środa, 23 grudnia 2015

Ustawienie i regulacja subwoofera

Żeby zrozumieć o co chodzi w ustawieniu subwoofera musimy się przyjrzeć poniższemu rysunkowi na którym subwoofera... nie ma.



Najważniejsze jest ustawienie głośników na planie koła. Sens takiego ustawienia polega na tym, że dźwięk dotrze do słuchacza w tym samym momencie z każdego głośnika. Przykładowo w nagraniu jest eksplozja. Dźwięk eksplozji będzie się wydobywał ze wszystkich głośników dokładnie w tym samym momencie.

Przysunięcie któregoś z głośników powoduje, że jest on głośniejszy. Dźwięk rozchodzi się z prędkością około 340 metrów/s więc jeżeli któryś głośnik będzie bliżej o jeden metr, ten bliższy głośnik usłyszymy 3 milisekundy wcześniej. Skutkiem tego będzie przesunięcie źródła dźwięku, a w przypadku gdy wszystkie głośniki będą w niewłaściwych odległościach, źródło dźwięku ulegnie rozmyciu i trudno będzie dokładnie określić jego lokalizację.

Chcąc mieć dokładną i szczegółową scenę musimy ustawić głośniki w jednakowej odległości od słuchacza i pod odpowiednim kątem, przy czym taki schemat wygląda nieco inaczej dla 7.1.

Teraz możemy już przejść do ustawienie subwoofera.


Na rysunku jest schemat dla koła o promieniu 2,5 metra i dwie lokalizacje subwoofera. Za ekranem i przed nim. Jeżeli subwoofer stoi za ekranem odniesiemy to w odniesieniu do pierwszego schematu, będzie się znajdował obok głośnika centralnego, a ich fronty będą się pokrywały z ekranem.

To sytuacja najbardziej optymalna, również ze względu na położenie głośników względem ściany. Subwoofer powinien stać przy samej ścianie. Poza tym jest idealna zgodność w czasie dla wszystkich głośników. Takie ustawienie jest również korzystne dla głośników prawego i lewego przedniego oraz centralnego. "Wyjeżdżanie" z głośnikami i ekranem w kierunku środka pokoju spowoduje powstanie problemów z uzyskaniem poprawnego basu ze względu na interferencje z odbiciami od ściany za głośnikami.

Jeżeli wszystkie głośniki są ustawione tak, że odległości są optymalne, regulacja subwoofera jest dość prosta. Ustawiamy taką głośność, jaka wydaje się odpowiednia, a następnie regulujemy fazę w taki sposób, żeby jego dźwięk stał się najgłośniejszy. Ewentualnie trzeba będzie ponownie skorygować głośność subwoofera.

Natomiast jeśli subwoofer stoi w innym miejscu niż obok głośnika centralnego, sprawa się komplikuje. Bez użycia specjalistycznego oprogramowania nie uda się ustawić wszystkiego optymalnie. Im bardziej się oddalimy od linii głośników - koła - tym większe będą trudności ze zrównoważeniem brzmienia.

Optymalna integracja polega na tym, że wszystkie głośniki odtwarzające daną częstotliwość muszą być zgodne w fazie. To znaczy, że membrany wszystkich głośników muszą wykonać taki sam ruch membran jeśli chodzi o czas i kierunek. Nie może być tak, że któryś z głośników "się spóźnia" lub zaczyna za wcześnie, co można określić jako błąd w czasie, ale również ważna jest faza, która polega na tym również, że nie może się zdarzyć, że któryś głośnik "idzie w przód" podczas, gdy inny "idzie w tył". Nie należy tego mylić z polaryzacją głośników. Zgodność w fazie polega na tym, że jeśli dla danej częstotliwości wszystkie głośniki "idą w przód" tzn. odtwarzają dodatnią połówkę sinusoidy, to dla innej częstotliwości któryś głośnik może "iść w tył" i zaczynać od ujemnej połowy. Takie rozjeżdżanie się fazy może wystąpić jeśli kolumny są dobrane przypadkowo. Różni producenci na pewno nie przywiązują wagi do tego, że ich własne kolumny mają inny przebieg fazy niż produkty konkurencji.

