Басы и верхние частоты в автоакустике: как подобрать сочетание
Как добиться качественного звука в машине. Практические рекомендации по настройке низких и высоких частот.
Что нужно знать о настройке частот в автоакустике
- Музыка в автомобиле — частый спутник любой поездки, поэтому было бы здорово добиться даже если не идеального, то хотя бы просто оптимального звучания.
- Бывает, что плохой звук является следствием брака самой колонки, тогда необходима диагностика и замена. Но часто можно добиться хорошего звучания с помощью правильной настройки частотного диапазона вашего автозвука.
- Восприятие человеческого уха охватывает частотный диапазон от 16 Гц до 20 кГц, а с возрастом верхняя планка еще и уменьшается. Условно его можно разделить на три части:
- Низкие частоты (НЧ) – до 500 Гц. По-другому называется бас, его воспроизводит специальный низкочастотный динамик – сабвуфер, устанавливаемый обычно сзади машины. В нижнем пределе (40-120 Гц) именно он заставляет все кругом гудеть и вибрировать.
- Средние частоты (СЧ) – 500 Гц — 5 кГц. Их проигрывают среднечастотные динамики, установленные впереди в двери. В этом диапазоне звучит человеческий голос, большинство музыкальных инструментов, поэтому можно сказать, что это самый важный диапазон.
- Высокие частоты (ВЧ) — выше 5 кГц. Это самый верхний уровень, его в автомобиле создает высокочастотный динамик – твитер, его иногда называют пищалка.
- Басы и верхние частоты должны сочетаться должным образом, это означает, что не должно быть перекоса в одну или другую сторону. Звуковой сигнал должен равномерно распределяться и давать на соответствующий тип динамика нужный частотный диапазон, это ключевая цель настройки автозвука.
- Эта цель достигается по-разному в зависимости от типа вашей автоакустики. Существует:
- Коаксиальная акустика. Включает в себя весь частотный диапазон на одном динамике, а значит, согласованное сочетание сигнала НЧ и ВЧ уже подобрано. Изменение сочетания частот возможно через эквалайзер на магнитоле, либо можно дополнительно установить сабвуфер или твитер.
- Компонентная акустическая система. Более громоздкая и состоит из разных динамиков, здесь не обойтись без настройки с помощью кроссовера. Это означает, что вы можете вручную определить срез частот и направить определенный частотный сигнал на каждый динамик.
- Таким образом, есть два способа влиять на сочетание частот: внутренний и внешний. Первый — через настройку автомагнитолы. А второй — через установку дополнительной автоакустики. Но все равно не обойтись без настройки.
Секреты настройки частот в магнитоле
- Практически любая магнитола предлагает следующие стандартные характеристики:
- LOUDNESS. Настройка тонкомпенсации, позволяет усилить НЧ и ВЧ на низком уровне громкости. Варианты регулировки следующие: MID (средний уровень усиления), LOW (слабый уровень усиления, подойдет если динамики и так достаточно мощные), HI (высокий уровень усиления, вы будете чувствовать полную глубину звучания даже на низкой громкости, подойдет если вы не любите громко слушать музыку) и OFF. На громкости прослушивания выше средней данная функция полностью незаметна.
- SUB. Это усиление сабвуфера. Тут могут быть три режима: REV (усилит сигнал), NOR (просто включит саб во общую систему), OFF (подойдет если не пользуетесь сабвуфером, чтобы не нагружать магнитолу). Тут же у магнитол часто есть доп. функция — сабвуфер контроль, с помощью которой устанавливается максимальное значение частоты, выдаваемой сабвуфером. Рекомендуется ставить оптимальные 50 или 63 Гц.
- HPF SETTINGS. High Pass Filter позволяет обрезать НЧ, чтобы избежать перегрузки. Также можно вырезать неприятно резонирующие частоты (выбирайте настройку на слух именно для вашей акустики).
- Самое главное при подборе сочетания частот — не допустить клиппового сигнала. Клиппинг — вариант искажения звучания, он возникает, когда мощь входящего сигнала превышает входные возможности устройства, выражается в гудении, шипении, треске. Например, вы слишком усилили высокие частоты, тогда диффузор твитера, технические характеристики которого не предназначены для таких нагрузок, начинает тормозить в крайних точках, кроме какофонии, это приводит к перегреву, в итоге ваши колонки просто сгорят.
