Почему сабвуферы мажут и отстают

[Merstan]

https://www.audiosciencereview.com/f...ofers.49042%2F


График ГВЗ — это увеличение запаздывания с понижением частоты, иное представление фазовой характеристики. Фаза измеряется в градусах, выразив её временем, получаем ГВЗ.

Что такое фаза? Фазовая характеристика или ФЧХ — комплексное представление временно́го акустического центра — точки по глубине, из которой мнимо начинает отсчёт фаза звуковой волны из нуля градусов первого полупериода, на деле же фаза рождается в звуковой катушке, в магнитном зазоре, но уже не с нуля градусов, а с запаздыванием от мнимого центра. С понижением частоты мнимая точка отсчета начала звука и нуля фазы всё дальше от слушателя.

Вернемся к ГВЗ сабвуфера.
Без фильтрации, динамик в оформлении с частотой настройкой в 20 и ниже Гц имеет ГВЗ 20+мс.
Добавив фильтрацию сверху, ГВЗ внизу диапазона нагоняется до 30мс.
Чем ниже срез фильтра и чем выше порядок, тем больше итоговое ГВЗ.
Добавив сабсоник-фильтр, ГВЗ увеличивается до 80мс.
Выровняв АЧХ коннектором Линквица, ГВЗ вырастает до 100мс.

Компенсировать отставание физическим размещением сабвуфера не получится. Пара метров — ничто, когда запаздывание измеряется десятком(и) метров.
Не получится компенсировать отставание сабвуфера и процессором звука. Под какую частоту будем вносить задержку фронтов? Сабвуфер играет, например, от 20Гц и до 80Гц. На 80Гц ГВЗ его 20мс, а на 20Гц ГВЗ 80мс. Если пищалку процессором выровнять с частотой 20Гц, то 80Гц будут воспроизводиться раньше пищалки. Если выровнять пищалку под 80Гц, то 20 всё еще будут позади. Можно выровнять "не вашим и не нашим" — под 50Гц, тогда всё будет звучать плохо.
FIR-фильтром ситуацию не исправить тоже — слишком прожорливо по ресурсам, предзвон будет явный, а задержка на обработку — несколько секунд.

Что делать

• Не использовать высокие порядки на сабвуфере (нельзя выше второго, вторым придется резать ниже).
• Использовать 2 сабвуфера с низкими порядками и располагать их поближе к колонкам.
• Не использовать сабсоник-фильтр и корректор Линквица.
• Обойтись шельф-фильтром и первым порядком.
• Не затягивать настройку сабвуфера пониже — это вызывает взрывной рост ГВЗ.
• Тщательно подбирать динамики и оформление, чтобы низкая настройка получалась "родной". Такие динамики большие и стоят дорого. Если кто знает дешевые варианты, то милости просим — принесите пользу советом.
• И самый простой способ — не использовать сабвуфер совсем, обойтись большим НЧ-динамиком без низкого и крутого среза.

Пару строк в оправдание, а то будет нечестно

Размазывание слышно только если в фонограмме есть басовые линии, спектральные составляющие которых одновременно состоят из низших частот и высших басовых частот. Это только синтезированные инструменты, как правило. На акустических жанрах ничего такого слышно не будет. Даже в роке не всегда есть такие звуки, чтобы от 20Гц. А в кино сабовая полоса вообще не содержит ритмического рисунка. Заморачиваться на этот счет или нет — дело личное и зависит от музыкальных предпочтений.

ТЕСТ

Фонограмма с характерной басовой партией, на которой показательно слышно влияние ГВЗ. На самом деле, это влияние слышно почти на любой электронной музыке. Звук пропущен через свёртку, имитирующую знаменитую "концепцию". Что в нее входит: пищалка с фильтром, среднечастотник с двумя фильтрами, мидбас на 270 сверху и снизу на 80, плюс он в оформлении, снизу саб на 60Гц 4м порядком и он в ФИ, еще ниже сабсоник. АЧХ в конвольвере не трогалась, только фазовый сдвиг соответствующих порядков на классических частотах.