Najlepiej użyć głośników jednego producenta, który zadba o to, żeby kolumny się między sobą "nie gryzły" dlatego że nie wszystkie kolumny będą do siebie pasować. W zestawie stereo raczej nie będziemy mieć możliwości wprowadzenia korekty na lokalizację, więc powinniśmy zadbać o właściwe ustawienie. 

Jeśli mamy kolumny jednego producenta, ustawienie i regulacja nie powinna sprawić problemu. Natomiast o samej jakości regulacji świadczy brak wzajemnego tłumienia się głośników i subwoofera w zakresie przejścia, tzn. kiedy dla subwoofera kończy się zakres jego częstotliwości pracy. Jeśli odcięcie jest ustawione na 80 Hz, to właśnie w okolicach tej częstotliwości nie powinno być zapaści, bo subwoofer będzie słyszalny. 

Uzupełnianie zestawu stereo o subwoofer jest spowodowane nieprawidłowym ustawieniem kolumn i złą akustyką pomieszczenia. Praktycznie każdy zestaw głośnikowy przewidziany do stereo ma wystarczające możliwości odtwarzania basu. Dotyczy to również monitorów. Jeśli do złych warunków i złego ustawienia dodamy jeszcze jedno źródło basu, to problemu nie znikną, tylko pojawią się nowe. 

Możliwe lokalizacje dla subwoofera są na planie koła, jednak optymalne miejsca zależą od odległości do ściany. Subwoofer nie może stać zbyt daleko wysunięty do środka pomieszczenia.

Najlepsza lokalizacja jest mniej więcej pośrodku bazy stereo w 1/3 odległości pomiędzy kolumnami, a w przypadku dźwięku przestrzennego obok głośnika centralnego. Fronty wszystkich głośników powinny być styczne do okręgu. Subwoofer musi być przy samej ścianie.

środa, 16 grudnia 2015

Optymalne ustawienie sprzętu bez adaptacji akustyki czyli coś czego się nie da zrobić

Czy można poustawiać głośniki w pokoju tak, żeby mieć dobry odbiór i nie stosować przy tym żadnej adaptacji akustyki? Nie można i to z wielu względów. Zjawiska akustyczne zachodzące w pomieszczeniu mają bardzo duży wpływ ma brzmienie muzyki.

Poniżej kilka grafik ilustrujących niektóre zagadnienia.

Mechanizm powstawania interferencji z przednią ścianą.

Wpływ interferencji z tylną ścianą.


Realny przebieg charakterystyki spowodowany rezonansami i odbiciami.



Kilka wariantów ustawienia kolumny względem przedniej ściany i wpływ na charakterystykę.

Wpływ odległości w jakiej kolumny stoją od przedniej ściany na charakterystykę.


Bez adaptacji akustycznej można ustawić dobrze głośniki tylko wtedy, kiedy architekt specjalnie zaprojektował dane pomieszczenie wyłącznie do słuchania. Wtedy wystarczy gruby dywan na podłodze i adaptacja tylnej ściany. Ale czy mamy do dyspozycji pomieszczenie o takim kształcie?



Sufit też musi mieć odpowiednie nachylenie, aby skierować odbicia do tyłu.

Ustawienie sprzętu w niezaadaptowanym pomieszczeniu może poprawić w jakimś stopniu dźwięk, ale tylko pod warunkiem, że samo pomieszczenie jest dobre samo w sobie, bo ma wystarczające rozmiary i korzystne proporcje. Najczęściej problemy z ustawieniem występują w pomieszczeniach bardzo małych i w ich przypadku jedynym środkiem gwarantującym poprawny dźwięk jest adaptacja akustyczna.

sobota, 12 grudnia 2015

Rozpraszać czy pochłaniać?

Czy wykonując adaptację akustyczną lepiej jest rozpraszać, czy pochłaniać?

