LET’S TEST – тестовые сигналы для проверки акустики (часть 2)

В продолжение статьи про «Тестовые сигналы для проверки и настройки аудиоаппаратуры» и о «Сборнике LET’S TEST». Продолжим описание тестовых сигналов для настройки своих акустических систем (колонок) и проверки акустики помещения.

Как уже было сказано в первой части, диск состоит из двух частей. В первой части отобраны тестовые сигналы в виде музыкальных фрагментов, составляющих классику исполнительского искусства и звукорежиссуры. Эти треки покажут, насколько адекватно ваша система воспроизводит музыку, позволят субъективно оценить правильность подбора компонентов. Материал выбирался из архивов московской компании Boheme Music.

Вторая часть диска — это набор тестовых сигналов, специально синтезированных для проекта: калиброванных тональных, шумовых и фильтрованных псевдошумовых — самого доступного средства измерения частотной характеристики системы. Вот о них, во второй части, и пойдет речь. Обсудим, что можно сделать с помощью этих сигналов.

Предисловие — предупреждение

Первую часть диска, там где мы слушали классическую музыку, можно назвать — «гармонией звука». А дальше, будет вторая часть, которую можно назвать — «тестовыми сигналами», так как они таковыми и являются, в отличие от музыкальных произведений.

Повторимся, что трек №7 — это специально созданная пауза, которая длится всего 25 секунд и позволит вам убрать уровень громкости до практически — минимального. Восьмой трек, по сравнению с предыдущими будет достаточно громким. Что бы вам не испугаться и не дать акустике «встрепенуться» — сделайте уровень громкости — тише.

Слушая тестовые сигналы — могут вылезти неприятные призвуки корпуса и динамиков. Возможно услышите «горбы и провалы» в АЧХ. Вы просто можете узнать о своей аппаратуре (акустике) много нового, чего ранее не замечали. Вероятно, что этих «нехороших» моментов не услышат владельцы премиальных акустических систем, но таковых окажется не так много. Большинству любителей музыки, эти тесты — в помощь, а некоторым — расстройство.

Подумайте — есть ли смысл слушать, тестировать, а потом расстроиться от того, что вы узнали — ваша система не совершенна и делает «нечто неправильное». Вы же не собирались слушать тестовые сигналы постоянно. Акустика и вся аппаратура подбиралась вами для того, что бы слушать музыку.

Слушая любимые произведения, вы не всегда сможете услышать, понять и идентифицировать дефекты вашей акустической системы. Они бывают на столько малыми, что не слышны за другими звуками музыки. Но они ни куда не исчезают, они там и остаются. Но слушать музыку вы не прекращаете, просто слышите — «что-то не так». Но «что — не так»? Это можно услышать только с помощью тестовых сигналов.

Тестовые сигналы

Трек №08. Тон 315 Гц, 0db

Самый важный сигнал! Это сигнал максимально возможной амплитуды, которую можно закодировать на компакт-диске. Частота сигнала 315 Гц, а не 1000 Гц, как это обычно делают (1000 Гц — частота, максимально чувствительная для слуха). Сигнал с частотой 315 Гц переносится легче ухом, в отличие от сигнала 1000 Гц на максимальном уровне.

И ещё. Использование 315 Гц, а не 1 кГц, — для безопасности самого оборудования. Частота 315 Гц мало что может натворить с динамиками. Частоты ниже — могут перегрузить бас-динамик большими амплитудами, а более высокие — близко расположены к нижнему диапазону пищалок и очень близко к их резонансу.

Простой опыт

Простейший опыт от авторов и продюсеров этого сборника тестов — Андрея Елютина и Николая Ефремова (содержание и описание опыта полностью авторское).

Этот опыт можно и нужно поставить — выяснить, не происходит ли ограничения в головном устройстве на верхних ступеньках регулирования громкости. У многих происходит, во время тестов мы в этом убеждаемся. Для того чтобы ответить на этот вопрос, надо загрубить, насколько возможно, входную чувствительность усилителя и, включив 8-ю дорожку, постепенно увеличивать громкость. В какой-то момент станут слышны искажения, вызванные ограничением сигнала. Они слышны очень хорошо: ограничение — это третья гармоника. Для частоты 315 Гц третья гармоника — это в районе килогерца, там чувствительность слуха максимальна. Если признаки ограничения возникли на заведомо небольшой громкости — всё ясно: ограничение — в источнике. Тогда надо просто запомнить показания индикатора в момент начала ограничения и зарубить себе на носу: это — максимальное положение регулятора громкости, при котором можно гарантировать, что с выхода источника идёт неискажённый сигнал.