Источник:
Высота звука
Высота звука — это субъективное восприятие частоты звукового колебания, чем выше частота, тем выше звук:
Однако, поскольку сложные (т.е. практически все) звуки могут состоять из огромного количества спектральных компонентов — гармонических колебаний разной частоты, не совсем понятно, о какой именно частоте идет речь. Поэтому более корректно будет сказать, что в качестве высоты звука мы воспринимаем частоту его наиболее заметного спектрального компонента — основного тона.
При этом субъективная высота звука будет зависеть не только от частоты его основного тона, но и от соотношения интенсивности всех частотных компонентов (т.е. тембра), а также от его общей громкости — при возрастании амплитуды колебаний воспринимаемая высота звука слегка понижается.
Область восприятия звуковых колебаний
Условно считается (пренебрегая индивидуальными и групповыми особенностями), что ухо человека воспринимает колебания волн частотой от 16 до 20000 Гц (от 12-24 до 18000-20 000 Гц). Частота колебаний выше 20000 Гц относится к области ультразвуков, ниже 16 — инфразвуков. У детей верхняя граница слуха выше и достигает 22 000 Гц.
У многих животных верхняя граница слуха выше, чем у человека. Например, у собак она доходит до 38 000 Гц, у кошек — 70 000, у летучих мышей — 100000 Гц.
Основную звуковую информацию человеческий мозг получает в области частот до 4 кГц. Это оказывается вполне логичным, если учесть, что все основные жизненно необходимые человеку звуки (голоса людей, животных, шум воды, ветра и пр.) находятся именно в этой спектральной полосе. Частоты выше 4 кГц являются для человека вспомогательными, что подтверждается многими опытами. Например, можно легко убедиться в том, что человек почти не способен разобрать речь и другие природные звуки, если из этих звуков “удалить” частоты от 0 до 4 кГц, оставив только более высокие частотные составляющие. Одновременно с этим слышимость частот выше 4 кГц, как дополнение к основным частотам, создает у человека ощущение более качественного звучания. Поэтому принято считать, что низкие частоты “ответственны” за разборчивость и ясность аудиоинформации, а высокие частоты — за субъективное качество звука.
(здесь нижние частоты могут быть вообще не слышны — это связано с характеристиками акустической системы обычного компьютера.)
Восприятие инфразвука и ультразвука
Когда мы говорим диапазоне воспринимаемых частот, речь идет именно о способности слухового аппарата. Частоты ниже 20-30 Гц (инфразвук) человек также способен воспринимать, но только уже не ухом, а всем телом, как вибрации.
Высокие частоты
Укрощение высоких частот – задача не из простых. Эта область частотного спектра одна из самых «упрямых» и «непослушных». Слишком много высоких частот – и ваш микс начнёт «резать ухо», слишком мало – и из него исчезнет жизнь.
Вот несколько советов, как оседлать и укротить высокие частоты.
Корректировка тонального баланса
Справиться с высокочастотным диапазоном проще, если в вашем миксе все инструменты приведены в баланс, у всех дорожек настроены громкости и панорамирование, а также нет конфликтов в области низких и средних частот. Помните, что сведение композиции мы начинаем с низких частот и от них постепенно поднимаемся вверх. Обратите внимание на баланс между большим барабаном и басом, если чувствуете, что там что-то не так, разберитесь с этим до того, как отправитесь вверх частотного спектра, иначе создадите себе массу дополнительных проблем, пытаясь залатать верх, когда внизу царит неразбериха.
К примеру, если в области низких частот у вас ощущается неприятное гудение и конфликт инструментов, то пытаясь настроить верхне-частотный диапазон, вы устроите низким и высоким частотам настоящий батл, в котором нет победителей, а вот вы непременно проиграете. С другой стороны, если низ в вашем миксе нечеткий, есть риск перегрузить высокие, дабы сбалансировать микс, что приведет к ненужному понижению общей громкости микса.
Проверив и настроив более низкие области микса, вы более точно сможете прочесть ваш микс, определить его слабые стороны и понять, что же нужно сделать, чтобы взять под контроль высокочастотный диапазон. Вполне вероятно, что решение окажется очень простым – немного приоткрыть, или наоборот закрыть, низкочастотный фильтр.
