Акустика: Обсуждаем природу различного звучания

Юрий Фомин (слева) и Артем Фаермарк (справа) / Фото Stereo.ru

В шестнадцатом выпуске подкаста «Звук» мы обсуждаем мифы, связанные с природой особенностей различных акустических систем с Юрием Фоминым, инженером-конструктором, основателем компании F-Lab, работающей с продуктами высокого класса Defender, Jetbalance, AVE и Arslab.

[Подробнее о подкасте] [Прослушать этот выпуск]

Тимофей Шиколенков: К нам очень часто приходят люди, далекие от темы Hi-Fi, качественного звука, У них есть предубеждения, что все колонки звучат одинаково. Есть маленькие, большие и очень большие колонки, дорогие и дешевые.
Дело не только в конструктивных различиях – двухполосные, трехполосные, полочные, напольные; мощности и ценах; хочется поговорить о том, что колонки действительно звучат по-разному, и объяснить людям, почему. Как понять природу этого явления и как выбрать колонки, подходящие именно им.

Юрий Фомин: Если смотреть на семейные пары, то иногда людей удивляет, почему тот или иной молодой человек выбирает себе ту неповторимую, с которой потом живет всю жизнь. С одной стороны, это весьма пафосно, а с другой стороны – очень конкретно. Так и выбор акустической системы сугубо индивидуален.

Путей реализации в конструировании систем много, но то, что человеку понравится, во что он влюбится – сугубо личное, присущее только этому ему. Многие не знают, и разработчики скрывают то, что математиками, психологами, великими конструкторами давно описано существование кривой восприятия звука. Эта кривая нелинейна. Мы слушаем звук нелинейно.

На одной громкости мы слышим одну кривую, на другой громкости – другую, и когда мы подходим к порогу равной громкости, слышим линейный звук. Если мы видим, что на графике АЧХ линейна, мы ее так же и слышим.

Подход к конструированию систем различен. Иногда конструктор нарочно меняет АЧХ системы для того, чтобы человек на меньшей мощности слышал линейный звук. Какому кругу людей понравится подобный звук? Тем, кто слушает музыку на той же громкости, что и конструктор. Получается, что выпускается много систем, и у каждой есть круг своих приверженцев, фанатов.

Почему? Существует основная теория конструирования линейных систем. Если говорить о подходе обучения конструкторов во всем мире, существует один подход создания линейного звука с наименьшими потерями, искажениями. Но конструкторы специально внедряют какие-то свои элементы, для этого инструментов у них много.

Тимофей: Получается, что конструкторы намеренно искажают звук так, как им нравится, в надежде, что это понравится еще кому-то.

Юрий: Да, они это делают.

Тимофей: Но есть мнение, что музыка из колонки должна звучать так, как задумал звукорежиссер, никому негоже его мнению перечить.

Юрий: Справедливое мнение, если учесть, что тот, кто это говорит, первое: находится с этим режиссером в студии и знает, что он записал; второе: что он создал себе аналогичную акустическую среду, а потом это прослушал.

Утверждение, что должно звучать так, а не иначе – из ряда научной фантастики. Я в прошлом сам звукорежиссер и часто встречаюсь со звукорежиссерами. Это часть моей жизни и профессии. Но это не значит, что я спорю со звукорежиссером о его видении музыкального материала.

Он по-своему его «видит» и пишет, но я-то слушаю его рядом с ним. Как можно сказать, слушая дома, как музыка звучала в студии?

Тимофей: Можно лишь предположить. Это касается и «концертного» звучания, когда человек говорит, что дома колонки должны выдавать тот же звук, как тот, что он слышал на концерте, с таким же впечатлением.

Юрий: Эта ситуация спорная. Многое зависит от состояния слушателя. Небольшое алкогольное отравление изменяет порог слышимости и кривую. Человек мог слышать один концерт, он ему понравился. В другом состоянии тот же самый концерт ему не нравится. Это из области настроения.