Может оказаться, что у вас всё не так волшебно: искажения начинаются только на большой громкости. Как определить, кто тут пакостит? Это просто: убавьте громкость до исчезновения явных искажений, а потом чуть прибавьте чувствительность усилителя. Если искажения вернутся, значит, источник ни при чём: искажает усилитель или (что менее вероятно) акустика. Если не вернутся — поздравьте себя: у вас источник, не перегружающийся даже самым большим сигналом.

Далее, следующие четыре трека — разновидности «розового шума». Может вы не в курсе, что «розовый шум» содержит в себе все частоты звукового диапазона, равномерно распределённые по частоте.

Трек №09. Розовый шум, левый-правый канал, 0db

На дорожке №9 сигнал записан попеременно, то в правом, то в левом каналах, и небольшая пауза. Это дает возможность убедиться, что каналы подключены правильно, а так же, что они идентичны по частотной характеристике. Если слушать этот сигнал на равном расстоянии от динамиков (а в машине, придётся сесть в центр заднего сиденья), то шумовые эффекты каналов должны быть одинаковы по тембральной окраске. Это — идеальные условия работы акустики.

Записаны сигналы так: левый канал — короткая, в полсекунды, пауза — потом правый. Затем длинная пауза (2 секунды) и снова левый и почти сразу правый. Это сделано для того, чтобы каналы легче было идентифицировать, да и сравнивать легче.

Трек №10. Коррелированный розовый шум, 0db

Дорожка №10 — коррелированный розовый шум. Это хаотический сигнал, но записан одновременно и синхронно в двух каналах. По всем канонам двухканального стереозвука такой сигнал должен давать максимально сфокусированный звуковой образ в центре звуковой сцены. Реально, это должно быть «звуковое поле» определенных размеров, обусловленных не только не идеальной фокусировкой системы, но и способностью слуха к локализации на разных частотах — она различна. А в розовом шуме есть все частоты, причем сразу, доступные слуху.

Трек №11. Некоррелированный розовый шум, 0db

Следующая дорожка, №11, является противоположностью трека №10. Здесь в стереоканалах записан некоррелированный шум. Что это такое? Записан полностью независимый хаос в каждом из каналов. Такой сигнал — идеальный инструмент для оценки протяженности стереокартины, на которую способна ваша система. «Звуковое поле» должно быть большим. И чем оно больше, тем лучше.

Трек №12. Розовый шум, поочередно в фазе и противофазе, 0db

Звуковая дорожка №12 служит для проверки фазировки каналов розовым шумом. Взят тот же коррелированный (иначе говоря — одинаковый) шум в стереоканалах, но в одном канале его фаза через раз меняется на противоположную. Здесь снова применена схема с длинной и короткой паузами.

Сначала идёт синфазный сигнал, затем — короткая пауза, после этого — противофазный, длинная пауза и так далее. Ощущения при прослушивании должны быть такие: когда сигнал синфазен, звук находится впереди и в той или иной степени собран в середине звуковой сцены. Когда сигнал противофазен, шум будет доноситься как бы отовсюду, без признаков локализации.

Если вы услышали что-то другое, то есть синфазный шум не локализуется, а противофазный локализуется на каких-то частотах, есть смысл прогнать звуковой диапазон сигналами проверки синфазности каналов дискретными сигналами. Это — дорожки с 13-й по 22-ю. На дорожках с нечётными номерами сигнал записан в фазе, с чётными — в противофазе.

Про «розовый шум» будет отдельная статья с графиками и пояснениями. Подпишись и не пропусти!

Трек №13. Тон 50 Гц, в фазе, -6db

Частоты проверки синфазности выбраны сознательно. Первый сигнал — с частотой 50 Гц. В типичной автомобильной аудиосистеме на этой частоте работает один сабвуфер. Если сабвуфер один и работает от одного басового канала, на вход которого приходит стереосигнал, а внутри из него формируется суммарный моносигнал, на нечётных дорожках сабвуфер должен молчать. То же должно происходить, когда сабвуфер подключён мостом между двух каналов, выполняющих функции басовых.

Трек №14. Тон 50 Гц, в противофазе, -6db

На этом треке, всякие попытки сабвуфера издавать звук — должны пресекаться. Звуков от саба не должно быть. Как это? Сигналы левого и правого каналов, из которых формируется монофонический басовый сигнал, не равны по амплитуде. Нужно установить регулятор баланса головного устройства в ноль и крутить чувствительность включённых мостом каналов до тех пор, пока не пропадет гул от саба. А на 13-ой этот же сабвуфер должен гудеть во всю глотку.

