Тонкомпенсація - що це таке?

Опубликованно 04.01.2018 06:18

Запис звукових сигналів в музиці здійснюється за прийнятим стандартом рівня - від 90 до 92 децибел, і якщо при прослуховуванні звуковий тиск відрізняється, потрібно запустити процес зміни характеристик частоти, щоб врегулювала це звучання тонкомпенсація. Що це таке, буде розказано в цій статті.

Частота і тиск

Людське вухо налаштоване на звуки різних частот, що мають однакове звукове тиск, які сприймаються (звичайно ж, суб'єктивно) звуками різної гучності. Найкраще слух сприймає частоту приблизно в три килогерца, і ця чутливість падає, якщо частоти стають більш трьох або менше трьох кілогерц, коли падає звуковий тиск. Цей ефект можна відшкодувати, і будь-який знавець звукопідсилювальної апаратури знає, що це - тонкомпенсація.

На рівні тиску звуку в 90-92 децибела при запису музики виставляється потрібний тональний баланс. Далі, вже при прослуховуванні в будь-яких інших умовах, при меншому тиску слух відчує недолік частот, високих і низьких, а тому знадобиться тонкомпенсація. Що це, звичайно, суб'єктивне відчуття, всі знають, однак цей недолік організм все-таки вимагає усунути. А компенсується даний ефект зміною частотних характеристик, як правило, відповідно кривими рівної гучності (Флетчер-Менсон). І саме так має бути здійснена тонкомпенсація, що це умиротворило б слухові відчуття, а прослуховування пройшло з комфортом.

Виконання

Звукопідсилювальну апаратуру високих класів має регулятор з тонкомпенсацією, тобто її можна здійснити досить просто. Регулятор змінює рівень гучності і одночасно впливає на амплітудну і частотну характеристики тракту підсилювача по кривим Флетчера-Менсона. За бажанням користувача можна включити тонкомпенсацию, так і вимкнути, для чого передбачена спеціальна кнопочка. Найпростіші звукопідсилювальні пристрої дозволяють регулювати тонкомпенсацию еквалайзером, тембрблоком або навіть вручну, змінюючи амплітудно-частотну характеристику звукового тракту.

Можна використовувати регулятор гучності з тонкомпенсацією. Багато любителі аудіо саме так і роблять, прислухаючись до різноманітних міфів, легенд і помилкам. Головна мета - виставити на максимум високі і низькі частоти, щоб домогтися нравящегося звуку, навіть якщо він зовсім не такий на носії, навіть якщо це бренд. Ці люди знають, як включити тонкомпенсацию і для чого вона потрібна. Добре, що еквалайзер піддається налаштувань, і можна довести звучання до того стану, який принесе комфорт звуковим відчуттям.Loudness

Так позначається функція тонкомпенсації гучності на звукопідсилювальної апаратури. Що ж це за функція і для чого вона призначена, багато любителі музики відповідають однаково: для яскравості звучання (деякі навіть відверто визначають цю яскравість як звук, схожий на букву V, тобто з завищеними крайніми частотами - високими і низькими). Але це зовсім не так. Висока точність звучання - High Fidelity, або просто Hi-Fi - це якраз звук, близький до оригіналу, що відповідає одному з визначених стандартів.

Є навіть спеціальна наука під назвою психоакустика, яка вивчає сприйняття звуку людським слухом. Процеси, які відбуваються в мозку від впливу на нього звукових хвиль, дуже складні. Але налаштування тонкомпенсації йому зовсім не потрібна. Спочатку людський слух був призначений не для того, щоб слухати музику, він був необхідний для виживання, для спілкування з собі подібними і зовсім не забезпечений функціями спектроаналізатора для вимірювання параметрів тонкомпенсації. Найкраще людина сприймає середньочастотний діапазон, і всі відчуття змін висоти звуку внаслідок його інтенсивності (гучності) існують тільки в його голові. І навіть називаються такі зміни фантомними частотами, і вони утворюються тільки в певних умовах.