Тест из двух частей.
1) В первой же части фрагмент со свёрткой с ГВЗ 39,3мс и фрагмент без неё (или наоборот).
2) Во второй части всё то же самое, но эквалайзером опущено выше 100 и поднято ниже 100у для тех, у кого колонки или наушники не воспроизводят низкие частоты. Также это поможет понять на что обращать внимание.
Порядок использования свёртки разный.

test.wav

Сама свертка для тех у кого есть претензии в честности.
impulse2.wav

[mAxSpace]

Я давно не имел дела с 5,1 и более системами, но как раньше было - LFE канал писался отдельно как спец эффект и как я понимаю музыки и голосов в нем быть не должно. Поэтому его можно прибавлять и на +10дБ без вреда звучанию.

[Kiraso]

Я давно не имел дела с 5,1 и более системами, но как раньше было - LFE канал писался отдельно как спец эффект и как я понимаю музыки и голосов в нем быть не должно. Поэтому его можно прибавлять и на +10дБ без вреда звучанию.

В современных ресиверах широко используются апмикшеры для стерео, там не только саб, там и остальные каналы используются.
Технология в целом гораздо лучше работает прошлых дсп режимов (в старых ресиверах).
Да и в обычном стерео иногда перенаправляется на lfe канал.

[mAxSpace]

Ну вот, надо в саб с "мызыкальных" каналов перенаравлять немного, а сам LFE канал пусть валит как дурной, думаю так минимально повредит звуку.
Другое дело что в бюджетных ресиварах нет уровня, есть тупо перенаправить как есть - в полный рост.
На таких системах остаётся только резюмиовать: "а что вы хотели от аппарата за 3 копейки? "

[Nizhlogger]

Поставлю я сюда и свои 5 копеек. Тема очень интересная и очень важная. Я правда прочитал не все страницы, может что уже было ранее, но может и кому окажется полезно.

По теме ГВЗ я встретил легкомысленное представление, основанное на математическом представлении, что это всего лишь какая-то производная от фазы или угол тангенса касательной к кривой фазы. И можно не париться по этому поводу. Всё это хорошо и правильно, но гораздо интереснее откуда берутся эти уходы фазы и ГВЗ. Тут надо разделить ситуацию. Уход фазы, вызванный несовершенством самого динамика и уход фазы, вызванный фильтрами.

В первом случае фаза изменяется из-за того, что с понижением частоты, фаза, излучаемая колебаниями диффузора, буквально начинает отставать от фазы силы тока, протекающего по катушке динамика. Скорость нарастания такого отставания зависит от соотношения мощности мотора, жёсткости подвеса и веса диффузора. Чем менее мощный мотор, жёстче подвес и тяжелее диффузор, тем отставание колебаний диффузора от того что реально было подано на его катушку будет нарастать быстрее с понижением частоты и, соответственно, будет больше ГВЗ и больше уход фазы. Больше всего это сказывается конечно на низких частотах и слышится как искажения и невнятный бас. Ничего хорошего в этом нет.

Во втором случае уход фазы и, следовательно, рост/уменьшение ГВЗ, вызван работой фильтра. Фильтры вызывают смещение фазы силы тока от фазы напряжения поданного в систему. То есть появляется разница в фазе того, что изначально записано на фонограмме и того, что подаётся на катушку динамика. Фильтр НЧ уменьшает фазу, фильтр ВЧ увеличивает. Чем выше порядок фильтра, тем сильнее. Для низких частот это дополнительно не сулит ничего хорошего, но хорошая новость в том, что, как правило, работа фильтра НЧ начинается уже там, где ГВЗ самого диффузора НЧ ещё небольшое. А вот идея обрезать фильтром ВЧ динамик саба снизу представляется не самой лучшей.