Если используется два сабвуфера и каждый работает от своего канала (правого и левого), регулировка окажется сложнее: здесь складываться будут уже не электрические сигналы в проводах, а акустические волны. Но логика остаётся прежней — максимум отдачи при синфазном сигнале и минимум — при противофазном.

Трек №15. Тон 150 Гц, в фазе, -6db

Трек №16. Тон 150 Гц, в противофазе, -6db

Эти два трека имеют тот же набор и назначение, что 13 и 14-й, но уже на частоте 150 Гц. А это самая уязвимая и слышимая область мидбаса. Локализация источника звука здесь пока слабая, но уровень громкости на 15-ой дорожке должен быть существенно выше, чем на 16-ой. Частота 150 Гц выбрана неслучайно. Длина волны здесь около 2 м.

При некоторых схемах установки разность расстояний до левого и правого мидбаса может оказаться сравнимой с длиной полуволны на этой частоте, и тогда при правильной полярности подключения громкость на противофазном сигнале будет выше. Заметьте такой момент как возможность переполюсовки динамиков в вашей акустике, но пока, ничего предпринимать не нужно, это ещё не конец тестирования.

Трек №17. Тон 350 Гц, в фазе, -6db

Трек №18. Тон 350 Гц, в противофазе, -6db

Эти две дорожки содержат сигнал с частотой 350 Гц. Для типичной трёхполосной системы это близко к верхней границе работы НЧ-звена. На этих частотах уже начинает работать механизм локализации направления на источник звука по фазе пришедших слева и справа звуковых волн. Иначе сказать, вы уже можете понять — с какой стороны идет сигнал.

В нормальной ситуации, синфазный сигнал 350 Гц должен восприниматься, как исходящий из середины. А вот противофазный — звучать размыто (как бы со всех сторон), с затруднённой локализацией, как будто голова находится внутри источника звука.

Если и 17 и 18 треки звучат почти одинаково и звук оказался размытым на этих треках, то можно попробовать изменить полярность провода на одной из НЧ-головок. Это если речь идёт о трёхполосной системе. А если акустика — двухполосная, то придётся проверять, как работают мидбасы наверху своего диапазона. Это про следующий треки.

Трек №19. Тон 2 кГц, в фазе, -6db

Трек №20. Тон 2 кГц, в противофазе, -6db

Сигнал с частотой 2 кГц воспроизводится на треках №19 и №20.

В двухполосных системах — это очень близко к частоте раздела. Мидбас начинает отыгрывать последнюю октаву (иногда — меньше), а пищалка ещё молчит (у неё обычно работа начинается с 3 кГц.).

На частоте 2 кГц синфазный и противофазный сигналы по громкости отличаться уже практически не будут. Зато ощущение локализации будет достаточно четко выраженным. Слух уже четко может определить направление источника звука по фазе приходящей волны.

Наиболее просто будет в трёхполосной акустике. 2 кГц — это работа  только среднечастотника, это его задача — верно воспроизводить эту частоту. Так же, за локализацию источников звука — отвечает он один. Вот с ним и его проводами и надо немного поработать.

Трек №21. Тон 6 кГц, в фазе, -6db

Трек №22. Тон 6 кГц, в противофазе, -6db

И в завершении серии «фазовых» треков — сигнал с частотой 6 кГц.

Здесь должны работать, одни пищалки. Слух к разности фаз звуков, приходящих слева и справа — уже практически нечувствителен. Но небольшая (легкая) разница в звучании синфазного и противофазного сигнала всё-же, будет ощущаться. Точнее сказать — угадываться. Если не знать, то разницы можно и не заметить. Чисто на слух, сложно будет различить 21-ю и 22-ю дорожки. Разве что по громкости — будет разница, и звук покажется более пронзительным.

Следующие две дорожки — инструмент для ловли призвуков и резонансов басовой части акустики, а заодно — и для оценки её рабочего диапазона. Это свип-тон для низкочастотного спектра.

Трек №23. Тон переменной частоты 40-95 Гц, -6db, 5 сек = 5 Гц

Трек №23 — это сигнал переменной частоты. Тест-сигнал начинается с 40 Гц. Через каждые 5 секунд частота увеличивается на 5 Гц. Поэтому, наблюдая за счётчиком длительности звучания трека, можно определить текущее значение частоты.

Например: когда счетчик времени показывает 0:20, частота равна 40 + 20 = 60 Гц. При показаниях счётчика 0:25 частота скачком повысится до 65 Гц и так далее. До отметки времени 0:55, когда частота сигнала станет равной 95 Гц.