Эквалайзер спешит на помощь
Масса проблем с высокочастотным диапазоном может быть решена при помощи старого доброго эквалайзера.
Решение №1: Если в миксе присутствуют слишком много высоких частот, попробуйте опустить громкость в районе 3-8 килогерц. Альтернативно можно добавить немного низа, это создаст психоакустический эффект понижения громкости высоких частот.
Решение №2: Если верх глуховат, аккуратный подъём в районе 10-15 килогерц может «проветрить» верхние частоты и дать миксу немного воздуха. Но будьте осторожны с настройками столь высокочастотного диапазона. Особенно обратите внимание на богатый высокими частотами контент: цимбалы, хай-хеты, яркие синтезаторные звуки. При обилии высокочастотного диапазона, эти инструменты могут начать звучать очень неприятно.
Решение №3: Если у вокала, гитар или синтезаторов возникают проблемы с тем, чтобы прорваться сквозь плотный звук остальных инструментов в миксе, или же вы просто хотите подчеркнуть их присутствие в отдельных частях композиции, вам может помочь небольшой подъем в районе 3-5 килогерц. И вновь будьте осторожны и внимательны при работе с аддитивными настройками эквалайзера: если бездумно поднять один и тот же частотный диапазон сразу в нескольких музыкальных элементах, может получится неприятная высокочастотная каша.
Наши уши очень чувствительны к различным повышениям громкости при экранизации. В некоторых случая даже подъём на один децибел может показаться чрезмерным. Поэтому прежде чем как что-то добавлять в эквалайзере убедитесь, что вы отрезали всё ненужное и освободили место для повышения громкости.
Пожертвуйте эквалайзером в пользу сатурации
Если вам понадобился яркий верх в вашем миксе, но вместо того, чтобы воспользоваться аддитивным эквалайзером, обратитесь к приборам сатурации, гармоническим эксайтерам или же просто к эффектам перегрузки (distortion, overdrive). Подобные устройства добавляют в сигнал гармоники (обертона), которые обогащают звук и делают его более «тёплым». Хотите получить более яркий и тёплый звук? Попробуйте применить катушечный магнитофон (плагин или реальное устройство) или пропустить звук через ламповый усилитель.
Добавление гармоник также приводит к усилению громкости, поэтому сатурационные плагины всегда снабжены тонкими настройками громкости. Поэтому не забывайте настроить громкости так, чтобы разница между обработанным и необработанным сигналом была минимальной. Человеческое ухо привыкло воспринимать более громкий сигнал как более чёткий и качественный, что далеко не всегда правда.
Сатурация также может быть чрезмерной. Перестаравшись с ней, можете опять же получить чересчур яркий и неприятно звучащий микс. Я бы пересатурированный микс назвал приторным.
Деэссер и борьба с шипящими и свистящими звуками
Уменьшение громкости сибилянтов – очень ярких коротких высокочастотных сигналов – часто является неотъемлемой частью работы в процессе сведения микса. Диалоги и вокальные партии с присутствием звуков Ш, С, Ф, Т, П и их аналогов в иностранной речи, основные источники сибилянтов. У некоторых артистов тембр голоса естественным образом выдаёт большое количество сибилянтов, когда они говорят или поют. В таком случае многое зависит, в первую очередь, от выбора микрофона, а также очень важна дальнейшая обработка. Для борьбы c сибилянтами существуют специальные приборы, называемые деэссерами. По сути, это компрессор, который настраивается на узкий частотный диапазон, в котором живут те самые шипящие звуки, и уменьшает их громкость, как только они себя проявляют.
Деэссер можно использовать не только для подавления сибилянтов в вокале, он также прекрасно справится и с другими музыкальными инструментами, которые звучат шероховато и чересчур ярко. В таком случае, настроенный на специфический частотный диапазон деэссер прекрасно справится с подобной неприятностью. Звук гитар, перкуссии и даже синтезаторов могут страдать от сибилянтов. Попробуйте помимо деэссера также применить эквалайзер на специфическом частотном диапазоне (как правило в районе 5 килогерц), сделайте небольшое понижение частот в этом диапазоне, а затем подключите к процессу деэссер. Таким образом можно добиться отличного результата в борьбе с неприятно шипящими звуками.
