Слышишь на громкости «песок», хрип или дребезг, а в записи его точно не было? Это нелинейные искажения. Проще всего увидеть их так: подаёшь на систему чистый тон 100 Гц, а на выходе, кроме него, появляются ещё 200, 300, 400 Гц. Всё, что система добавила от себя, и есть искажения.
Чем гармонические искажения отличаются от интермодуляционных?
| Гармонические (THD) | Интермодуляционные (IMD) | |
|---|---|---|
| Что появляется | Частоты, кратные исходной: 2f, 3f, 4f… | Суммы и разности частот при двух тонах |
| Связь с музыкой | Гармоническая | Не связаны с музыкой гармонически |
| Как звучат | Чётные обычно менее заметны, нечётные резче | Маскируются хуже гармоник, поэтому заметнее на слух и звучат «грязно» |
Откуда берутся искажения в автозвуке?
| Источник | Что даёт |
|---|---|
| Клиппинг усилителя | Резкий рост нечётных гармоник |
| Мотор динамика: BL(x) | Искажения на большом ходе |
| Подвес: Kms(x) | Несимметрия, чётные гармоники |
| Индуктивность: Le(x) | Интермодуляция |
| Дребезг панелей | Призвуки и «шорох» |
Три строчки из пяти про динамик на большом ходе. Поэтому так важен Xmax: у сабвуфера НОЭМА 300ГДН30-4 он 12 мм, у СЧ динамика ESB 9.4m 2,8 мм. Чем дальше диффузор уходит за эти пределы, тем сильнее проявляются BL(x) и Kms(x). Как это меряют, подробно написано в статье «Нелинейные параметры KLIPPEL».
У меня в Mark X принцип простой: каждый компонент в своей рабочей полосе должен давать искажения меньше 1 %. Например, СЧ ESB 9.4m во фри-эйр я пускаю от ~150 Гц, потому что по замеру именно оттуда THD держится ниже 1 %. Ниже начинается та самая работа на большом ходе.
Как читать паспорт и замеры?
| Устройство | Что смотреть |
|---|---|
| Динамик | Графики THD по частоте при разных уровнях |
| Усилитель | THD и IMD при номинальной мощности |
Одна цифра мало что скажет. Смотри, как искажения растут с громкостью и на каких частотах.
Где искажения появляются на ровном месте
- Выставлять гейн на слух и ловить клиппинг на громких пиках.
- Резать динамики фильтром впритык и выводить их за Xmax. Ставь фильтры с запасом.
- Экономить на виброизоляции: дребезг панелей тоже искажения.
Если искажения мешают спать: короткие ответы
Меньше 1 % гармонических искажений в своей рабочей полосе, такой ориентир автор держит для каждого компонента SQ-системы. Поэтому полосу динамика выбирают по замеру THD, а не по паспорту. Например, СЧ ESB 9.4m во фри-эйр в Mark X начинает работать примерно от 150 Гц, потому что ниже искажения переходят порог 1 % из-за большого хода.
Нелинейные искажения растут с громкостью, потому что диффузор уходит на больший ход и выходит из зоны, где BL(x) и жёсткость подвеса Kms(x) почти постоянны. У усилителя рост резкий: пока он не дошёл до клиппинга, искажения малы, а на клиппинге резко появляются нечётные гармоники. Поэтому графики THD смотрят при нескольких уровнях.
Эквалайзер линейный, и новые частоты, которые добавил динамик или усилитель, он не убирает. Эквалайзер может только снизить нагрузку: если срезать подъём на басу или поднять частоту ФВЧ, ход диффузора уменьшится и искажения упадут. А подъём низа эквалайзером, наоборот, увеличивает ход и искажения.
Нелинейные искажения меряют свипом через измерительный микрофон, программа вроде REW сразу строит график THD по частоте. Микрофон ставят близко к динамику, чтобы салон меньше мешал, и повторяют замер на двух-трёх уровнях громкости. Где THD резко растёт с уровнем, там и граница рабочей полосы.
Обычно динамик, если усилитель не работает в клиппинге. Три из пяти главных источников искажений в автозвуке связаны с динамиком на большом ходе: мотор BL(x), подвес Kms(x) и индуктивность Le(x). Усилитель становится главным виновником, когда гейн выставлен на слух и на громких пиках он упирается в клиппинг.
На соревнованиях искажения слышны как «песок», хрип или дребезг на громких фрагментах и прямо влияют на оценку чистоты звучания. Искать их источник удобнее по порядку: сначала гейн и фильтры, потом двери. Об этом шаг «Настройка системы», база есть в «Изучаем теорию».
Слышишь дребезг, но не можешь найти, откуда он? Опиши, на каких частотах и треках, в Telegram-чате, вычислим вместе.
Источники
- W. Klippel, «Loudspeaker Nonlinearities: Causes, Parameters, Symptoms», JAES, 2006
- Л. Беранек, «Акустика» (русский перевод, 1965)
- В. К. Иофе, В. Г. Корольков, М. А. Сапожков, «Справочник по акустике», 1979
- А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожков, В. И. Шоров, «Акустика. Справочник», 1989
См. также: THD, IMD, Нелинейные параметры KLIPPEL.