В эти частотные рамки помещается весь информативный сабвуферный диапазон, и теперь вы точно будете знать, на какой частоте у вас что не так. Кстати, прослушивание этой дорожки позволяет не только локализовать местные резонансы, дребезги и другие помехи, но и оценить общий ход АЧХ сабвуфера.

Трек №24. Тон переменной частоты 100-155 Гц, -6db, 5 сек = 5 Гц

Трек №24. Это тот же самый тон с тем же шагом изменения частоты, что и 23-й. Но тут стартовая частота начинается со 100 Гц (отметка времени 0:00), а заканчивается значением — 155 Гц (текущее время 0:55). Это уже для мидбаса. Если при прослушивании обнаруживается, что на каких-то частотах появляется неприятный гул, дребезг, то не нужно расстраиваться, а стоит приступить к устранению причин.

Далее. Четырнадцать треков, с 25 по 38. Это сигналы дискретных частот, которые специально расставлены по звуковому диапазону и немного за его пределами. С их помощью можно поймать резонанс самой акустики, резонанс самого помещения.

Трек №25. Тон 10 Гц, -10db

Первый трек из этой серии (№25) — содержит сигнал, который и звуковым назвать сложно. Его частота 10 Гц — инфранизкая частота. Этот сигнал, нашим ухом, не услышать — частота находится за пределами слышимости (так устроено наш слуховой аппарат). Да и обычная акустика его просто не сможет воспроизвести.

Важно. Сигнал с этой частотой не должен доходить до акустики!

Ему там просто делать нечего! Но бывает такое, что многие слышат 10 Гц. В отсутствие фильтров-сабсоников, сигналы инфранизких частот могут добраться до звуковой катушки сабвуфера. Если саб сделан в виде закрытого ящика — это не так страшно. Но будет проблема, если сабвуфер сделан с фазоинвертором.

На таких частотах диффузор басового динамика практически ничем не нагружен, и он станет колебаться с большой амплитудой, при умеренных мощностях искажая действительно информативный бас, а при больших амплитудах (уровне сигнала) — может просто «выплюнуться» (сгореть от заклинивания, замыкания витков катушки, перегрева).

Сигнал с этой частотой может проявиться в виде шипения воздуха в тоннеле фазоинвертора. Визуально, динамик может «хлюпать», но не издавать звуков. В самом плохом исходе, при большом уровне сигнала — появляется звук, который получается от ударов звуковой катушки о магнитопровод.

Ещё одно важное дополнение. Напомню, что слушая трек 25 (если это можно так сказать), нужно смотреть на диффузор сабвуфера. Если сабвуфер ведёт себя нормально, не стремиться выскочить, значит, в системе есть что-то, что не даёт инфранизким частотам пробраться к головке НЧ. Если «плюётся», «хлюпает», то это значит — нужно установить, если его нет, или включить на головном устройстве фильтр-сабсоник.

Следующие 12 тестовых треков— это уже звуковые сигналы, которые слышны человеческим слуховым аппаратом.

Трек №26. Тон 20 Гц, -10db

20 Гц — это нижний предел слышимых частот человеком. В реале, сигнал с этой частотой можно сказать и не слышен, так как звуком это назвать сложно. Но теоретически и часто на практике — мы можем услышать 20 Гц, значит это звуковой сигнал. Слышно будет легкое «фырчание» не понятно откуда. На этих частотах направление звука не определить. «Глубокого баса» тут еще нет, но некоторые (дорогие акустические системы с хорошими динамиками) может воспроизводить этот сигнал вполне хорошо и внятно. Если это так, то у вас есть повод похвастаться нам своей акустикой.

Трек №27. Тон 40 Гц, -10db

Вот эта частота, является, что говорится — «сабвуферной». Именно её все пытаются услышать от своей акустики, сабвуфера. В данном случае, всё должно быть воспроизведено акустикой чисто, громко и без неприятных побочных эффектов.

Трек №28. Тон 80 Гц, -10db

80 Гц. Это частота, когда сабвуфер работает легко и непринужденно, передавая полномочия мидбасу. Очень подходящий сигнал для того, чтобы поиграть фазой сабвуфера (плавным регулятором, если он есть, или просто переворачивая её на 180 градусов).

Дальше идёт октавный ряд частот до 315 Гц.

Трек №29. Тон 160 Гц, -10db

Трек №30. Тон 315 Гц, -10db

Трек №31. Тон 1000 Гц, -10db

Главная (и противная на слух) частота 1 кГц. Для упрощения анализа воспроизводимого спектра частот акустики (это о тех частотах, которые и будет усиливать усилитель и воспроизводить акустика), выбрана частота в звуковом диапазоне от 20 Гц и 20 кГц, чаще всего измеряют на 1 кГц. Это принято за стандарт при измерении.

