Спектр музыкального сигнала

Какой он на самом деле?

А вот в конце тех же 60-х был такой ансамбль из Голландии под названием Ekseption. (Это не опечатка, пишется именно так.) Они первыми, или почти первыми, начали популяризировать классические музыкальные произведения, сочетая филармонические инструменты с современными для 60-х. Токката ре-минор (автор – И.С. Бах, аранжировка Р. Ван ден Линден) всегда была визитной карточкой Ekseption. Спектр их визитной карточки – слева.

Забавно, что на характере спектрограммы в большей степени сказались следы прогресса в деле звукозаписи за последние 30 лет, нежели популяризация исполнения. Спектр на нижних частотах – более «доходчивый», чем при классическом исполнении, нетрудных для прочтения простой аппаратурой мидбасов полно, а серьезных низких – совсем даже не очень. А вот на верхних частотах, несмотря на то, что к баховской партитуре щедрой рукой герра Ван ден Линдена были добавлены ударные, энергия существенно скромнее того, что сейчас записывается. А уж как мы в свое время совели от линденовских тарелочек, казалось – уж шире полосы записи не бывает. А она, как выяснилось, вот какая, выше 10 кГц – слезы, да и только. Ничто так не старит, как годы...

Однако вернемся к басам, это голландцы и ностальгия отвлекли, общими усилиями. Итак, первое заключение, которое мы имеем право сделать: реальный музыкальный сигнал существенных составляющих ниже 30 – 40 Гц почти никогда не содержит. А раз так, то и характеристики сабвуфера надо оптимизировать под реальный сигнал, а не под математическую абстракцию.

В этой связи в несколько новом свете предстает столь распространенное устройство для подъема басов в усилителях – bass boost, который практически всегда настроен на частоты между 40 и 45 Гц. На первый взгляд устройство – не царских кровей, типа – для долбежки, в ущерб музыкальности. А теперь давайте посмотрим непредвзято: подъем частот на 40 Гц означает их (относительное) ослабление на частотах ниже 40, 30 и так далее. Значит, если организовать АЧХ сабвуфера с разумным спадом к 40 Гц, а затем приподнять АЧХ на этой отметке, то есть шанс получить частотную характеристику, оптимизированную по отношению к спектру реального музыкального сигнала.

В свете реального музыкального спектра распространенное устройство bass boost начинает выглядеть по-другому...

Чем плоха АЧХ сабвуфера с излишне широкой полосой пропускания? Да вот чем: очень часто (в том числе у нас в тестах) вы можете видеть частотные характеристики сабвуферов, простирающиеся до самых нижних, глубоко инфразвуковых частот не просто без спада амплитуды, а еще и с подъемом. Такое нередко бывает, например, при установке в режиме free air. Как следствие, такой сабвуфер будет играть не бог весть как на реально басовых частотах (выше 35 Гц). Зато начнет неуместно стараться на частотах ниже 30 Гц, где музыки уже нет, а возможность болтаться с большой амплитудой, порождая искажения – есть.

А как же тогда с самим понятием «сабвуфер»? Ведь, как следует из названия, «сабвуфер» – звено акустической системы, предназначенное для воспроизведения не просто низких, а сверхнизких (суббасовых) частот. А есть ли они вообще в этом мире? Давайте поищем.

Такова спортивная жизнь

На соревнованиях по автозвуку возможности аудиосистемы по части суббасовых частот оцениваются по одной и той же стандартной фонограмме с судейского диска IASCA Competition. Это – запись произведения под названием «The Vikings», выполненная в музыкальном центре имени Мортона Майерсона в Далласе, штат, сами понимаете, Техас. Чудовищного размера (как сообщается в сопроводительной брошюре) орган, играющий в очень большом помещении, производит величественные звуки. Спектр, отражающий это величие, – внизу слева.

Спору нет, здесь суббасовые частоты – в изобилии. Амплитуда сигнала даже на 10 Гц более чем существенная. Система, способная не напрягаясь отыграть то, что записано на этой дорожке судейского диска, действительно заслуживает призов и наград. Но посмотрим на все это практичным взором. Тем более что составители диска нам в этом сами помогли. На настроечном диске Setup&Test, записанном в лаборатории Sheffield также по заказу IASCA, есть еще два варианта «Викингов». На одном из них исходная запись подверглась процедуре «обрезания» нижних частот фильтром шестого порядка с частотой среза 50 Гц. Результат – на дорожке 27 диска IASCA Setup&Test. На следующей дорожке записано то, что изъято из исходной фонограммы в результате небезболезненной процедуры.

Слушателю предлагается оценить, насколько изменилось звучание его системы при воспроизведении нетронутой фонограммы, содержащей весь спектр частот, и «обрезанной». Как правило, разница слышна. В большом числе случаев (не во всех, но в большом числе) отфильтрованная запись звучит лучше. Но побеждают те, у кого лучше звучит неотфильтрованная, ведь только она содержится на судейском диске.

Многие великолепно звучащие аудиосистемы не воспроизведут того, что записано на судейском диске IASCA. Правда, это не записано больше нигде. Или почти нигде...

Но теперь взгляните: отфильтрованная фонограмма по своему спектральному составу на удивление близка к спектру «нормальной» (типичной, ожидаемой, назовите как угодно) записи. Получается, что требования к «спортивной» установке и к обычной, мягко говоря, не совсем совпадают. С одной стороны, это оправдано: судейская запись предъявляет повышенные требования к системе, как полагается на соревнованиях. А с другой стороны, многие великолепно звучащие аудиосистемы в таком соревновании проиграют, ибо не воспроизведут того, что записано на судейском диске и не записано больше нигде. Или почти нигде. Вот теперь про это «почти».