А Бессель - это типа ненормальные? Фазолинейными обычно называют именно их

А фиг знает чего его таким называют. Обычный фильтр с небольшой добротностью.

Вообще, если уж так принципиальна фазолинейность, то В ЛЮБОМ СЛУЧАЕ потребуется дополнительная коррекция ФЧХ, т. к. даже с самым фазолинейным кроссовером ФЧХ исказится в динамиках/колонках/комнате.

Если хочется труЪ фазолинейности, то потребуется. И эта ветка по моему именно про такую фазолинейность.

А если так, то нужно ли гнаться за фазолинейностью "на этапе" кроссовера?

Да нафиг никому не сдалась, никто за ней уже давно не гонится, кроме фанатов в этой ветке. Гонятся за совпадением фазы динамиков в близи их частоты раздела, где они вместе громко излучают. Потому что иначе выйдет разваленный звук из 2ух динамиков. Решается все обычными фильтрами, в 95% случаях пассивными.

[Meta|_]

Да нафиг никому не сдалась, никто за ней уже давно не гонится, кроме фанатов в этой ветке.

Ну это уж точно неправда. За линейностью ГВЗ (производная ФЧХ) следят все. И правильно, т. к. от неё напрямую зависит качество НЧ.

в 95% случаях пассивными

Основная причина - простота и дешевизна.
Но, как уже сказали выше, от большого сопротивления катушек (по сравнению с вых. сопротивлением транзисторных УМЗЧ) в пассивных фильтрах не избавишься, от тепловых нелинейных эффектов - тоже...

[Informer]

Meta|_,
+1
к тому же отсутствие фильтров между УМ и ГД на слух чувствуется сразу

[ZugDuk]

Ну это уж точно неправда. За линейностью ГВЗ (производная ФЧХ) следят все. И правильно, т. к. от неё напрямую зависит качество НЧ.

Правильно. За ГВЗ следят. В рамках психоакустики. На столько же и за фазой. Но на общую фазолинейность по всему диапазону положено, о чем я и написал.

Основная причина - простота и дешевизна.
Но, как уже сказали выше, от большого сопротивления катушек (по сравнению с вых. сопротивлением транзисторных УМЗЧ) в пассивных фильтрах не избавишься

Низкое выходное спортивление нафиг не нужно. Выше я описал почему. А зачастую вообще вредно, ибо многие динамики через резисторы звучат лучше (в трех полосках СЧ).

от тепловых нелинейных эффектов - тоже...

Это шо еще за фигня ? Как сие проявляется и какова мера влияния ?

[Meta|_]

Низкое выходное спортивление нафиг не нужно. Выше я описал почему. А зачастую вообще вредно, ибо многие динамики через резисторы звучат лучше (в трех полосках СЧ).

Верно, я говорю в первую очередь об НЧ-головах. Они как раз зачастую включены последовательно с катушкой.

Это шо еще за фигня ? Как сие проявляется и какова мера влияния ?

Резисторы и прочие элементы нагреваются в зависимости тока, протекающего через них (то есть от сигнала), в результате их параметры (например, сопротивление) меняются - получаем нелинейные искажения. Величин не назову не помню названий статей. Но сравнивать абсолютные величины искажений не очень-то интересно (см. лампы vs. транзисторы...).

[SemiLex]

ZugDuk, как минимум от катушки на НЧ я и хочу избавиться. Для динамиков с высоким Qms (вейвкор, к примеру, что я взял) это особенно критично. Я думаю, что не надо объяснять, почему.
На ВЧ хочу попробовать ИТУН, а раздел будет 2кГц для дюймового купола. Опять объяснять, почему я хочу сделать активную фильтрацию? Думаю, должно быть понятно.

[ZugDuk]

Опять объяснять, почему я хочу сделать активную фильтрацию?

Ага

На ВЧ хочу попробовать ИТУН, а раздел будет 2кГц для дюймового купола.

Как бэ плохо будет работать. У ИТУН чрезмерно большое выходное сопротивление. Будет плохо демпфироваться резонанс пищалки, а раздел 2 кГц, т.е. довольно низкий (смотря какая пищалка, но мое дело предупредить, т.к. звучит незадемпфированный резонанс у пищика мерзко).

Для динамиков с высоким Qms (вейвкор, к примеру, что я взял) это особенно критично. Я думаю, что не надо объяснять, почему.

А пох., хоть и больше влияет, но все равно есть добротность, смотри какая она выйдет с катушкой и все. Может все будет за_бись. (т.е. 0.38)

Резисторы и прочие элементы нагреваются в зависимости тока, протекающего через них (то есть от сигнала), в результате их параметры (например, сопротивление) меняются - получаем нелинейные искажения. Величин не назову не помню названий статей. Но сравнивать абсолютные величины искажений не очень-то интересно (см. лампы vs. транзисторы...).

И опять все свелось к теплоте

[alexjc]

в пассивных фильтрах легче подогнать АЧХ под желаемую, имхо. Но при частоте раздела меньше 1 КГц всё равно актив рулит

[Meta|_]

в пассивных фильтрах легче подогнать АЧХ под желаемую

В смысле сматывать-доматывать катушки? Если это самоцель, можно делать активный фильтр с катушками. Все достоинства и недостатки активной фильтрации сохранятся, но могут появиться некоторые проблемы с ЭМП...

Offтопик:

И опять все свелось к теплоте

Неее, это не та теплота... Нашу теплоту измеряют (sic!) в Джоулях

[antiluser]

А фиг знает чего его таким называют. Обычный фильтр с небольшой добротностью.