Тон часто используется звукорежиссерами для настройки оборудования воспроизведения таким образом, чтобы сопутствующие медиафайлы были на комфортной громкости для аудитории. Иногда его воспроизводят последовательно между тонами от 100 Гц до 10 кГц, чтобы обеспечить точный отклик оборудования на различных звуковых частотах.

Трек №32. Тон 3,15 кГц, -10db

Так же, разделился диапазон «верхних» частот, что бы можно было оценить, анализировать, воспроизводимый акустикой спектр часто.

Трек №33. Тон 6,3 кГц, -10db

Выше 6,3 кГц частоты расположены через треть октавы, а последние три значения (16, 18 и 20 кГц) — совсем вплотную, чтобы поточнее оценить верхнюю границу частотного диапазона.

Трек №34. Тон 10 кГц, -10db

Трек №35. Тон 12 кГц, -10db

Трек №36. Тон 16 кГц, -10db

Трек №37. Тон 18 кГц, -10db

Трек №38. Тон 20 кГц, -10db

Завершающая часть

На диске имеются ещё сигналы, которые может быть и не интересны многим, но они есть в «слепке» самого диска, в формате FLAC. Я предоставлю несколько тонов от туда (все предоставленные здесь треки в формате МР3), и если вас заинтересуют все треки, то я могу поделиться ссылкой на файл, и вы сможете получить исходные данные. Напишите мне в комментарии. Я дам ссылку.

Трек №44. Псевдошум, центр. частота 63 Гц, -7db

Трек №53. Псевдошум, центр. частота 500 Гц, -7db

Трек №60. Псевдошум, центр. частота 2.5 кГц, -7db

Очень забавно звучит. Похож на свисток милиционера из СССР.

А пока, коротко — о чем и для чего эти остальные тридцать и одна дорожка.

В каждом треке записан сигнал с постоянной амплитудой (-7 дБ), но с частотой, хаотически изменяющейся в пределах диапазона шириной в треть октавы. Называются эти сигналы — псевдошумовыми. Но что такое «псевдошумовые сигналы» немного расскажу в другой статье.

Третьоктавные полосы псевдошума позволяют локализовать наиболее грубые дефекты АЧХ и на слух. Общий ход частотной характеристики при этом корректно оценить трудно. На слух полосы, расположенные в разных частях спектра, будут восприниматься с различной громкостью, но значительные пики и провалы на частотной характеристике, в пределах одной-двух полос, поймать можно.

Все треки сделаны с некоторым шагом (через треть октавы) и имеют такие частоты: 20, 25, 31,5 Гц, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800 Гц, 1 кГц, 1,25 кГц, 1,6 кГц, 2 кГц, 2,5 кГц, 3,15 кГц, 4 кГц, 5 кГц, 6,3 кГц, 8 кГц, 10 кГц, 12,5 кГц, 16 и 20 кГц.

Послесловие

Тестовые сигналы, в виде музыкальных фрагментов, представлены для ознакомления и изучения. Желаете получить полный диск? Физически у меня его нет и навряд ли вам удастся его найти и купить, если конечно кто-то решится его продать. Но могу помочь — указать ссылку где можно найти весь диск в формате flac-файла (197 Мб). Там все треки в любом проигрывателе читаются и расписаны как в содержании к диску. Там запутаться нельзя. Читайте, пишите. Чем смогу — помогу.

А пока пойду приготовлю ещё пару небольших статей про «Псевдошумывые сигналы» и про «Белый шум и розовый». Там будет сухая наука, но для кого-то будет интересно и полезно.

Источник

---

Будем рады вашему вниманию и комментариям. Вам не трудно — проголосуйте за эту статью. Я буду примерно знать ваше мнение о сказанном.

Всего знать — не дано никому, потому многие учатся до конца своих дней, если им это интересно. Так и мы, стараемся познать и поделиться своими размышлениями.

Хотите поделиться своим опытом, знаниями — напишите и мы обязательно примем меры к изучению информации. Вы сможете выразить своё мнение или вы захотите стать автором статей прямо на нашем сайте! Не забываем про Авторские права.

---

Хотите поделиться мнением о прочтенном на этой страничке — очень будем рады! Оставьте свой отзыв или напишите пожелания в форме ниже.

Возможно, некоторые фото или тексты для данной статьи взяты из открытых источников интернета, для примера и ознакомления, не претендуем на авторство оных. Так же, использовано немного своих, можете пользоваться. В случае, если нарушены чьи-то права — сообщите об этом в комментариях.