Спектр музыкального сигнала

Какой он на самом деле?

Андрей ЕЛЮТИН

Музыкальный сигнал – пища для аудиосистемы. Точнее – не так. Динамики музыку не слушают, ее восстанавливает наш мозг, получая сложный сигнал, содержащий множество частотных составляющих. Задача динамиков (не без помощи, разумеется, всего, что им предшествует, – усилителей, источников сигнала и прочего) – донести эти частотные составляющие до ушей слушателя в виде колебаний воздуха. Донести бережно, сохранив все, что было в записи, но без дурацкой самодеятельности, то есть – не привнося в сигнал того, чего там не было. Казалось бы, чего проще. Однако все, чем без устали занимаются тысячи людей во всем мире уже сто лет, направлено на решение этой, такой простой на словах задачи. А ведь прежде чем требовать от аудиосистемы добросовестного усвоения предлагаемых музыкальных блюд, не мешает разобраться, что входит в состав диеты.

Те данные, которые были нами собраны (за довольно долгое время) и, в меру возможности, обобщены (тоже не сразу), обязаны своим появлением на свет и концентрации в руках автора простому и искреннему любопытству – самому мощному приводному механизму человеческих поступков. Однако провоцирующим фактором послужили вопросы «из публики», которые публика задает с постоянством и заинтересованностью, достойными куда лучшего применения, честное слово. Речь идет о мощности динамиков – характеристике, приводящей публику в большое и очень часто неуместное волнение. «У меня на динамиках написано «100 Вт», а у тебя – только 80, слабак, однозначно». А что эти ватты означают, если только отбросить случай, когда они не означают ничего (поклон на 45 градусов в сторону восходящего солнца, которое восходит не только над склонами Фудзиямы, но и над берегами Янцзы).

Так вот вам, господа, ужасная правда, для начала разговора. Определение и условия измерения мощности динамиков, приводимой в их технических описаниях, даже самых подробных, никогда не расшифровывается. А расшифровка этой характеристики приводится только в сухих и скучных текстах промышленных стандартов. Согласно действующим нормам, максимальной допустимой мощностью динамика считается такая мощность (в среднеквадратичном измерении), которая, будучи подана на него, после 100 часов работы не вызовет его выхода из строя или необратимых изменений параметров более допустимого. Например, допустимым изменением резонансной частоты после такого испытания считается ее снижение на 40%. Нормально, да? Такой вот, наполовину размахренный динамик считается прошедшим тест на максимальную мощность. Это – условие измерений номер один.

Условие номер два: какой сигнал подают на динамик во время мучительного испытания. Смотрим в текст стандарта: «при подаче сигнала с характеристикой розового шума, прошедшего через фильтр с частотной характеристикой, соответствующей стандартному распределению мощности по спектру музыкального сигнала». То есть – понятно, не просто шумовой или, сохрани господь, синусоидальный сигнал, а некоторый условно усредненный, изображающий спектральный образ «музыки всех времен и народов» в одной посуде. Характеристики этого фильтра можно найти в специальной литературе, уж никак не в той, которую вкладывают в коробку с динамиками типа «100 Вт, а хотите – так и 200!». У этой АЧХ даже есть своя история. До конца 60-х год стандартной считалась кривая, предложенная Международной Электротехнической Комиссией (по-нашему – МЭК, по-ихнему – IEC). Музыку «всех времен и народов» международная комиссия усреднила в кривую, изображенную зеленым на графике. Должен быть поблизости, найдите.

Сама по себе кривая – довольно выразительна. Международные спецы установили, что в реальном музыкальном сигнале содержание нижних частот меньше по уровню, чем уровень средних, децибел в среднем на 10, а верхних – сами видите насколько.

В пасторальных ранних 60-х эксперты смотрели в основном в филармоническую сторону, и утвержденная высокими подписями и печатями стандартная кривая спектра музыкальных записей по большей части основывалась на записях классической музыки. В конце 60-х, когда «Битлз» уже почти все отыграли, а другие как раз разошлись не на шутку, стало ясно, что музыка изменилась. То есть не вся, а та, что составляла основную нагрузку для звукозаписывающих компаний и основную диету для динамиков. «Современная» (для тех времен) музыка требовала большей терпимости к повышенному содержанию верхних частот, волосатые гитаристы, топчущие фузы, и взмокшие ударники с двадцатью тарелками на душу ударного населения об этом позаботились. Новую, постреволюционную кривую утвердила МЭК, а чуть позже взяла на вооружение святая инквизиция международной стандартизации – германская контора промышленных стандартов DIN. Что принято DIN, то принято всеми, это проверено неоднократно. Прогрессивная кривая стандартного спектра DIN, ныне принятая всеми, – на том же графике, лиловым цветом.

Культурная революция в конце 60-х изменила частотную характеристику.

Понимание вот этих вот кривых, хоть прошлой, классической, хоть новой, хипповой, уже само по себе проливает свет на посулы производителей насчет мощности. 100 Вт (или сколько там) максимальной мощности, указанной для динамика, не означает, не означало и никогда, до следующей культурной революции, не будет означать, что на него можно подать сигнал любой частоты в пределах заявленной рабочей полосы с мощностью, заявленной производителем, и ожидать, что все будет в порядке. На каких-то частотах, скорее всего, так и будет. А на других – нет, но теперь вы знаете, что вам этого и не обещали, в суде дело не пройдет.