Графік кривих

Цей ефект найкраще демонструється за допомогою графіка кривих при рівної гучності, який присутній серед ілюстрацій до даної статті, а як це працює, буде розказано прямо зараз. Зображені на графіку криві характеризують, як ми сприймаємо однакову гучність звучання на різних частотах. Чим нижче гучність (інтенсивність звучання), тим більше "кривеют" лінії.

Саме для виправлення їх кривизни і придумана тонкомпенсація, тобто для того, щоб підганяти гучність під ті значення, які сприймаються нами як рівне звучання. Якщо слухати музику на невеликій гучності, нерівномірність стає найбільш критичною для сприйняття. А якщо гучність сигналу стає вище, слух починає сприймати різні частоти лінійно, і в цьому випадку втрачається всякий сенс такої корекції.

Yamaha

Одна з найбільш грамотних реалізацій зустрічається в підсилювачах Yamaha. Однак власники цієї апаратури не тільки не завжди знають, навіщо включити тонкомпенсацию. Як включити її, вони деколи не знають теж. Про призначення вже було дещо сказано. Тепер про те, де знаходиться тонкомпенсація в підсилювачі Yamaha. Вона виконана не як окрема кнопочка, а як ручка регулювання, з поворотом якої змінюється і глибина корекції разом з гучністю, яка відносна до обраної раніше основний ручці. Така корекція точно відповідає кривих на графіку.

Звук стає тихіше раніше обраного і "кривеет" на графіку, однак на слух сприймається набагато рівніше. Виходить, що на великих гучностях всяка корекція відсутня, а на малих вона максимальна. Тільки от середньому споживачеві з невихованим слухом потрібно зовсім інше. Він звик слухати тільки "кривий" звук, а тому кнопка постійної корекції йому необхідна. Найсумніше, що клієнт завжди буває правий, і багато виробників потурають своїм споживачам. Підсумок плачевний - велика частина апаратури "в нулі" не звучить.

"Натуральний" звук

Серед професійних музикантів, які володіють абсолютним слухом, багато противників такого "поліпшення" звуку. Апаратура хороша тільки тоді, коли чисто звучить "в нулі", тобто без регулювань. Обов'язково виникне питання щодо сприйняття звуку звичайним слухом, який чує його не таким, яким він є. Таких людей більшість, і хіба не справедливо все-таки вдаватися до корекції? Справедливо, але тільки якщо гучність мала. На великий не потрібна ніяка корекція.

Звучання натуральних інструментів людина теж змушений сприймати з спотворенням, і порівнювати звук аудіосистем можна єдино з ними. Вірність звучання може оцінювати тільки добре натренований слух. І необхідно уточнити, що студійна апаратура тонкомпенсації не має. Це за великим рахунком обманка. Чутливість слуху різна до різних частотах, і ця залежність змінюється від зміни звукового тиску.Регулятор гучності

Якщо рівень гучності невеликий, а звукопідсилювальна апаратура не володіє високим класом, якісного відтворення звуку можна не чекати. Високоякісні підсилювачі мають різні схеми для компенсації АЧХ (амплітудно-частотна характеристика), коли при невеликій гучності посилюються нижні і верхні частоти, вирівнюючи якість звучання. Тут дуже допомагає регулятор гучності з тонкомпенсацією. Схеми для виконання такого регулятора досить прості, дефіцитних деталей не вимагають, навіть налаштування яка-небудь не потрібна.

Тут проблеми можуть виникати іншого плану. Навіть ідеально спроектований регулятор з тонкомпенсацією даватиме збіг кривих компенсації і кривих рівної інтенсивності звучання при точно визначеному коефіцієнті передачі тракту сигналу - від джерела його до остаточного виходу. Рівень гучності тембрової балансування досягається при тому ж самому положенні регулятора з тонкомпенсацією для будь-якого джерела. Тональний баланс порушується разом з відхиленням цього коефіцієнта від розрахункового.