Переходим на тёмную сторону
Микс – это поле боя за пространство в частотном диапазоне, и в верхнем регистре происходят самые жестокие сражения. Если в вашей музыкальной композиции много звука цимбал и перкуссии, а вокал и синтезаторы плотно занимают передний план, вам придётся принять несколько важных решений о том, какой из элементов важнее, и для него придётся немного расчистить место при помощи фильтрации высоких частот.
Разберитесь, какие из элементов звучат более ярко, а какие находятся в тени. Более «тёмнозвучащие» элементы, как правило, находятся более глубоко в миксе. Чтобы отодвинуть их в глубь, применяем на них high pass (или low cut) фильтр и с помощью этого расчищаем место для более значимых для композиции элементов.
Если у вас в миксе много реверберации и длинных дилеев, отфильтруйте высокие частоты в них тоже. Просто повесьте эквалайзер или фильтр после эффектов реверберации и/или дилея и приструните высокие частоты в пространственной обработке, отправьте эти эффекты на тёмную сторону вашего микса.
Высокие частоты это какие звуки
Одно из важнейших качеств по-настоящему хорошей системы — ее способность безукоризненно воспроизводить высокие частоты. Многие аудио компоненты, совершенные по многим параметрам, проигрывают в музыкальности из-за плохого качества их воспроизведения.
Негативные характеристики звучания высоких мы описываем в следующих терминах: яркий (bright), сипящий (tizzy), выступающий (forward), агрессивный (aggressive), жесткий (hard), хрупкий, ломкий (brittle), резкий (edgy), сухой (dry), бледный (white), бесцветный (bleached), напряженный (wiry), металлический (metallic), стерильный (sterile), аналитический (analytical), визгливый (screechy) и зернистый (grainy). Недостатки в передаче высоких частот многочисленны: посмотрите, сколько прилагательных мы используем для их описания.
Если в звучании аудио компонента преобладают высокие частоты, это преувеличивает звуки с интенсивным спектром в верхней части звукового диапазона. Примеры этому — резкое звучание тарелок, чрезмерно акцентированные шипящие и свистящие звуки вокальных партий, визгливость скрипок. Звучание компонентов аудиосистемы с такими особенностями характеризуется как яркое.
Яркость — это выпуклость высоких, в основном, в диапазоне между 3 кГц и 6 кГц. Выпуклость может быть обусловлена подъемом амплитудно-частотной характеристики акустических систем или плохой схемой электронных компонентов.
Многие проигрыватели компакт-дисков и транзисторные усилители имеют горизонтальную амплитудно-частотную характеристику, но, тем не менее, придают выпуклость звучанию высоких частот. Термином сипящий (tizzy) описывают избыток верхних высоких частот (диапазон от 6 кГц до 10 кГц). Для этого недостатка характерно их обедненное звучание. Акцентирование верхних гармоник делает звучание тарелок сипящим — в нем больше звука „ссс», чем „шшш».
Термин выступающий или выпуклый (forward), в применении к области высоких частот, близок к определению яркий, — оба описывают избыток высоких. Однако выступающие высокие частоты ближе по смыслу к термину сухой, связаны с потерей чувства пространства и воздуха.
Многие из терминов, приведенных выше, имеют фактически одно и то же значение. Жесткий, хрупкий и металлический описывают неприятный металлический призвук. Гармонический состав звука удара одного металлического предмета о другой очень схож со спектром искажений усилителя мощности, работающего в режиме перегрузки по напряжению.
Я нахожу звук альт саксофона лучшим критерием в определении жесткого, хрупкого или металлического звучания, особенно в области нижних высоких частот. мПри неточном воспроизведении тон саксофона становится тонким, пронзительным и очень неприятным.
Прямая противоположность такому звуку описывается терминами богатый (rich), теплый (warm) и полный (full). Металлическая окраска верхних гармоник просто разрушает звук альт саксофона. Интересен тот факт, что у саксофона гармоническая структура звука сложнее, чем у любого другого инструмента. Поэтому не удивительно, что его звук так полезен при оценке качества воспроизведения высоких частот.