Полочная акустика Arslab Old School Superb 90 (обзор)

Тимофей: Существуют две пары акустических систем с примерно одинаковой стоимостью в тридцать тысяч рублей, обе напольные, большие, у обеих четыре динамика: один высокочастотный, один среднечастотный и два низкочастотных. Системы будут звучать неодинаково?

Юрий: В идеале, при равных условиях они должны звучать одинаково. Но на самом деле, они никогда не будут звучать одинаково. Почему? Возможен своеобразный подход конструирования, о котором мы говорили.

Могут быть использованы разные инструменты. Инструменты – это класс громкоговорителей, класс фильтров, которые применены в кроссоверах. Все это отразится на звуке.

Понравится ли звучание вам, и что вам понравится? На эти вопросы можете ответить только вы. Конструктору понравилось то, что он сделал. Если вы видите колонки в магазине, значит, клуб почитателей этой аппаратуры уже есть.

Тимофей: Можно ли, зная, из какого материала и по какой технологии изготовлен динамик в акустической системе, представить, как он будет звучать, если я слышал акустическую систему на аналогичных динамиках?

Юрий: Такие проблемы обсуждаются среди участников нашего цеха, имею в виду не только российских инженеров, но и западных. Мы с ними иногда ведем беседы на предмет того, что купольный динамик очень похоже звучит на ленточный динамик.

Когда это применять? У каждого громкоговорителя, а обычный динамик – это тоже громкоговоритель, только маленький, есть свои параметры и возможности. Если ими хорошо пользоваться и хорошо вплетать в канву системы, то система станет органичной, и вам будет все равно, какой стоит громкоговоритель.

Ленточные громкоговорители очень легкие и значительно быстрее, чем купольные. Они имеют свои достоинства, но сложны в интеграции в системах, они требуют высокой квалификации [инженера]. Понять, нравится или не нравится, можно, только включив и послушав. Каждая система – продукт креативного состояния инженера-разработчика. В работу он вкладывает свою душу.

Тимофей: Есть миф, созданный людьми, которые ничего не слышали, о равном звучании колонок стоимостью в десять, пятьдесят, двести тысяч рублей. Якобы, никакой разницы в звучании нет, люди сами придумали, чтобы оправдать траты на акустические системы.

Понятно, что есть стоимость компонентов, из этого можно исходить, но дело не только в компонентах. Как можно попробовать объяснить впечатление от звучания акустических систем разных классов?

Юрий: Проведу аналогию. Студент платного ВУЗа обсуждает компетенцию лектора, преподающего ему. Непонятно, зачем он пришел и платит за обучение, потому что других лекторов нет и, вообще, зачем он в ВУЗе?

Бюджетные системы делаются если не по остаточному принципу, то очень туго по планке тех компонентов, которые туда интегрируются. Бюджетная система не может иметь дорогих высококачественных динамиков.

Если компания растет, она может пойти на то, чтобы отказаться от части сверхприбыли, или просто прибыли, и делать на грани возможного, то есть продавать по себестоимости. Но, когда вы покупаете систему за двести, а не за десять тысяч рублей, там, как правило, используются намного более качественные компоненты, которые, соответственно, будут лучше звучать.

По каким параметрам оценивать громкоговорители? Инженер интегрирует их в систему не по цене, а по совокупности тех параметров, которыми обладают все громкоговорители для того, что найти единое целое, а не просто хороший высокочастотный динамик, хороший среднечастотный динамик или хороший бас. Это его видение.

Ценовая категория позволяет ему интегрировать и иметь возможность подбора компонентов из более дорогих серий, более дорогих компаний. Эти рассуждения похожи на рассуждения, что Жигули лучше, чем Mercedes, потому что я могу их починить.

Тимофей: Возможно, в данном случае [Жигули будут] лучше, если перед человеком стоит задача их чинить.

Юрий: Вспомним Жванецкого: «Форму освоили, хорошо бы содержание!» У людей появились средства для покупки дорогих автомобилей. А каков подход к вопросу? Ездить или демонстрировать себя? Надо провести инспекцию самого себя.

