gototopgototop

Анонс

Начало АЧХ и КНИ Сравни амплитудно-частотные характеристики!

 

Амплитудно-частотные характеристики классики и рока.


Мы стремились зафиксировать наиболее характерные эпизоды, важные для восприятия целостных музыкальных отрезков. Любопытно сравнить между собой амплитудно-частотные характеристики, низкочастотные спектры которых отображены на рис. 1, 2, 3. График на рис. 1 дает спектрограмму временной реализации из самого начала четвертой части "Фантастической симфонии" Берлиоза, для которого характерен мощный басовый поток звука, создаваемый главными низкочастотными инструментами симфонического оркестра. Основная энергия сконцентрирована в полосе приблизительно 40-150 Гц, где наблюдается набор острых тональных пиков.

 

Амплитудно-частотные характеристики разной музыки.

 

Ris 1, 2, 3Важный информационно, но энергетически малозначимый рельеф правого склона при восприятии играет очень важную роль: если удалить его фильтром, низкочастотный гул вообще будет слабо напоминать звучание музыкальных инструментов. Совершенно аналогичную такому полосовому фильтру роль будет играть, например, достаточно типичная акустическая система с подъемом чувствительности в области верхнего баса, причем этот подъем может быть и совсем незначительным. Соотношение величины пиков на частотах 100 и 200 Гц таково, что даже при малом его (соотношения) изменении в пользу стогерцовой компоненты слух перестанет различать компоненту с частотой 200 Гц (эффект частотной маскировки). В "тень" уйдут и более высокочастотные составляющие. Данный музыкальный эпизод - превосходное тестовое средство, позволяющее легко на слух различить системы даже с формально очень слабыми отличиями низкочастотных возможностей.

Для слуховой оценки возможностей акустических систем в передаче наиболее глубоких компонент отлично подходит эпизод из "Heavy Fuel" Dire Straits; спектр начала композиции приведен на рис. 2. Не всякий поклонник британской группы смирится с потерей острого пика на частоте 30 Гц. Вместе с тем для данного фрагмента не столь критично относительное (по сравнению с серединой) повышение чувствительности АС   на басах, поскольку спектр довольно медленно спадает с повышением частоты и маскирующее действие басов  невысоко. Фрагмент партии контрабаса из шестого трека нашего диска Jazz (рис. 3) сильней пострадает от локальных флуктуаций амплитудно-частотной характеристики, нежели от сравнительно высокой частоты среза акустической системы.


Ris 4, 5Фортепьянный звук, для спектра которого характерен острый частокол пиков (рис. 4, 5), в области средних частот хорошо чувствует вообще любые колебания частотной характеристики, но хуже всего реагирует на узкие (в частотном смысле) подъемы чувствительности. Здесь же в скобках заметим, что фортепиано строже многих инструментов реагирует на нелинейные искажения. Неполадки АЧХ в области средних и высоких частот отлично выявляют вокальные фрагменты (рис. 6, 7), зондирующие частотный диапазон сравнительно широкими спектральными подъемами; хорошо заметны на слух подъемы и провалы частотной характеристики приблизительно октавного масштаба.


Ris 6, 7.jpgНет второстепенных нарушений для симфонического оркестра (рис. 8), чей звуковой образ определяется широкополосным сигналом, в котором важно сохранить как точный баланс крупных спектральных масс, так и тонкую структуру спектра. Обратим внимание, что слух сильно реагирует на неравномерность амплитудно-частотной характеристики в области 2-4 кГц (область максимальной чувствительности слуховой системы) при воспроизведении музыкальных фрагментов, в которых на эту область приходится информационно значимая или энергетически насыщенная часть спектра сигнала. В заключение надо сказать, что отдавая должное анализу амплитудно-частотной характеристики, следует всегда помнить, что она отображает лишь вносимые системой линейные деформации сигнала. Различие качества звуковых образов, синтезируемых разными системами уровня среднего High Fidelity и выше, в гораздо большей степени определяется искажениями нелинейными.

 

Ris 8