Проблемы, вызванные уходом фазы из-за работы фильтра, в другом. Дело в том, что у любого основного тона скрипки или голоса есть обертона. Они кратны основной частоте и их много. Именно они придают окраску звучанию. Амплитуда обертонов снижается с увеличением частоты, в определённой степени. Причём, скорость снижения обертонов по амплитуде с частотой, тоже относится к окраске звучания. Теперь представьте вариант, что основной тон у нас издаёт мидбас на частоте в районе 500-600 Гц, а обертона уже попадают на СЧ через какой-то фильтр со значительным смещением фазы, причём на какую фазу попадёт каждый обертон заранее предсказать невозможно. Снижение амплитуды обертонов с частотой будет также практически непредсказуемым. Будет испорчена окраска звучания. И это слышно. Именно из-за этого проистекает нынешняя популярность широкополосников и систем с фильтрами первого порядка, которые либо не имеют такой проблемы, либо имеют в меньшей степени. Аудиофилы они конечно сектанты, но слух у них отменный, тренированный.

Для примера представлена картинка с замерами фаз трёх разных динамиков. Которые я измерял, пока делал свои колонки. Красный-25ГД-26, зелёный 10ГД-34, синий – ВЧ Wavecor.



ВЧ очень неплохо линеен по фазе от 20 кГц почти до 2 кГц. Но потом двигать купол мотору становится тяжеловато, и фаза начинает медленно уползать. Соответственно растёт ГВЗ. Но здесь речь, на такой частоте, понятно, идёт о микросекундах. А в основном диапазоне, в котором он играет, динамик имеет практически линейную фазу. Это хороший динамик.

У 10ГД-34 от 20 кГц до 10 кГц видна скорее всего ошибка измерения фазы в связи с полным отсутствием какого-либо звука. От 10 кГц до приблизительно 2 кГц фаза почти линейна, но её колбасит в большом диапазоне. Это скорее всего связано с тем, что динамик излучает звук не всей площадью диффузора, а не пойми какой её частью. Ближе к центру динамика конечно. С 2 кГц начинается полоса где динамик воспроизводит звук лучше всего. В воспроизводстве звука задействована полная площадь диффузора, мотору не составляет проблем качать диффузор с линейной фазой. Вплоть до 200 Гц. Тоже очень неплохо – больше 3х октав. Но потом опять же фаза начинает уходить и к своей резонансной частоте 70 Гц (вне ящика) уход составляет 180 гр. То есть это противофаза. Желательно конечно не давать ему играть так низко. У меня он задемпфирован малым объёмом и у него спад АЧХ начинается уже на 150 Гц. А вот как играет та же S-30, да ещё с фазоинвертором, я даже представить не могу, так как никогда не слышал.

Похожая картина и на фазовой характеристике 25ГД-26. Но похоже его разрабатывали изначально только для низкочастотного звена и диапазон частот, где он работает полной площадью диффузора с линейной фазой где-то от 200 Гц до 700 Гц. 2 октавы+. Не так много. Но соотношение мотора к весу диффузора у него явно лучше, чем у 10ГД-34 и скорость ухода фазы (нарастания ГВЗ) ниже. Практически такая же, как и у ВЧ Wavecor. Хотя к своей резонансной частоте (на воздухе) он также приходит практически в противофазе. Это всё надо демпфировать, выбирая между глубиной баса и чёткостью воспроизведения баса, то есть расчёт объёма ящика для хорошего баса очень важная и не такая простая задача.

Ну и пара слов о сабах. Впрочем, как и о любом низкочастотном звене АС. Для хорошего саба нужен хороший динамик. Большого диаметра, с хорошим ходом, с мощным мотором, низким резонансом, но при этом с низкой добротностью, лёгким, но в то же время жёстким диффузором. Если есть деньги, то сейчас уже не такая наверное большая проблема. Правда полоса воспроизведения частот у такого динамика будет узкой, но для саба, где хватит и 2х октав сойдёт. Проблема состыковать такой динамик со следующим, который воспроизводит частоты выше. Наверняка это возможно, но нехорошие производители не показывают ФЧХ своих динамиков. АЧХ пожалуйста, а ФЧХ нет. По крайней мере, я не видел. И я их понимаю. Сразу все увидят насколько хороши или плохи их изделия. И как тогда продавать колонки за многие тысячи баксов с плохими динамиками?

[mAxSpace]

Хороший сабовый динамик с хорошим мотором не бывает "лёгким". "Относительно легким" - может, но совсем легким нет, получится среднечастотник который НЧ играет на 10...12дб тише.