Rozpraszanie nie rozwiązuje problemów z niskimi częstotliwościami. W niewielkich pomieszczeniach jedynym problemem jest odtwarzanie basu. Dyfuzor mogący skutecznie rozproszyć częstotliwości rzędu 50 czy 60 Hz miałby głębokość co najmniej 1/7 długości fali czyli około metra. Dlatego, że dyfuzory mają pomijalnie małe wymiary w odniesieniu do długości fal niskich częstotliwości, nie działają na basy. Poza tym, gdzie ma "się podziać" energia basu? Jeśli nawet, w jakiś paranormalny sposób, udałoby się rozbić falę niskiej częstotliwości, to ta rozproszona energia wciąż pozostanie w pomieszczeniu i będzie tam dokładnie tyle, aż nie zostanie przez coś pochłonięta i zamieniona w ciepło.

Nieporozumieniem jest mocowanie dyfuzorów na ścianie za głośnikami. Tam jest bas, a wyższych częstotliwości niż 400 Hz w sensie dźwięku bezpośredniego nie ma, gdyż głośniki promieniują je do przodu. Na tym polega paradoks, że dyfuzor nie ma wtedy na co działać. Sensowne byłoby, jeśli już ktoś chce mieć dyfuzory, umieszczenie ich na ścianie za plecami słuchacza. I to jest problem, gdyż jeśli ich nie widzimy w czasie słuchania, tracą swe walory dekoracyjne.

Skoro dyfuzory nie działają na niskie częstotliwości i ktoś wstawi je na ścianę za kolumnami, będą mogły rozpraszać wyższe częstotliwości, ale dopiero po odbiciu od ściany za plecami słuchacza. Dlatego ich zamocowanie za kolumnami nie ma sensu. Jeżeli dźwięk jest emitowany przez głośniki do przodu, odbije się on za plecami słuchacza i wróci do niego, czyli słuchacz usłyszy dźwięki odbite zupełnie jakby nie było żadnych ustrojów akustycznych i dopiero po minięciu słuchacza trafi na dyfuzor, ale to musztarda po obiedzie, bo odbicia już wpłynęły na brzmienie. Innymi słowy montowanie jak na rysunku poniżej ma tyle sensu, co otwarcie spadochronu, gdy skoczek uderzy w ziemię.

Dyfuzory nie działają na niskie częstotliwości, za głośnikiem są tylko takie. Za głośnikiem również brak jest dźwięku bezpośredniego z zakresu na który działa dyfuzor, bo głośnik je promieniuje do przodu.

Energia dźwięku maleje wykładniczo wraz z odległością. Wobec tego do dyfuzora dotrze zaledwie ułamek energii wypromieniowanej przez głośnik. Jeżeli ktoś chce je mieć, ich miejscem powinna być tylna ściana, za plecami słuchacza. Jeżeli istnieje problem z basem, to nie tylko, że nie zostanie on zlikwidowany przez dodanie dyfuzorów, ale w związku z tym, że zmniejszy się kubatura pomieszczenia jeszcze wzrośnie. Pomieszczenie małe stanie się mniejsze i problemy z propagacją niskich częstotliwości będą bardziej dokuczliwe.

Dyfuzory są elementami aktywnymi w przeciwieństwie do absorberów. Stosując dyfuzory jesteśmy zmuszeni wykonać pomiary, gdyż dyfuzor staje się dodatkowym źródłem dźwięku. Jednak w praktyce pomiarów nie stosuje się. Co więcej nawet nikt się nie zastanawia nad tym jaki dyfuzor, jeśli w ogóle, byłby odpowiedni. Zakupy przeprowadza się na zasadzie kupna pasujących do wystroju. Z tego powodu, że instalacje audio wykonuje się często pod kątem wyglądu, a nie funkcjonalności, dlatego dyfuzory jako bardziej efektowne i "tajemnicze" cieszą się popularnością.

niedziela, 29 listopada 2015

Adaptacja akustyki pomieszczenia odsłuchowego - uzupełnienie

Poniższy rysunek jest częścią ciekawego artykułu znajdującego się na tej stronie.


Na rysunku mamy źródło dźwięku S, mikrofon M, podłoże oraz zaznaczone drogi rozchodzenia się dźwięku bezpośrednio i po odbiciu od podłoża.

Natomiast na poniższym rysunku jest pokazany skutek interferencji fali bezpośredniej i odbitej.


