АЗ www

РАБОТА НАД ОШИБКАМИ

Эквалайзеры. Очень разные

Юрий ЕВТУШЕНКО
Марк ГАСАНОВ

РАСХОЖАЯ МУДРОСТЬ О ТОМ, ЧТО НЕ ОШИБАЕТСЯ ЛИШЬ ТОТ, КТО НИЧЕГО НЕ ДЕЛАЕТ, ПРИМЕНИМА И К ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЕ. КАК ТОЛЬКО ЕЁ ВКЛЮЧАЮТ, ОНА СРАЗУ НАЧИНАЕТ «ОШИБАТЬСЯ», ВНОСЯ ИСКАЖЕНИЯ В ПРОХОДЯЩИЙ ЧЕРЕЗ НЕЁ СИГНАЛ, - БУДЬ ОН ЦИФРОВОЙ ИЛИ АНАЛОГОВЫЙ, ВИДЕО, АУДИО ИЛИ ЕЩЁ КАКОЙ.

Почти вековой опыт развития электроники (патент на вакуумный триод был получен Ли де Форестом в 1906 году) - это путь поиска и устранения этих ошибок и искажений. Некоторые научились из них распознавать сравнительно давно и в борьбе с этими паразитами достигли заметных и неоспоримых успехов. До причин и характера проявления других видов искажений специалисты дошли заметно позже, но тоже научились в той или иной степени с ними справляться. К числу первых относятся линейные искажения (то есть такие, которые не зависят от амплитуды сигнала и не меняют его форму) - амплитудные и фазовые. Амплитудные искажения в функции от частоты предстают во всей красе на любой амплитудно-частотной характеристике (АЧХ), отличающейся по форме от неколебимой, как линия партии, горизонтальной прямой. В электрическом тракте амплитудные искажения в пределах звукового диапазона были, в сущности, окончательно побеждены с приходом цифровых устройств записи и воспроизведения. В усилительных устройствах и аналоговая техника почти не оставила для них места. Фазовые искажения были, есть и будут везде, где АЧХ отклоняется от несгибаемой прямой, хотя до сих пор толком не установлено, насколько они слышны сами по себе, вне зависимости от фазовой локализации при стереофоническом воспроизведении. Экспериментов было много, но результаты их путаные и противоречивые. Потом слушателя одолели нелинейные искажения и их разновидность - интермодуляционные, хотя попутно встал вопрос о том, какие значения этих показателей считать допустимыми. Ответ на него настолько мудрен, что не просто выходит за рамки этой статьи, а выходит далеко, туда, за горизонт. Наконец, есть искажения, механизм возникновения которых известен, но нет не только общепризнанных методов борьбы с ними, но даже и количественной характеристики для них не придумано. Классический пример - так называемые интерфейсные искажения, возникающие на стыке усилителя мощности и громкоговорителя и характером которых во многом определяется, звучит данный усилитель с данной акустикой или, извините, нет.

Опустимся, однако, с небес на грешную нашу, точнее, на дорогу. Заметили, наверное, что, говоря о победе над амплитудными искажениями, мы отметили, что достигли ее лишь в электрическом тракте? В акустике амплитудные искажения живут и не тужат. Во-первых, АЧХ любой акустической системы представляет собой приближение к идеалу на очень-очень почтительное расстояние. Да и сам идеал будет разным для разных условий прослушивания. Даже в условиях, когда слушатель располагается точно по оси излучения громкоговорителей, некоторый подъём АЧХ на верхних частотах часто является предпочтительным (если пищалки не рупорные, по крайней мере). А в условиях салона автомобиля, когда оба слушателя никак не могут оказаться в идеальной позиции (sweet spot), такой подъём нужен ещё чаще. Эта задача в большинстве случаев решается самой акустикой, либо, в крайнем случае, регулятором тембра ВЧ. Здесь эквалайзер пока не требуется. Можно обойтись без него и тогда, когда вам просто мало баса - «буст» в усилителях не зря ставится. В машине мало баса бывает очень часто не из-за невоздержанности седоков, а по объективной причине: высок уровень низкочастотных шумов. Если, разумеется, куда-то ехать, а не стоять на площадке соревнований. Но вот характеристика звукопередачи зала (в нашем случае - салона авто) никогда не бывает, не может быть и не будет прямолинейной, и это - неизбежная данность. На графике этой характеристики всегда будет несколько более или менее явных пиков и провалов, которые определяются акустическими свойствами помещения. В любом нормальном концертном зале используется раз и навсегда настроенный эквалайзер, чаще всего третьоктавный, то есть на 31 полосу. Что уж говорить о наших «залах», которые с точки зрения акустических свойств не выдерживают никакой критики? Здесь эквалайзеру (правильно настроенному) самое место.