[владимирр]

но нехорошие производители не показывают ФЧХ своих динамиков

А смысл?

АЧХ пожалуйста,

Да и от этого тоже.

[diman_dda]

Хороший сабовый динамик с хорошим мотором не бывает "лёгким".

Даже если сделать такой, такому "легкому" сабвуферу понадобится оформление в несколько сот литров. А это никому не нужно, кроме философствующих аудиофилов.

[Merstan]

mAxSpace, ты, как человек в теме, скажи, вносят ли при записе временнЫе/фазовые предыскажения снизу, чтобы басовый регистр на реальной системе отыгрывал бодрее?

Мы же сначала имеем микрофон с его ГВЗ, плагины с фильтрами тоже нагоняют в самый низ. Потом же у слушателя дома не происходит всё в обратную сторону, а только по нарастающей. Я бы опробовал такой финт, будь на ты со всей этой кухней.

Как вижу. Треки с нижними инструментами пускать через FIR с обратным ГВЗ примерно на 50мс на 30Гц, с нулём ГВЗ примерно на 500. Ну и остальные треки на эти 50мс двинуть, соответственно. У слушателя дома опережающий НЧ-регистр автоматически задержится по фазе.

50мс много, это у кого саб. А у кого нет, тот и не поймет о чем речь.

[mAxSpace]

mAxSpace, ты, как человек в теме, скажи, вносят ли при записе временнЫе/фазовые предыскажения снизу, чтобы басовый регистр на реальной системе отыгрывал бодрее?

Поговорка есть такая: работа звукооператора - делать естественное звучание неестественными способами.
Начнем с того что в звукозаписи микрофон и предусилитель следующий за ним, это два разных устройства и они чаще всего специально кривые. Этим звокореж придает записи определенный коллорит. Нормально в студии иметь дюжину, а может быть даже не один десяток микрофонов, в рэке иметь несколько видов различных преампов и компресоров.
Все это в различных комбинациям позволяет звукорежисёру добиться той художественности что он задумал.
Скажем так - если ткнуть бас гитару или обычную в идеальный предусилитель и записать, то слушать это ты не сможешь. Это будет очень смешно.
Искажают звук при записи сильно, как по АЧХ, динамике так и по гармоникам. Да, искуственно добавляют искаженя преапов, ламп, трансформаторов и т.д.
Искать изначальный звук инструмента очень сомнительное занятие. Правильнее все же искать тот звук, который услышал у себя в студии звукопер. В хорошей студии различные мониторы от нелепых кривых 5" шириков, до огромных 2х15" встроеных в стену мейнов. Все они нужны для разного и все звукорежи по разному этим пользуется. Некоторые обходятся двумя парами.
Нет ни в одной записи ни настоящих барабанов, ни настоящего баса, ни гитары - все они записаны через специфические микрофоны, преампы, компрессоры, с добавление реверберации и прочих пространсвенных эффектов и прочие железки. Это может быть и програмное, оно конечно не то, но в целом суть та-же.
.
Когда ты дойдешь до уровня крутых студийных мониторов, то поймёшь что бас должен быть в меру быстрым.
Сделали мы тут один монитор, бас феноменально быстрый, негудящий, низкий, ГВЗ ниже плитнтуса. Приносим в одну студию - нам уважаемые люди говорят - Ребят, надо чтот делать чтоб бас "дышал". Прям там отвинчиваем басовики, вынимаем 2/3 синтепона. И вуаля. Потом еще компенсацию накачки я чуть приослабил и что ? - милое дело - сразу всем понраволось.
На секундочку - это в студии где записывают артистов первого эшелона (Пугачёва, Агутин... и т.д.)
...видос есть, про это с 12 минуты разговор идет...
https://www.youtube.com/watch?v=Z1oxRa8JHdk

[sVIVs]

Не знаю где спросить, поэтому попробую здесь.
ДК в комнате 22 квадрата с проемом вместо двери.
Есть саб REL Stentor 3. Он дает замечательны фундамент, но мне чего то не хватает, может "скорости".
Подумываю о втором сабе.
Купить, что то приличное бешеных денег стоит, думаю, может что напилить самому.
Столярка не пугает, а вот все остальное напрягает.
Но, дорогу осилит идущий и, с сабом, думаю, все же проще чем с акустикой.
Из ограничений, саб не должен быть огромным, плюс возможности таскать его, в поисках лучшего места по комнате, не будет - понимаю плохо, но комната жилая и приходится обходиться тем что есть.
Бюджет также важен, ну и доступность динамиков\усиления.
Хотелось бы уложиться до 100 т.р.
Возможно ли за эти деньги собрать хороший саб?
Или смысла нет и проще на авито вторичку мониторить?