Pozioma linia na wysokości 0,000 dB oznacza pomiar wykonany w przestrzeni bezechowej, szerokopasmowego źródła dźwięku o doskonałej liniowości, natomiast linia pofalowana to pomiar wykonany nad podłożem. Tłumienie i wzmocnienie waha się w granicach - 8,9dB + 4,3 dB. Przyjęto, że podłoże tłumi dźwięk. Odpowiada to dywanowi na podłodze.

Adaptacja akustyczna miejsc na podłodze może nam pozwolić na wyrównanie charakterystyki częstotliwościowej w basie nawet o około 9 dB.


Rysunek pokazuje jaką maksymalną wysokość może mieć absorber stojący na podłodze. Praktyka pokazuje, że taki sposób adaptacji może się sprawdzić tylko w większym pomieszczeniu. Jeśli pomiędzy słuchaczem i głośnikami na podłodze jest stolik do kawy można postawić przed nim absorber. Musi być jednak wykonany indywidualnie a jego górna krawędź nie może być listwą, bo będzie powodować zakłócenia.

środa, 25 listopada 2015

Adaptacja akustyki pomieszczenia odsłuchowego

Niekorzystne brzmienie muzyki odtwarzanej w pomieszczeniu o złych właściwościach akustycznych powodują odbicia. Poprawa właściwości pomieszczenia odsłuchowego polega na wytłumieniu punktów pierwszych odbić i skróceniu czasu pogłosu. Bardziej kompleksowa adaptacja obejmuje również wytłumienie narożników pomieszczenia, co przyczynia się do polepszenia odtwarzania niskich częstotliwości.

Rys. 1 Schematyczne przedstawienie miejsc odbicia fali dźwiękowej emitowanej przez jedno źródło dźwięku Z. W celu osiągnięcia dobrego odbioru konieczne jest zaadaptowanie akustyczne wszystkich punktów. Ściana za kolumnami to ściana przednia, natomiast ściana za plecami słuchacza - tylna.

W tekście jest mowa o dwóch rodzajach punktów pierwszych odbić.

Rys. 1.1 Schemat pokazuje dwa rodzaje punktów pierwszych odbić: A oraz B. 

Punkt A jest pierwszym typem odbić dlatego, że w ten właśnie punkt trafi fala dźwiękowa. Ten punkt ma znaczenie dla niskich częstotliwości, które rozchodzą się kuliście w przeciwieństwie do wyższych częstotliwości emitowanych jako szersza lub węższa wiązka. Punkty odbić tego typu będą odpowiedzialne za powstawanie fal stojących*). Wyznaczamy je linią prostą od głośnika prostopadle do ściany sufitu i podłogi. Drugi typ odbić B to takie miejsce, w którym słuchacz "zobaczy"odbicie. Takie punkty znajdujemy metodą lustrzaną.

Rys. 2 W tekście jest mowa o punktach odbić, jednak faktycznie są to strefy. Żółty obszar obrazuje strefę odbicia na ścianie bocznej, natomiast na czerwono zaznaczone są strefy za kolumną, nad nią i na przeciwnej ścianie.


Odbicie jest tym silniejsze, im bliżej od źródła dźwięku znajduje się płaszczyzna odbijająca. Energia fali maleje wraz z kwadratem odległości. Jeżeli przyjmiemy. że w odległości 1 metr od źródła dźwięk będzie mieć siłę 1, to w odległości 2 metry już tylko 1/4.

Wszystkie punkty odbić są rozmieszczone symetrycznie i należy używać pary paneli z wyjątkiem osi pionowej tzn. absorber umieszczamy nad kolumną. W ten sposób osłabia się mody, które powstają przede wszystkim przez odbicia od płaszczyzn równoległych względem siebie. Każde pomieszczenie ma trzy podstawowe częstotliwości, przy których wystąpią fale stojące. Wynikają one z jego wymiarów długości, szerokości i wysokości. Szczególnym i najbardziej niekorzystnym przypadkiem byłby pokój o kształcie sześcianu. 


Rys. 4. Schematyczne rozmieszczenie paneli.