Напольная акустика Arslab Classic 3 SE (обзор)

Тимофей: Есть противоречивый параметр из набора технических характеристик акустических систем, о котором часто говорят: диапазон воспроизводимых частот. Дешевые колонки всегда могут похвастаться указанием 20 Гц – 20 кГц.

И обыватели, которые не в курсе, что бывают разные классы оборудования, что они и звучат по-разному, и впечатление от них разное, ориентируются на технические характеристики, которые им показывают на сайтах.

Поговорим о частотном диапазоне, мы уже коснулись темы АЧX. Не уверен, что все наши слушатели знают, что такое АЧХ.

Юрий: Это амплитудно-частотная характеристика. Классически она должна быть ровная и должна захватывать условно принятый диапазон от 20 Гц до 20 кГц. Так [вопрос] трактует классическая наука, но хочу успокоить: во-первых, система, неважно с какими динамиками, 20 Гц теоретически играть не может, а те, которые могут играть, не могут стоить десять тысяч рублей.

Это практически нереализуемая задача. Я понимаю, какие требования должны иметь громкоговорители для того, чтобы зацепить этот диапазон хотя бы на спадах. Это будут очень сложные динамики и очень дорогие, именно потому, что сложные. Они должны сами иметь резонанс в районе 10-15 Гц, но я их могу пересчитать по пальцам, вообще, в мире, за всю историю.

В данном случае вступает в противоречие множество физических параметров. Тяжелый динамик не может иметь высокое звуковое давление. Надо понимать: то, что пишется в параметрах, зачастую маркетинговый ход, чтобы не отличаться от конкурентов.

Я с этим встречался и ничего плохого в этом не вижу, потому что если все нарушают закон, то все нарушают его одинаково. Такое вот негласное мнение. Другой вопрос – 20 кГц. Сейчас 20 кГц все твитера играют. Другой вопрос, как?

Прочертят они черту обязательно, но нужен более широкий диапазон. Интересно, что это отражается на басе. Это мало, кто себе представляет. Но диапазон обязательно должен быть широкий, потому что человек не слышит за 20 кГц, но он это [звучание] различает.

Действуют другие категории оценки – не анализ АЧХ, а анализ импульсных характеристик. Анализ атаки самого звука – чем дальше заходит, тем более хорошо прописывается импульс – скорость нарастания сигнала в АС. Это и есть широта диапазона.

От скорости зависит достоверность, детализация: чем дальше, тем лучше. Мы этого не слышим, но понимаем. Наш аналитический аппарат оценивает звук по очень большому количеству критериев. Это не только АЧХ.

Тимофей: Надо ввести такую характеристику, как скорость?

Юрий: В усилителях есть скорость нарастания. Она очень важна, люди понимают это и следят за ней. В акустических системах надо обращать внимание на следующее: если система более широкополосная, скорость нарастания сигнала зависит от этого параметра довольно серьезно. Есть еще фактор – это вес подвижных систем. Основной высокочастотный фронт – скорость нарастания – зависит от ширины диапазона: чем дальше, тем «скорострельнее».

Тимофей: Если вернуться к тому, с чего мы начали обсуждение этого вопроса – частотные характеристики, то получатся, что те, кто пишет от 20 Гц до 20 кГц, просто врут?

Юрий: Не врут, хотя бы потому, что система будет играть 20 Гц. Вопрос, с каким спадом? Он может быть 12 децибел, а это, фактически, не слышно. Почему мы говорим: слышим или не слышим? Мы все время слышим перепады.

Например, я утром выхожу на улицу, очень подходит фраза «воздух звенит» и слышно дорогу, которая находится от меня в десяти километрах, а вот днем этого не слышно. Утром уровень шума во дворе очень низкий, и я слышу тот шум, который находится очень далеко, а днем уровень шума во дворе очень высокий, и я уже не слышу, что творится за десять километров.

