Nowe spojrzenie na liniowość w kolumnach głośnikowych RCF
W tej białej księdze omówimy znaczenie wykluczenia zniekształceń fazowych w systemach wzmacniania dźwięku, oraz w jaki sposób RCF umożliwił, poprzez przetwarzanie FiRPHASE, osiągnąć liniowość fazową częstotliwości bez irytujących opóźnień czasowych.
Krótka historia percepcji fazy
Prawo akustyczne Georga Ohma (1843) stwierdza, że dźwięk muzyczny jest postrzegany przez ucho jako zestaw kilku składowych czystych tonów harmonicznych. Później Von Helmholtz zgodził się z prawem Ohma i pogłębił swoje przyszłe badania, mówiące, że percepcja auralna zależy tylko od widma amplitudy dźwięku i jest niezależna od kątów fazowych różnych uzupełnień zawartych w widmie.
Rys.1 - Przykładowy obraz monoauralnych zakłóceń fazowych generowanych przez system dźwiękowy, który może być wytworzony przez przetworniki, EQ, zwrotnice i wzmacniacze.
W 1841 r. August Seebeck, naukowiec z Uniwersytetu w Dreźnie, dowodził, że w jego eksperymentach różnice w fazie są wyraźnie słyszalne. Brak fundamentalnego efektu wyjaśnia, w jaki sposób postrzeganie wysokości dźwięku może być zmienione przez różnice fazowe harmonicznych. Debata trwała przez dwadzieścia lat w czasopiśmie naukowym Annalen der Physik und Chemie, wtedy Seebeck zmarł w młodym wieku i jego wiedza została zapomniana aż do 1959r., kiedy Schroeder, w swojej pracy zatytułowanej „Nowe wyniki dotyczące czułości fazy monofonicznej” (1959), wykazał ten fenomen. Schroeder stwierdza, że wniosek Ohma jest nieprawidłowy i jest tylko prawdziwy w niektórych konkretnych przypadkach. Postuluje wówczas efekt maskowania faz Schroedera: po prostu zmieniając poszczególne składowe fazy dwóch sygnałów o identycznych obwiedniach, możliwe jest uzyskanie silnej percepcji różnicy wysokości dźwięku, na przykład podczas odtwarzania melodii.
Dzisiaj mamy kilka demonstracji, które sprzeciwiają się wcześniejszej wierze, że ludzkie ucho jest głuche na fazę, jak dzieło Lipshitz i wsp. W Journal of Audio Engineering Society w 1982 roku: „Odkryliśmy, że zniekształcenie faz w średnim paśmie można usłyszeć nie tylko na prostych kombinacjach sinusoid, ale także na wielu wspólnych sygnałach akustycznych”. Wskazał, że problemy te istnieją, ale mogą być subtelne i projektanci przetworników mogą podejmować inteligentną decyzję co do znaczenia (a nie istnienia) efektów fazowych.
W innej, późniejszej konferencji AES w 1996 r. Johansen & Rubak stwierdził, że „wniosek powinien brzmieć: nie możemy pozwolić, aby nadmiar fazy był zaniedbywany i musimy poruszać się w zagadnieniu korekcji w inny sposób”.
Percepcję widma fazowego badano także w odniesieniu do wielu tematów, takich jak akustyka hali koncertowej, percepcja wysokości dźwięku, identyfikacja samogłosek, maskowanie, przetwarzanie mowy i rendering biauralny.
