Типичная жалоба после установки: «Вокалистка поёт из левой двери». Динамики хорошие, АЧХ ровная, а сцена прилипла к ближней стороне. Причина почти всегда одна: водитель сидит не посередине, и звук от ближних динамиков прилетает раньше. Лечится это задержкой (delay, time alignment) в процессоре, и рассчитать её можно рулеткой и калькулятором.
Почему сцена уезжает влево?
Из-за эффекта Хааса слух определяет направление по первому пришедшему звуку. Левый твитер ближе к водителю, его звук приходит первым, и мозг ставит источник туда. Выровняй время прихода, и центр сцены встанет посередине.
Как рассчитать задержки для водителя?
Возьмём условный леворульный седан с фронтом «твитеры в стойках + мидбасы в дверях» и сабвуфером в багажнике. Расстояния меряют рулеткой от центра динамика до точки между ушами слушателя. Числа ниже нужны для иллюстрации, в твоей машине они будут свои.
Скорость звука ≈ 343 м/с, то есть 1 мс ≈ 34 см. Самый дальний динамик получает нулевую задержку, остальные получают разницу расстояний, делённую на скорость звука:
Задержка (мс) = (расстояние до самого дальнего − расстояние до этого динамика) / 0,343
| Динамик | Расстояние | Стартовая задержка |
|---|---|---|
| Сабвуфер (багажник) | 1,60 м | 0 мс |
| Правый твитер | 1,25 м | ≈ 1,02 мс |
| Правый мидбас | 1,20 м | ≈ 1,17 мс |
| Левый твитер | 0,85 м | ≈ 2,19 мс |
| Левый мидбас | 0,75 м | ≈ 2,48 мс |
Между левым и правым твитером 40 см, это около 1,17 мс. Без задержки как раз этой форы хватает, чтобы вокал «сел» в левую дверь.
Почему расчёт по рулетке лишь начало?
- Акустический центр динамика не совпадает с геометрическим, а фильтры добавляют свою задержку. Финальные значения подбирают по измерениям импульса или фазы и на слух.
- Задержку сабвуфера подбирают по стыку с мидбасом, а не только по расстоянию. Ноль из таблицы здесь лишь стартовая точка.
- Задержки выравнивают звук для одного места. Для пассажира сцена станет хуже.
Я первые два с половиной сезона настраивался на слух, и задержки в том числе. Работает, но медленно: микрофон и замер импульса экономят часы и показывают то, что ухо списывает на «ну вроде норм».
Как проверить результат?
Поставь моно-трек с вокалом. Голос должен стоять перед тобой по центру лобового стекла и не «плавать», когда меняется частота. Если центр держится только на части диапазона, вероятно, промах в задержках одной из полос или в полярности.
Что спросить у установщика
- Задержки выставлены только по рулетке или подстроены по измерениям?
- Как подбиралась задержка сабвуфера относительно мидбаса?
- Для какого места настроена система: только водитель или есть пресет для пассажира?
После разговора с установщиком про задержки обычно остаётся ещё пара вопросов, вот они.
Минимальный шаг задержки в цифровом процессоре обычно равен одному сэмплу. При частоте дискретизации 48 кГц это около 0,021 мс, или примерно 7 мм пути звука. Многие процессоры показывают задержку сразу в сантиметрах или миллиметрах, но внутри она всё равно округляется до целого числа сэмплов. Для настройки в машине такого шага хватает с запасом.
Точность задержки зависит от частоты раздела. Ошибка 0,1 мс, это около 3,4 см, на стыке твитера и СЧ на 3 кГц сдвигает фазы на 108°, и сумма на разделе заметно проседает. Та же ошибка на стыке сабвуфера и мидбаса на 80 Гц даёт всего около 3°. Поэтому верхние полосы подгоняют по миллиметрам, а бас прощает больше.
Задержку меряют по импульсному отклику: микрофон в точке между ушами, свип отдельно на каждый динамик, и программа показывает время прихода пика. Разница времён прихода между каналами и есть нужная поправка. Каждую полосу меряют с её рабочими фильтрами, потому что кроссовер добавляет свою задержку.
Нет, задержки выравнивают время прихода звука только для одной точки. Если сделать компромисс посередине салона, сцена развалится у обоих. Поэтому в DSP-процессоре держат отдельный пресет для пассажира или для обоих мест, а основную настройку делают под водителя.
Одна миллисекунда задержки соответствует примерно 34 см пути звука, потому что скорость звука около 343 м/с. Отсюда быстрый пересчёт: 10 см это около 0,29 мс, а разница 40 см между левым и правым твитером даёт около 1,17 мс. Этих цифр хватает, чтобы проверить, правдоподобно ли выставил задержки установщик.
Центр и стабильность сцены входят в главные пункты судейской оценки, и без правильных задержек их не получить. Как на это смотрят судьи, читай в шаге «Оценка звучания и соревнования», а порядок работы с процессором описан в «Настройке системы».
Посчитал задержки, а вокал всё равно тянет в сторону? Пришли расстояния и замер импульса в Telegram-чат, поищем, где ошибка.
Источники
- H. Haas, Acustica, 1951
- S. Linkwitz, «Active Crossover Networks for Noncoincident Drivers», JAES, 1976
- S. P. Lipshitz, M. Pocock, J. Vanderkooy, «On the Audibility of Midrange Phase Distortion in Audio Systems», JAES, 1982
- А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожков, В. И. Шоров, «Акустика. Справочник», 1989
- И. А. Алдошина, «Основы психоакустики» (цикл статей, журнал «Звукорежиссёр», 1999–2000)
См. также: Эффект Хааса, Полярность, Локализация.