ElectroGuide
Спектр музичного сигналу (частина 2)
Спектр музичного сигналу
Який він насправді?
Верхи не можуть...
Тепер третє умова вимірювання, виявилося, на жаль, для надто багатьох досить витратним. Це стосується ВЧ-випромінювачів. Пищалок, коротше. На третьій сторінці (із семи) офіційного тексту стандарту МЕК міститься фраза: «для випромінювачів, призначених для роботи в межах частини звукового діапазону, вимірювання потужності проводиться на вході фільтра, що виділяє необхідну смугу частот». Нудно сказано, спору немає. Але суть-то ось у чому. Припустимо, що у вас є пищалка, для якої вказано: робоча смуга частот 2 – 20 кГц. За стандартом (стандарт – святе, особливо якщо в результаті його застосування цифри стають красивішими) треба підключати пищалку через фільтр, що пропускає частоти вище 2 кГц, а амплітуду (і потужність, отже) вимірювати НА ВХОДІ фільтра. Тоді вийде: на вході – вся потужність, що відповідає стандартній кривій розподілу по спектру, як на графіку. Тобто на середніх – багато, на нижніх – теж, а на верхні частоти спектра припадає з гулькин нос. Цей нос і потрапляє на пищалку, і вона прекрасно себе почуває.
Найбільш компетентні (і, як наслідок, найбільш добросовісні) виробники наводять показники потужності і на вході, і на виході стандартного фільтра. І вказують (далі – цитата з професійної техдокументації Philips): «Максимально допустима потужність (на вході/виході фільтра) – 20/4 Вт (фільтр 2000 Гц, 12 дБ/окт.) або 50/6 Вт (фільтр 4000 Гц, 12 дБ/окт.)». Для спеціалістів це зрозуміло: у чисельнику – на вході фільтра, в знаменнику – на виході. Різницю відчули, чи як? У папері, що додається до динаміка, вже будьте люб'язні, вам напишуть тільки чисельник. У чисельнику – люта потужність широкосмугового сигналу, що приходить на фільтр кросовера, виділяючого сигнал для пищалки. Фільтр з усього цього на вході вирізає (відповідно до своїх характеристик) малу частину верхньочастотних складових, призначених для відтворення ВЧ-головкою. Вже завдяки стандартизованому спектру там не бог знає скільки залишається від загальної потужності. А після фільтра – ну самі прикладіть лінійку до графіка і побачите, скільки. Динаміці належить переварювати і виносити якраз знаменник дробу, наводимого чесним виробником. А от скільки було спалено пищалок у ході цієї вічної війни чисельника зі знаменником – сказати неможливо, а виплатити збиток – ще складніше. Практичний висновок: при інших рівних життєстійкість пищалки безпосередньо пов'язана з характеристиками фільтра, через який вона підключена. У більшій мірі, ніж з характеристиками самої пищалки як зразка інженерної думки.
Скільки ж було спалено пищалок у ході вічної війни чисельника зі знаменником...
Ну, це – стандарт, еталон, принцип і усереднений орієнтир. А як по життю-то, в сенсі – «чисто-конкретно», на підставах живого музичного матеріалу. Давайте подивимося: ось крива спектрального розподілу амплітуди сигналу, усереднена по приблизно 20 компакт-дискам з записами музики класичного жанру: переважно – в виконанні повного складу симфонічного оркестру.
Усереднений спектр класичної музики «всіх часів і народів» у порівнянні з його стандартизованим поданням.
На графіку – усереднений спектр класичної музики (довго збирали і усередняли) – це синя крива. Червона – спектральна характеристика рожевого шуму. Вона буде всюди присутня на подальших графіках, щоб служити орієнтиром. Оскільки спектр рожевого шуму – зразок рівномірного розподілу енергії по октавним смугам. Спектр рожевого шуму в наших експериментах знімався з того ж CD-програвача, що й інші фонограми, так що є впевненість, що тракт пропускає всі частоти досліджуваного діапазону. (Запис рожевого шуму використовувалася з диска IASCA Competition. Якість сигналу не потребує коментарів – і так все видно. Для свідомості експериментаторів: ми пробували кілька записів на тестових дисках, позначених як рожевий шум, але по-справжньому рівномірна характеристика виявилася тільки на IASCA, Competition або Setup&Test, не важливо, запис однакова.)
Повертаючись до графіка. Подивіться: дійсно, розподіл потужності по спектру дуже схоже на те, що пропонувалося (до 1969 року) Міжнародною Електротехнічною на верхніх частотах, правда, сучасні записи дають більше амплітуди, ніж очікувалося, але цей фактор ми оцінимо пізніше, на особливому матеріалі. Тепер – до року, під напором якого в 1969 році крива «музики всіх часів» була відкоригована.
«Races» у виконанні Yello – еталон рівномірного розподілу енергії.
Середньостатистичний спектр рок-музики та стандартна спектральна крива DIN.
Усереднена, нашими зусиллями, спектральна характеристика рок-записів (від Dire Straits до AC/DC) – на графіку. Тут на верхніх частотах музика навіть не дотягує до «дисциплінуючої» кривої стандартного спектра. Зате на нижніх показує: потужність реального сигналу може бути помітно вище, ніж передбачається за стандартом.
Трохи, може бути, відволікаючись від загального плану оповідання, покажемо ще одну АЧХ, вже дуже характерною вона виявилася. Мало яка презентація, шоу або інший перфоманс з іміджем та врученням призів проходить зараз без виконання твору групи Yello під назвою «Races». Дійсно – дуже емоційно та захоплююче. Ми при тестових прослуховуваннях апаратури завжди включаємо цю фонограму в репертуар, оскільки на ній багато що чути. Однак, тільки знявши спектрограму, стало зрозуміло, хоча б частково, звідки така наповненість. Подивіться, річ рідкісна.
Журнал "Автозвук"