ГВЗ плоская у него в полосе пропускания. Но фазолинейным кроссовер на нем не будет.

[frolsa]

Привет! Решил написать сюда, не создавать новой темы. Собрал трехполосный цифровой фазолиненйый кроссовер (для фронтов, НЧ - моно) +сурраунд без деления на полосы (C, SL,SR), итого 8 каналов. Решение возникло в связи со случайной удачей - покупкой внешнего блока EMU 1820m к имевшейся карте 1212m. Главная задача, вообще-то, была передача по аналогу современных HD форматов, которые не понимает ресивер, ну и попутно - кроссовер. Итак, цифровая обработка (деление на полосы, задержки для сурраунда, коррекция АЧХ по комнате и т.д.) выполняет программа Ableton (не программа, а чудо какое-то). Схема кроссовера - НЧ LR четвертого порядка + вычитание с задержкой для ВЧ, при этом крутизна для ВЧ получается практически такая же (4-ый порядок). Из поделенного с НЧ СЧ таким же образом выделяется ВЧ. 8 выходов-джеков с EMU объединяются в 8-парный кабель Belden C308 двойного экранирования диаметром 13мм и через 19-контактный круглый (еще советский, качественный) разъем подаются на ресивер, где 9 герконовых реле перерубают по нажатии кнопки с пульта ресивера сигнал напрямую на усилители мощности, коих используется 9 штук: 5 ресивера (два НЧ, С, SL, SR) и 4 самодельных в классе А, активных, установленных в колонках, на фронты СЧ и ВЧ.
Колонки можно посмотреть здесь frolsav.narod.ru, может, кто уже и видел.
АЧХ в точке прослушивания выровнены для всех каналов отдельно (С, SL,SR, фронты), для фронтов, конечно, вместе. Измерительный микрофон - на основе знаменитого капсуля панасоник. Вход, как понимаете, в emu1820m.
Не спрашивайте, как звучит - здорово, конечно, но у меня и раньше было все примерно то же, только кроссовер был электронный, а не программный и, соответственно, не фазолинейный, просто 4LR. Изменения - более точное расположение КИЗ на сцене.
Хотелось бы поспорить с точкой зрения, что электрическая фазолинейность бессмысленна, т.к. акустика все размажет - это далеко не так. На осциллограммах с микрофона четко различаются фазолинейные колонки-фронты и остальные колонки именно по форме меандра (если их сдвинуть по времени, чтобы не сливались), пока не пришли отражения от стен. Меандр фронтов сохраняется! Разумеется, головки должны быть с большим перекрытием по полосе, не менее октавы. Частоты деления 160 и 2700 Гц. Левая и правая НЧ-секции работаю в параллель, поскольку моно.
Дополнительное преимущество программного управления - возможность формирования центра прослушивания в разных местах, благодаря задержкам. Так, у меня есть пресет "На диван" (центр), и "На кровать" (чуть вбок). Загрузка Селерона 3.2 составляет 20-30% при стерео записях и до 40-50% при декодировании звука из DTS и форматов высокого разрешения: TrueHD и т.д.
Минусы - необходимость ДУ к компьютеру, так как регулировка громкости на ресивере в этом режиме не работает.
Если есть вопросы, готов ответить.

[Meta|_]

Хотелось бы поспорить с точкой зрения, что электрическая фазолинейность бессмысленна, т.к. акустика все размажет - это далеко не так. На осциллограммах с микрофона четко различаются фазолинейные колонки-фронты и остальные колонки именно по форме меандра (если их сдвинуть по времени, чтобы не сливались), пока не пришли отражения от стен.

Раз спорите с моим высказыванием, отвечу
На СЧ-ВЧ - полностью согласен, но рассматривать НЧ в отрыве от отражений не имеет смысла (ремарки про открытое поле опустим). А как уже упоминали чуть выше, ГВЗ (производная ФЧХ) на НЧ - важнейшая характеристика.

---------- Добавлено в 01:07 ---------- Предыдущее сообщение в 01:06 ----------

frolsa, да, и главный вопрос. Если это обычные LR4, то при чём тут фазолинейность? ;)

[frolsa]

Так в первую очередь для СЧ-ВЧ фазолинейные фильтры и делаются, НЧ-СЧ, так, заодно. Впрочем, суммарное ГВЗ на НЧ все равно уменьшается, что хорошо, снижает отставание баса.

Обычные LR4 были, теперь с вычитанием и задержкой, настоящие

[antiluser]

Обычные LR4 были, теперь с вычитанием и задержкой, настоящие

Если сейчас фазолинейные фильтры, то уже, наверное, не Линквица-Райли, а просто 4-го порядка

[Meta|_]

Обычные LR4 были, теперь с вычитанием и задержкой, настоящие

То есть, если упрощенно, первая полоса получается за счёт фильтрации, а вторая, за счёт вычитания первой из исходного сигнала? (потом выравниваем задержкой - это понятно)

[frolsa]

Правильно, только сначала задерживаем полный сигнал, а потом вычитаем из него фильтрованный НЧ.

[Meta|_]

Правильно, только сначала задерживаем полный сигнал, а потом вычитаем из него фильтрованный НЧ.

Мне видится, что всё-таки надо наоборот. Либо я не до конца понял концепцию

[frolsa]

Если сначала вычесть - получится первый порядок для ВЧ, задержка как раз для повышения порядка. Легко проверяется в микрокапе.