Резистор тонкомпенсації

Більша частина таких схем резисторів побудована на основі змінних опорів (опір і є резистор), для яких передбачалися додаткові відводи. Недоліком їх є те, що застосовуються тільки спеціальні змінні резистори з тонкомпенсацією невеликої глибини.

Також вони володіють певною нелінійністю та ступінчастістю при відтворенні верхніх і ще більше - низьких частот. Однак ці схеми застосовуються досить часто як при виготовленні нової апаратури, так і для доопрацювання готових підсилювачів, приймачів і магнітол.Для впевненої роботи

Якщо у пристрої застосований звичайний регулятор гучності, тобто звичайний змінний резистор, з тонкомпенсацією потрібно працювати окремо. Спеціальна схема включається замість нього, якщо цей опір не було включено в ланцюг підсилювальних вузлів зворотного зв'язку.

Однак при цьому обов'язково враховується вихідний опір до регулятора гучності в попередньому каскаді, воно повинно бути набагато менше опору резистора. Також враховується вхідний опір наступного каскаду, яке обов'язково повинно бути більше опору резистора. І чим більше різниця опорів, тим обеспеченнее узгодження навантажень, чому в цілому апаратура працює впевненіше.

Для гітаристів

Багато гітаристів помічають при збавлянні гучності свого інструменту пропорційне пропажа звучання верхніх частот. Особливо сильно цей ефект помітний, коли на гітарі стоять сингли. Взагалі-то це, як кажуть фахівці, проблемою зовсім не є. Просто таким чином виходить менш перевантажений і більш насичений звук, цілком придатний для ритм-партії. Для соло гучність збільшується, звук краще прорізається в міксі і взагалі стає яскравішим. Варто просто прислухатися до свого інструменту і залишити схему як є, без будь-яких змін.

Причинами втрат верхніх частот можуть бути дуже багато. Кабелі і вся електроніка працюють в сумі як фільтр, як резистор тонкомпенсації. Особливо це видно на низьких частотах, оскільки фільтр низьких частот працює тільки до порога, переступивши який, він все частоти взагалі відрізає. Тому максимальна гучність веде блокуються частоти за межі чутного діапазону, і якщо обертати потенціометр (тобто знижувати гучність), опір ланцюга підвищується, зміщуючи частоту зрізу фільтра низьких частот в той діапазон, який ми чуємо.Усунення проблеми

Кабелі повинні бути високоякісними, низької ємності, які набагато менше впливають на зникнення верхніх частот. Звичайно, тут є і деякі незручності. По-перше, такий кабель доріг, по-друге, він жорстокий і важкий. Довгий кабель має більшу ємність, ніж короткий. Тут незручність в тому, що пересування по сцені будуть обмеженими.

Можна компенсувати втрати у верхніх частотах, якщо до незаземлених ніжок резистора припаяти конденсатор на вхід і вихід, тоді у схемі буде фільтр, додає вихідного сигналу більше верхніх частот. Ємністю конденсатора встановлюється частота, пропускає сигнал вище порога. І чим більше буде місткість, тим нижче поріг частоти.

Тонкомпенсація в комп'ютері

У персональних комп'ютерів, мобільних пристроїв, медіа-плеєрів та іншої подібної техніки, причому однаково під Linux або Windows, лінійно працюють регулятори гучності. Можна закрутити повзунок майже до самого низу і не змінити гучності, зате далі кожен піксель помітно змінює її. А адже це повинно регулюватися в децибелах. Тонкомпенсації справжньою практично немає ніде. Все робиться тільки регулюванням звуку. АЧХ завжди коригується залежно від звукової карти.

Інтерфейс взаємодії API надає, але конкретні функції можуть і не бути доступними. Десь присутній хороший графічний еквалайзер, де-то хоча б повзунки - підтягнути тембри низьких і високих частот, а де-то і взагалі нічого в доступі немає. І навіть там, де є, конретного ради ні отримати, ні подарувати можна: кожна операційна система диктує своє. У "сімки" - так, у "десятки" - сяк, а Linux взагалі особлива стаття.

Категория: Технологии