Термины бледный и бесцветный очень схожи по смыслу с определением яркий, но я ассоциирую их в большей степени с термином скудный или слабый (thinness), что часто связано со спадом в диапазоне верхних средних частот. С обеднением гармонической структуры сигнала высокие частоты становятся слабыми и потертыми, как фотоснимок, сделанный с недодержкой. Тарелки должны звучать подобно гонгу в области низких частот, поверх которых высшие гармоники „наводят глянец». Если тарелки звучат подобно взрывам белого шума (как шум радиоприемника при отсутствии сигнала радиостанции), такой звук можно описать как бледный или бесцветный.
Зернистость в звучании высоких частот особенно утомляет слушателя. Она огрубляет фактуру высокочастотного поддиапазона. Я отмечал это, главным образом, на скрипичных соло, флейте и партиях женского вокала. Зернистость высоких ложится поверх динамических всплесков флейты, придавая звуку грубый и неопределенный характер. Огрубленость музыкальной фактуры заставляет звучать скрипки, как если бы музыканты держали в руках пилы вместо смычков — сравнение преувеличенное, но наглядное.
Зернистость высоких частот может быть самого разного качества — от очень мелкой до грубой и вульгарной, как крупа разного помола. Чем крупнее зерно, тем оно заметней. Все сказанное здесь о зернистости не в меньшей, а даже в большей степени относится к области средних частот.
Высокочастотные искажения могут создать впечатление, что в воспроизведении музыки область высоких частот существует отдельно, поверх музыкального полотна, не вплетаясь в него органично. Мы начинаем воспринимать высокие как обособленную реальность, а не просто как одну из составляющих музыки. Будьте бдительны, если при прослушивании высокие привлекают ваше внимание.
Расположим наиболее общие источники этих проблем по степени убывания значимости: высокочастотные головки акустических систем, отражающие поверхности помещений, цифровые источники (обычно проигрыватели компакт-дисков или цифровые процессоры), предварительные усилители, усилители мощности, соединительные кабели и сетевые помехи.
Пока что я обсуждал только проблемы чрезмерного акцентирования высоких частот. Некоторые аудио компоненты воспроизводят высокие мягче, менее выпукло по сравнению с живой музыкой. Эти характеристики часто закладываются на стадии разработки с тем, чтобы компенсировать недостатки других компонентов системы или сделать звучание более комфортным.
Намеренное смягчение высоких — это компромисс разработчика; если он не может передать высокие частоты точно, он смягчает их, делая менее агрессивными.
Определим другие термины в описании качества воспроизведения высоких частот в порядке их значимости. Точное воспроизведение высоких характеризуется как ровное (smooth), приятное (sweet), мягкое (soft), шелковистое (silky), нежное (gentle), плавное (liquid) и сочное (lush).
Определениями скругленное (rolled off) и приторное (syrupy) описывают слишком мягкое, а потому окрашенное звучание; противоположность им — ровное, приятное и шелковистое звучание. Округленность и приторность высоких частот может вызвать облегчение после яркого, жесткого и зернистого звука, но как одно, так и другое качество не удовлетворяет критериям музыкальности. Такое звучание описывают как сдержанное (bland), не увлекающее (uninvolving), неторопливое (slow), тягучее (thick), закрытое (closed-in), с потерей деталей (lacking detail). Все эти термины характеризуют злоупотребление мягкостью в передаче высоких частот. Звучание теряет жизнь, воздушность, открытость, чувство пространства. Оно зажато и мелко.
Воздушность вершей октавы — термин, описывающий чувство почти неограниченной протяженности высоких частот, воздушного пространства как среды обитания музыкальных образов. Легкий спад в области высоких (уменьшение их уровня) в акустических системах может ограничить воздушное пространство верхней октавы, что также ассоциируется с непрозрачной звуковой сценой.
Воспроизведение высоких частот, наиболее точно повторяющее особенности живой музыки, считается лучшим. Необходим большой заряд энергии, — в реальной жизни звучание тарелки может быть достаточно агрессивным, но не иметь зернистого, сухого и искусственного характера. Если мы не слышим этих характеристик в живой музыке, мы не должны слышать их и при ее воспроизведении. Но важнее всего, чтобы высокие частоты звучали как естественная, неотделимая часть музыки, а не как шум на ее верхушке. Если компонент обладает окраской высоких частот скорее мягкой, чем яркой, то музыкально он гораздо менее объективен.