Выходит, без эквалайзера в машине никуда? Наверное, нет. Понятно ведь, что, устраняя амплитудные «ошибки», корректор АЧХ, как и любой другой прибор, добавляет свои. Шумы, нелинейные искажения - это понятно. Впрочем, нелинейности, вносимые слаботочными схемами на операционных усилителях, пренебрежимо малы, а относительный уровень шумов «правильного» корректора вполне сопоставим с таковым у усилителя мощности. Фазочастотная характеристика (ФЧХ) эквалайзера выглядит, как семейство лежащих на боку букв «Z» с типичной амплитудой 50 градусов. Вряд ли это так уж страшно. Важнее, на наш взгляд, другое. Графический эквалайзер, который неплохо справляется с узкими пиками и провалами, далеко не идеален, когда исправления требуют более широкие участки АЧХ. Дело в том, что ровная частотная характеристика между соседними центральными частотами регуляторов получается в одном-единственном положении: когда все они установлены в «ноль». Исключения из этого правила редки, и такие приборы по праву могут считаться шедеврами аудиотехники. Врождённый недостаток графических корректоров отсутствует у эквалайзеров параметрических, в которых не только центральная частота, но и добротность корректирующей кривой, то есть ширина полосы коррекции, подбираются «по месту».

Постараемся сформулировать требования к эквалайзерам - графическим или параметрическим, не суть. Искажений и шумов поменьше - это понятно. Один из способов понижения аддитивных шумов заключается в том, чтобы собственно корректор заставить работать с максимально возможным (для него) уровнем сигнала. Тогда он должен быть снабжён входным и выходным усилителями с регулируемым усилением (ослабление - это тоже усиление с коэффициентом передачи меньше единицы). В этом случае очень желательно присутствие индикатора, сигнализирующего о том, что максимального (внутреннего) уровня достигли. Для удобства настройки крайне желательна возможность одной кнопкой включить «обход» цепей коррекции (DEFEAT). «Нулевой» коэффициент передачи (когда все регуляторы - по нулям) при этом меняться не должен. То есть ±0,5 дБ стерпеть можно, но не хуже. А теперь представим себе, что усилитель позволяет принять сигнал более высокой амплитуды, чем выдаёт «голова» (с магнитолами это обычное явление), или наоборот. Поэтому достоинством эквалайзера является его способность работать с высоким входным сигналом и такой же сигнал пропустить на выход (7 В - более чем достаточно). Ослабления сигнала, как правило, добиваются без проблем. Конечно, если эквалайзер сочетается ещё и с кроссовером, это дополнительный плюс, но тут можно сделать одну оговорку. Если имеется эквалайзер с высокими возможностями (и соответствующей цены), то к нему при необходимости докупят и кроссовер, какой потребуется - каждый должен заниматься своим ремеслом. Другое дело - простенькие корректоры «полудинового» размера, допускающие оперативную регулировку. Они обычно подключаются к несложным «головам», и в этом случае присутствие в них фильтра НЧ для выделения сабвуферной полосы более чем оправданно. Одну пару выходов вы преобразуете в три: Front, Rear и Sub с фейдером и регулятором громкости сабвуфера - и можете строить систему «как у взрослых». Здесь же обычно присутствует дополнительный вход AUX (что тоже не вредно), которого обычно не найти в недорогих «головах».

При такой постановке задачи технические параметры, которые мы приводим в таблице результатов измерений, понятны, только по шумам потребуется дополнительное разъяснение. Здесь мы указываем два параметра - через косую черту. Первое значение получено при входном сигнале, равном 1 В, единичном коэффициенте передачи и среднем положении всех регуляторов, то есть на выходе - тот же одинокий вольт. Этот показатель характеризует шумы схемы, но не реальный режим работы. Второй показатель получен, когда при таком же входном сигнале вводом коррекции на частоте 1 кГц достигли максимального выходного уровня эквалайзера. Это - предельный режим, и шумы в нём будут зависеть от величины максимального подъёма АЧХ. В реальной эксплуатации отношение сигнал/шум будет всегда заключено между первым и вторым значениями.

Обычную программу измерений мы на этот раз решили дополнить «опытом боевого применения». Для этого двухполосную акустику среднего качества установили в помещение небольшой площади и с довольно безобразными акустическими свойствами. Нет, неправильно вы подумали, другое, там у нас хранится аппаратура в ожидании тестирования. Но по размерам похоже. Похоже (по площади пола и соотношению сторон) и на салон хэтчбека средних размеров (как, например, Opel Vectra), потолок, правда, выше. На громкоговоритель подали сигнал розового шума и сняли АЧХ по воздуху с осреднением по 1/6 октавы. Потом попробовали выправить её с помощью каждого из испытуемых эквалайзеров. Исходная кривая, без коррекции, приведена здесь, а наилучший результат, которого удалось добиться с каждым из участников - в технической части каждого теста, что позволяет оценить возможности соревнующегося.

Из сказанного ясно, что к «маленьким» и «большим» эквалайзерам требования предъявляются неодинаковые. Мы об этом помним, но всё же решились свести их в одном тесте, поскольку все они обозначаются одним словом. Эквалайзеры...

Модельная кривая АЧХ акустики, которую мы правили с помощью участников теста.

Power Acoustik PWM-19BC • Audio System GE 3901 • Helix HXE 100 • Planet Audio PEQ-15 • MA Synergy SY30EQ • Xtant P500a • Audiobahn AEX350X • Phoenix Gold TIEQ30 • МЁД & ДЁГОТЬ