[владимирр]

Возможно ли

Offтопик:
Вполне, открой тему и накидают вариантов

[Gudronov]

Наверняка это возможно, но нехорошие производители не показывают ФЧХ своих динамиков. АЧХ пожалуйста, а ФЧХ нет.

Во-первых, рассматривать даташитовскую АЧХ в пределах поршневой полосы занятие странное, мерить ее хлопотно, поэтому нехорошие производители иногда вообще пришивают слева симулированную.
А во-вторых, есть понятие фазоминимальности и фазоминимальной системы, в его определении выражен принцип, жестко увязывающий амплитудные и временные дела. Очень грубо говоря, временная и амплитудная функции взаимно обратимы, если во временной отсутствует постоянная составляющая. Ты сразу скакнул, на модный софт, не накурившись надлежащим образом, и этой связи не заметил.

[mAxSpace]

но мне чего то не хватает, может "скорости".

Скорость это к мидбасам и даже пищалке. Скорее всего у вас типичный случай - саб работает как "костыль" и никак не согласован по фазе с остальной системой. Он работает отдельно, нет слитности. Поэтому нет быстроты, аттаки.

[Shidim]

Есть саб REL Stentor 3. Он дает замечательны фундамент, но мне чего то не хватает, может "скорости".
Подумываю о втором сабе.

В комнатах небольшого размера и малых с точки зрения архитектурной акустики из за близости АС к границам помещения в классических системах с классическим же размещением мид бас зачастую провален, "трагичность" определяется добротностью/шириной провала. Например вся "мощь" перкуссии "живой" ударной установки, сосредоточена в ~60-160Гц.
Прежде чем тратится на второй сабвуфер полезно провести измерения в помещении или хотя бы построить модель (на таких частотах она будет весьма точна) на предмет выявления провалов и мер по их оптимизации.
По мимо прочего, нужно так же провести удовлетворительную сшивку между сабвуфером и остальными АС.
Провести измерения, построить модель, виртуально и реально сшить части целого, вы сможете с помощь бесплатной программы REW.

[Merstan]

У Миши Борзенкова (Гусары, молчать!) был один ролик, весьма и весьма в этом плане показательный.
Пид-рас Веня выяб-вался, он сидел на багажнике, а педали крутил руками. © Классик. У него в системе было 6 (шесть) сабов Rell. Всё, что нужно знать об этом ролике — это одна главная фраза златороссийскоухого: "Я сделал сабы как можно тише, чтобы осталось только дыхание." Я тут же расшифровал это: "Денег занесли, но как только делаешь погромче, вылазит бас, как в Приоре, а похвалить-то надо!"

[sVIVs]

Скорость это к мидбасам и даже пищалке. Скорее всего у вас типичный случай - саб работает как "костыль" и никак не согласован по фазе с остальной системой. Он работает отдельно, нет слитности. Поэтому нет быстроты, аттаки.

У меня проц Anthem AVM70 заведует сшивкой.
Во вложении то что он насчитал в автомате.
Вроде нет явных косяков. Правда я не большой специалист в графиках.

В комнатах небольшого размера и малых с точки зрения архитектурной акустики из за близости АС к границам помещения в классических системах с классическим же размещением мид бас зачастую провален, "трагичность" определяется добротностью/шириной провала. Например вся "мощь" перкуссии "живой" ударной установки, сосредоточена в ~60-160Гц.
Прежде чем тратится на второй сабвуфер полезно провести измерения в помещении или хотя бы построить модель (на таких частотах она будет весьма точна) на предмет выявления провалов и мер по их оптимизации.
По мимо прочего, нужно так же провести удовлетворительную сшивку между сабвуфером и остальными АС.