Так мы устроены, и так работает «ручка громкости» в нашей голове. Если вы захотите услышать 20 Гц, то вы их услышите, если будете в совсем тихой комнате, что практически нереально.

Полочная акустика Arslab Monitor M1 (обзор)

Тимофей: Даже для дорогих систем?

Юрий: Безусловно. Я, как инженер, ответственно вам заявляю, что эта система крайне сложна для реализации.

Тимофей: А нужно ли ее реализовывать?

Юрий: Вопрос хороший. Я точно знаю, что человек ниже 30 Гц, ухом не слышит. Он может ощущать звук в виде перепадов давления. Требования к звуковому давлению, чтобы вы физически его ощущали, очень высокие, и их невозможно реализовать ни большими, ни маленькими динамиками, которые используются в быту.

Если поставить на концерте колонки, которые играют 20 Гц, на расстоянии пятьдесят метров, вы ничего не услышите. Поэтому ставятся «леса». Вы не слышите 20 Гц, но вы слышите перепад звукового давления. Вам давит на грудь, или, как говорят, «печенка трясется». Участия слухового аппарата нет.

Тимофей: Вернемся к прикладной теме. Есть люди, у которых нет возможности послушать акустику, если они живут в удаленных регионах, там нет ни магазинов, ни салонов, ни шоурумов. Могут ли они дистанционно, может, глядя на фотографию или читая характеристики, сделать вывод о звучании аппаратуры? Возможно ли это? Дайте какой-нибудь совет.

Юрий: Совет – доверять марке. Уважающая себя марка проносит свое звучание на протяжении всей жизни. Звучание не меняется, меняются только компоненты, которые ставятся в эти системы. Они [системы] могут быть совсем недорогие, не очень дорогие и очень дорогие. Во всех случаях они будут звучать практически одинаково.

Тимофей: Как же так?

Юрий: Чем же дорогие и недорогие системы могут отличаться? Они могут выдавать одно АЧХ и, формально, вы услышите один и то же звук, он может иметь больше или меньше искажений.

Насколько вы можете пренебречь этими искажениями? Для искушенного слушателя важно, чтобы искажений было мало, поэтому он вынужден покупать дорогую систему.

Человек, которому искажения звука не так важны, или который гасит свои рецепторы в кругу друзей пивом, слышит только характер звучания, и ему важен именно характер. Производящая компания гарантирует этот характер, это ее лицо.

Тимофей: Даже если динамики меняются?

Юрий: Верно. Неважно, маленькие, большие, средние колонки, характер должен оставаться один и тот же.

Тимофей: Фирменный почерк.

Юрий: Совершенно верно, как художник. По мазку и манере писать мы узнаем картину Рембрандта. Много людей понимают Мане, потому что хорошо изучили его почерк. Так и здесь. Каждый разработчик имеет инструменты для создания своего характера. Это хорошо. Иначе мы имели бы одну колонку или фирму одну, и она выпускала бы одни и те же системы. Выбора не было бы.

Тимофей: Получается, что идеальным вариантом остается прослушивание.

Юрий: К сожалению, да. Можно и по фотографии выбирать себе жену. Опять я про это. Выбрал по фотографии, она приготовила обед, оказалось – не то. Вот и весь выбор.

В конечном счете, все идет к личному контакту. С другой стороны, можно взять как пример русскую поговорку: «яблоко от яблони недалеко падает». «Яблоня» – это компания, «яблоки» падают под нее, и все «яблоки» одинаковые.

Пригласительный билет на Moscow Hi-End Show 2015

Тимофей: Поговорим на тему того, почему одни и те же акустические системы могут звучать по-разному с разными усилителями, даже одинакового класса и примерно одинаковой цены.

Юрий: Если говорить об усилителях, равных по цене, возьмем в основу следующее: конструкторское бюро выходит на рынок, и ему надо продать свой товар. По каким критериям он может его продать? По характеру звучания. А как он достигается?

