Techniczne rozmowy z Georgem Kramperą - Część 2

2016-11-18

Część 2: Ludzki Słuch, Całkowite zniekształcenia i utrata informacji

Zasadniczo, efektem niskiej jakości systemu dźwiękowego zawierającej gorszą elektronikę, przetworniki oraz konstrukcję akustyczną jest utrata ostrości i detali, ale równie ważną w systemach nagłośnieniowych jest dystans na który system może projektować czysty i ostry dźwięk.

Żeby zachować wysokiej jakości dźwięk, szczególnie na dużych dystansach, jest niezwykle ważne żeby każda część łańcucha audio była razem zintegrowana. Jakość każdego komponentu ścieżki dźwiękowej determinuje ilość utraconej informacji. System musi być zdolny do transferu niezmienionego dźwięku, łącznie z otoczeniem wykonawcy względem odległości na wymaganym poziomie, żeby zapewnić jak najlepsze możliwe doświadczenia dla słuchacza. Jak rośnie obszar wymaganego pokrycia, tak rosną wymagania systemu w zakresie rozdzielczości i zakresu dynamiki. Na te czynniki wpływa jakość i szybkość dołączonej elektroniki, częstotliwość próbkowania cyfrowego, przetworniki oraz konstrukcja akustyczna. Całość jest kluczowym elementem technologii Super Live Audio.

Zakres dynamiki to zdolność systemu do bardzo głośnej reprodukcji najdelikatniejszych sygnałów. W tym kontekście, różnica sygnałów uchwyconych z wielu źródeł na scenie może różnić się od progu słyszalności do ponad 120dB, i powinna być w całości odtwarzana dokładnie przez system, w zależności od miksu tych źródeł przez inżyniera dźwiękowego.W związku z tym jest wymóg że podczas występu system pracujący na wysokim SPL jest zdolny do czystego przeniesienia skomplikowanych detali o niskim poziomie. Przykładowo powinno być możliwe usłyszenie dźwięku oddechu flecisty podczas głośnej gry zestawu perkusyjnego.

Zakres Dynamiki nie jest warunkiem koniecznym przy zdolnościach SPL systemu, wysoki SPL nie odnosi się bezpośrednio do wysokiego zakresu dynamiki. W rzeczywistości większość systemów dostarcza dużą ilość zniekształceń nieharmonicznych przy pracy na wysokich poziomach. Choć może to wskazywać że system posiada dużą możliwość poziomu SPL, zniekształcenia występujące w zakresie wysokich częstotliwości skutecznie maskują słabsze części sygnału. To maskowanie jest efektem usuwania dużych proporcji szczegółowych informacji powodując tym samym znaczące zmniejszenie przejrzystości dźwięku. Sztucznie zmieniony sygnał sprawia niemożliwym do przeniesienia ambientu, lub prawdziwej atmosfery oryginalnego dźwięku do słuchacza, zwłaszcza na odległość.


Efekt dystansu na jakość transmisji dźwięku z różną jakością urządzeń dźwiękowych.

Nieliniowość systemów akustycznych reprezentują Zniekształcenia Harmoniczne, które odnoszą się do oryginalnego sygnłu. Wielokrotność podstawowego sygnału Harmonicznego w spektrum jest prezentowane przez zawartość parzystych i nieparzystych komponentów zniekształceń Harmonicznych.

Nieparzyste zniekształcenia harmoniczne są spowodowane zaburzeniami w obu połówkach długości fali sygnału okresowego (najczęściej z przyczyny ograniczeń wzmacniacza).
Parzyste zniekształcenia harmoniczne spowodowane są zaburzeniami w jednej połówce długości fali sygnału okresowego (najczęściej przyczyną jest wysokie ciśnienie akustyczne, zniekształcenia drugiej harmonicznej jest funkcją ciśnienia akustycznego). Testy odsłuchowe pokazują że nieparzyste zniekształcenia harmoniczne są słyszalne od 0,1%, natomiast parzyste zniekształcenia harmoniczne są słyszalne od 1%.

Zniekształcenia nieharmoniczne nie są związanie z oryginalnym sygnałem. i spowodowane są wolną reakcją systemu na skutek nieadekwatnego tłumienia przez komponenty akustyczne i filtry, i to również tworzy obcy szum dodawany do sygnału oryginalnego, objawiające się nieprzewidywalnym zachowaniem systemu. Typową reprezentacją i wyrażeniem zniekształceń nieharmonicznych jest długi czas ustalenia (settling time), niska częstotliwość próbkowania oraz niska moc przetwarzania DSP.

Zniekształcenia nieharmoniczne są ekstremalnie słyszalne w zależności od jego charakteru, ale najczęściej jako omyłki czy braki w zawartości wysokich częstotliwości względem oryginalnego sygnału, z powodu efektu maskowania prawdziwej odpowiedzi, przez co niemożliwy jest poprawny transfer na odległość.

Sygnał dźwiękowy zawiera wiele komponentów, harmoniczne, szumy i zniekształcenia w całym spektrum, i jest złożony. Jest zatem prawdą że ich właściwości są zbliżone do losowych sygnałów. Wynika z tego że zniekształcenia kompleksowego sygnału audio tworzy kompleksowy poziom szumu, który maskuje i zniekształca niskie poziomy oryginalnego sygnału. Już 1% zniekształceń tworzy szerokopasmowy szum na poziomie -40dB. Testy praktyczne udowadniają że możemy usłyszeć dźwięk fali sinusoidalnej 1kHz na poziomie 0dB z białym szumem na poziomie -70 do -80dB.To demonstruje jak wysokie zniekształcenia systemu mogą całkowicie maskować niskie poziomy sygnału.

Wszystkie projektowane przez KV2 Audio przetworniki i komponenty posiadają ekstremalnie niskie zniekształcenia (poniżej 0,1% - przykładowo możesz usłyszeć śpiew wokalisty) i dają nowe, nie słyszane wcześniej doświadczenia w reprodukcji dźwięki z czystą i bardzo dynamiczną definicją.

 


 

Katalog Produktów