Похоже придется изучать REW.
А так хотелось чтобы автоматом все настраивалось

---------- Сообщение добавлено 10:53 ---------- Предыдущее сообщение было 10:52 ----------

Offтопик:
Вполне, открой тему и накидают вариантов

Спасибо!
Пока прикидываю только.

[_Summit_]

Всё, что нужно знать об этом ролике — это одна главная фраза златороссийскоухого: "Я сделал сабы как можно тише, чтобы осталось только дыхание."

Я тебе об этом уже миллион раз говорил. Все дело в спектральном составе и уровнях. Выкручивая узкополосный с резким спадом саб по уровню, спектр уродуется до неузнаваемости. Все эти эффекты тормознутости и затянутости от этого, а не ГВЗ в 20 мс на 50 Гц.
Саб должен только хвостики от атак дорисовывать. Совсем чуть-чуть. Они (хвостики) в натуре на столько от атак отстают, что все эти фазовые переходы и страшные ГВЗ на уровне погрешности.

но как только делаешь погромче, вылазит бас, как в Приоре, а похвалить-то надо!

Это на любом сабе будет так. Просто "классическое" НЧ звено, которое до 500 (или даже 1К) играет ты так не выкрутишь. И там по-другому это слышится.

У меня актив и два ступенчатых регулятора громкости с шагом 1 дБ. Т.е. могу с шагом 1 дБ делать тише либо НЧ канал, либо СЧ/ВЧ. Раздел около 800 Гц, 2-ой порядок добротность 0.8. Так вот, + 1 дБ к НЧ каналу дает катастрофическую разницу.
Когда выставляешь АЧХ ровно по микрофону, на слух хороший бас почти пропадает. Это норма. Привыкаешь ко 2-3 композиции и слушаешь музыку.

С сабом надо аккуратно и все будет ОК.

[Shidim]

Похоже придется изучать REW.
А так хотелось чтобы автоматом все настраивалось

Что бы радовало звучанием, придётся освоить, что то что нормально измеряет. Я вспомнил, это вы создавали тему про "потолочные АС", там кстати прикладывали план помещения и расположения. Комната имеет как я понял имеет присоединённый объём с большим открытым проёмом?
Думаю, что Афем хранит все измерения(до следующего) в какой то из папок, если у неё есть функция - "экспорт", то это значит что эти измерения можно просматривать REWом с конвертацией из txt или wav, это упростит вам жизнь в какой то степени, так как помимо "афемовских ачх", можно просматривать временной домен (различное графическое представление комнатных импульсных реакций), а в маленьких комнатах при сшивке это имхо более важно чем ачх.

[Merstan]

_Summit_, есть 2 полосы, допустим, ширик 8" и саб 12", да?
Я 100 раз из 100 с закрытыми глазами укажу где плохо при соответствующем материале, содержащем низкочастотную составляющую атаки, если при одинаковой общей для этих двух полос АЧХ будет разная ФЧХ вследствие низкого крутого деления. При вторых порядках и более высоком делении проблем не будет.

Разница при менее крутой сшивке только в том, что нужно вводить коррекцию общего наклона. На каждую ли полосу отдельно, на всю систему в целом — вопрос индивидуальный. Просто кто-то может подумать, что нужно только переключать порядки и частоту на сабе. Ты же так не думаешь, когда читаешь меня? Например, при низком крутом срезе ты этот наклон создаешь уровнем интеграции саба. Саша Сабсоник так рекомендует, по крайней мере. При втором порядке и высокой стыковке этот метод неприменим. Нужно еще одно звено фильтрации. Или не одно, а больше. Но в любом случае, итоговая общая ФЧХ будет лучше.

[Nizhlogger]

Хороший сабовый динамик с хорошим мотором не бывает "лёгким". "Относительно легким" - может, но совсем легким нет, получится среднечастотник который НЧ играет на 10...12дб тише.

Конечно. Всё в мире относительно а в технике сплошные компромиссы. "Лёгкий" настолько чтобы не отставать в фазе движения от фазы сигнала на катушке. Желательно не испортив ничего другого.