Схемотехнические решения достаточно узкие, и их не много. Решения перебираются. Как заработать деньги? Принимается логистическое решение в отношении тех компонентов, которые туда ставятся. Если сделать хороший источник питания к усилителю, очень большой трансформатор, очень много конденсаторов, которые будут стоять как буферные, то усилитель будет очень дорогой. Поэтому надо сэкономить, надо часть выбросить и трансформатор сделать поменьше.

Но надо компенсировать эту потерю схемотехнически. У кого-то это получается хорошо, у кого-то – не очень. Кто-то делает бескомпромиссные усилители, но они стоят очень дорого. И заслуженно. Взять даже точеный из алюминия корпус – это дорого. Все переплетено. Если люди выбирают в одной ценовой категории, то, как говорится, что вам нравится, то и берите.

Тимофей: Опять компромисс. Надо выяснить, на чем сэкономил разработчик данного конкретного усилителя.

Юрий: Это серьезная работа – проанализировать, почему так сделано?

Тимофей: Публикуемые фотографии усилителя с открытой крышкой ни о чем не говорят?

Юрий: Они могут сказать о величине трансформатора и количестве конденсаторов. Можно сделать такой вывод: если маленький трансформатор и малое количество конденсаторов, источник не имеет достаточного запаса, но это не значит, что он плохо звучит.

Если стоит импульсный источник, то он незаметен на фотографии, а энергетика у него, как у громадного конденсатора. Другой вопрос, насколько он сам качественный, потому что он источник шумов. Как компания справилась с этими вопросами, какие у нее были решения, как она очистила тракт от шума, создаваемого незаметным на фотографии импульсным источником?

Тимофей: Очень интересно смотреть характеристики выходной мощности и сравнивать их с потребляемой мощностью.

Юрий: Все зависит от КПД усилителя. Например, импульсный источник имеет очень высокий КПД, он может потребить 100 Ватт и дать систему 90 Ватт. Заявленная – 100 Ватт, потребляемая – 100 Ватт, ожидаемая – 100 Ватт. Этого не будет никогда. Надо рассуждать здраво!

Тимофей: Получается, что на характеристики надо смотреть с осторожностью.

Юрий: Да, надо смотреть, понимая их суть. Люди же понимают, что такое мощность двигателя автомобиля. И в нашем вопросе можно разобраться.

Тимофей: С мощностью автомобиля все просто: вот цифра, и вот мощность.

Юрий: И здесь несложно. Смотрим на заявленную мощность, потом на ту, какую он потребляет из сети. Делаем вывод, что больше, чем последняя цифра, значения никогда не будет.

Тимофей: Что касается характера звучания…

Юрий: Очень индивидуально. Как в акустических системах, каждый инженер решает вопрос характера звучания усилителей по-своему. Путей реализации немного, потому что схемотехнические решения были приняты еще в 70-е годы.

Сейчас их перелицовывают, убавляют, добавляют. Никаких революций нет, чтобы воскликнуть: «Ах!» Единственное, что можно назвать прорывом, это наличие высококлассных цифровых усилителей. Раньше они были не на высоком уровне, а сейчас – очень высокого уровня звучания.

Они звучат очень прилично. Они компактные, легкие, мощные, и отдают из себя ровно столько, сколько потребляют. Это перспективное направление, и через некоторое время классические усилители будут воспринимать как винил – для любителей классических решений. Цифровые усилители вытеснят все остальные, особенно в среднем сегменте. Это мое предположение.

Тимофей: Неужели минусов нет? Технологии совершенствуются в этом направлении?

Юрий: Минусов все меньше. Люди «заточились» на это. Успехов больше, чем поражений. В системах «про» я отдаю предпочтение цифровым усилителям, они ничего не весят, а работают лучше, чем обычные.

Тимофей: Мы пришли к тому, что свой звук надо слушать собственными ушами. Выбирать по характеристикам, по картинкам бесполезно.

Юрий: Да. Хочу еще раз предостеречь людей от использования чужого мнения.

ссылка на оригинал статьи http://geektimes.ru/post/265352/