Скачал тестовые файлы, включил белый шум, а он шипит так, будто из салона выпускают воздух через колесо. Розовый рядом звучит заметно «ниже» и спокойнее. Оба называются шумом, оба случайные, но для настройки и для здоровья твитеров это совсем разные сигналы.
Почему белый шум звучит так ярко?
Мы слышим частоты октавами, а не герцами. Октава 10–20 кГц шириной 10 000 Гц, а октава 20–40 Гц всего 20 Гц. Белый шум кладёт одинаковую мощность в каждый герц, значит, в верхней октаве энергии в 500 раз больше, чем в нижней. На графике по третьоктавам это рост +3 дБ на каждую октаву вверх.
Между третьоктавой 25 Гц и третьоктавой 16 кГц у белого шума разница около 28 дБ. Для слуха это сигнал с огромным перекосом в верх, отсюда и «шипение».
Белый, розовый, коричневый: сравниваем
| Белый | Розовый | Коричневый (красный) | |
|---|---|---|---|
| Спектральная плотность | Ровная по герцам | −3 дБ на октаву | −6 дБ на октаву |
| Энергия в каждой октаве | Растёт на 3 дБ с каждой октавой | Одинаковая | Падает на 3 дБ с каждой октавой |
| Как звучит | Шипение, как расстроенный эфир | Ровный шум водопада | Глухой гул |
| На RTA по третьоктавам | Линия с подъёмом вверх | Ровная линия | Линия с завалом вверх |
| Для чего в автозвуке | Измерения с анализом по узким полосам, тесты электроники | Настройка по RTA, тональный баланс | Практически не используется |
Что будет, если настраивать по белому шуму на RTA?
RTA в автозвуке почти всегда считает по октавным или третьоктавным полосам. Их ширина растёт с частотой, и белый шум на таком анализаторе покажет подъём вверх даже в идеальной системе. Если начать «выравнивать» эту линию эквалайзером, ты задавишь верх на 20–30 дБ и получишь глухой звук. Поэтому для RTA берут розовый шум: при ровной системе его третьоктавы лежат ровно. Подробнее в статье про третьоктавные шумы.
Белый шум уместен там, где анализатор работает с равными по ширине полосами, как обычное БПФ. Там белый шум даёт ровный спектр, а розовый уходит вниз. Если в программе можно выбрать сглаживание и тип шума, всегда проверяй, что они согласованы.
Почему белый шум опасен для твитеров?
Прикинем на системе с разделом 2,5 кГц, как у меня в Mark X, где твитеры ESB 9.1T-28 играют от этой частоты. У белого шума в полосе 20 Гц – 20 кГц примерно 88% мощности лежит выше 2,5 кГц. У розового около 30%. То есть при той же громкости на слух твитер на белом шуме получает в разы больше мощности, чем на музыке. ESB 9.1T-28 рассчитан на 110 Вт RMS, но это не повод гонять его белым шумом на пределе: купол греется от длительной ровной нагрузки, которой в музыке не бывает.
Где белый шум реально пригодится
- Проверка тракта на искажения и помехи: на ровном шуме хорошо видно, где процессор или усилитель что-то режет.
- Двухканальные измерения передаточной функции, где программа сравнивает сигнал на входе и выходе. Там подойдёт и белый, и розовый, важна достаточная энергия во всей полосе.
- Поиск дребезга панелей на верхах: на широкополосном шуме призвуки заметнее, чем на музыке.
На чём ошибаются с белым шумом
- Путать белый и розовый шум в тестовых файлах: подписи в скачанных архивах бывают неверные. Проверь на RTA: розовый даёт ровные третьоктавы.
- Выравнивать белый шум в прямую линию на третьоктавном RTA.
- Прогонять твитеры белым шумом на большой громкости «для проверки».
Когда первый раз запускаешь шум в REW, обычно всплывают ещё такие вопросы.
Белый шум играет все частоты одновременно и случайно, а свип проходит частоты по очереди, по одной в каждый момент времени. Поэтому свип даёт лучшее отношение сигнал/шум и отделяет гармоники от основного сигнала. Линейный свип по распределению энергии похож на белый шум, логарифмический на розовый, и в автозвуке почти всегда меряют логарифмическим.
Коричневый (красный) шум - это случайный сигнал, у которого спектральная плотность падает на 6 дБ на октаву, а энергия в каждой октаве уменьшается на 3 дБ. Звучит он как глухой гул. Название дано по броуновскому движению, к цвету оно отношения не имеет. В настройке автозвука коричневый шум почти не используют: для RTA берут розовый, для узкополосного анализа белый.
Твитеры белым шумом разминать не стоит: при разделе 2,5 кГц примерно 88% мощности белого шума приходится на ВЧ, и купол долго греется ровной нагрузкой, которой в музыке не бывает. Для разминки и проверки на уровне безопаснее розовый шум или музыка. Белый шум оставь для коротких замеров на небольшой громкости.
Белый шум выдаёт генератор измерительной программы, например REW, или берётся готовым файлом из тестового набора. Генератор удобнее: тип шума выбран явно, и не нужно гадать, правильно ли подписан файл. Готовый файл перед замером проверь на RTA: у белого шума третьоктавы идут с подъёмом +3 дБ на октаву, у розового лежат ровно.
Белый и розовый шум нужны не сами по себе, а как инструмент замера. Как собрать измерительную цепочку и какую целевую кривую ставить, разобрано в шаге «Настройка системы», а готовые цели под свои полосы можно взять в калькуляторе E.BAEV.Targets с экспортом в REW и Smaart.
Не уверен, какой шум у тебя в тестовом файле или почему RTA показывает горку? Кидай скрин в Telegram-чат, посмотрим вместе.
Источники
- IEC 61260-1, «Electroacoustics: Octave-band and fractional-octave-band filters»
- А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожков, В. И. Шоров, «Акустика. Справочник», 1989
- В. К. Иофе, В. Г. Корольков, М. А. Сапожков, «Справочник по акустике», 1979
См. также: Шумы, Октава, Пик-фактор.