Panele mocowane za kolumnami mają dwa zadania. Osłabiają w parze z absorberami na przeciwnej ścianie mody wzdłużne. Nie uda się ich w ten sposób stłumić całkowicie. Poza tym panel za kolumną pozwala na swobodę w ustawieniu głośników. Front kolumny nie powinien się znaleźć w większej odległości niż 1 metr od ściany. Dodanie absorbera z tyłu powoduje, że można ją postawić w większej odległości lub przysunąć plecy kolumny blisko ściany.

Za kolumną fala dźwiękowa uderzy w absorber prostopadle i jego skuteczność będzie maksymalna, ale już na punkt na bocznej ścianie będzie padać pod kątem, co skutkuje osłabieniem tłumienia. Im bardziej kąt padania fali dźwiękowej odbiega od prostopadłego do powierzchni panelu, tym jego skuteczność spada, bo coraz większa część energii zostanie odbita. 

Rys. 6. Absorber/panel powinien mieć wymiary wymiary wysokość 1,2 m, szerokość 0,6m i grubość 0,1m i być wykonany na bazie płyty z włókna szklanego. Dostępne w handlu obiekty o grubości kilku milimetrów nadają się wyłącznie do dekoracji. Absorber wykonany ze sztywnej płyty z włókna szklanego o grubości 10 centymetrów ma oprócz walorów dekoracyjnych rzeczywistą funkcjonalność. Wadą zwykłego absorbera jest za małe tłumienie niskich częstotliwości w porównaniu do pochłaniania średnich i wysokich. Dlatego lepiej stosować pułapki basowe czyli absorber z membraną zwiększającą tłumienie tonów niskich.

Pierwsza opcja to mocowanie paneli prostopadle do linii łączącej punkt odbicia z głośnikiem, tak jak na rysunku poniżej.



Ustawienie prostopadłe względem czoła fali, czyli ukośnie względem ściany, podłogi czy sufitu, skutkuje tym, że za absorberem powstaje przestrzeń, którą można określić jako akustyczny cień i ma on znacznie większy rozmiar w porównaniu do panela mocowanego równolegle. W przypadku instalowania ustrojów równolegle do ściany, należy zachować pewien odstęp, co najmniej na grubość absorbera. W ten sposób jego efektywność w zakresie niskich częstotliwości wzrasta.


Ukośne ustawianie paneli absorbujących będzie skutkować znacznym ograniczeniem powierzchni użytkowej pokoju odsłuchowego, chociaż skuteczność tak mocowanych ustrojów jest większa, można temu ograniczaniu przestrzeni zapobiec używając innego rodzaju absorbera. Mógłby on być wykonany w taki sposób:



Miejsce o największej energii odbić jest na podłodze nieco wysunięte w stronę słuchacza. Na rys.1. oznaczone jako 1B. Jeśli kolumny nie stoją bardzo blisko przedniej ściany, a ściany boczne są w znaczącej odległości, właśnie w to miejsce na podłodze trafi największa energia dźwięku.To miejsce o dużym znaczeniu dla jakości odtwarzania zupełnie się pomija. Dlatego, że energia fali jest duża, więc skutkuje silnym filtrowaniem grzebieniowym. W tym miejscu można ustawić panel jak na rysunku:



Absorber na podłodze sprawdzi się tylko jeśli miejsce odsłuchu jest w trochę większej odległości od głośników i w tym miejscu stoi np. stolik do kawy. Panel można postawić także pionowo. W przypadku, kiedy nie ma żadnego mebla, postawienie ustrojów na ziemi jest dość niepraktyczne z tego względu, że można się o nie potknąć albo zwyczajnie nadepnąć. Gruby dywan lub wykładzina nie da tak dobrego rezultatu w niższych zakresach, jednak jest obowiązkowy.


Rys. 9. Adaptacja akustyczna stref odbić znajdujących się na podłodze. Linia czerwona oznacza połowę dystansu pomiędzy głośnikiem i słuchaczem przy założeniu, że znajdują się na takiej samej wysokości, w tym miejscu będzie strefa pierwszych odbić dźwięku. Szary prostokąt symbolizuje stolik do kawy. Linią zieloną oznaczono miejsca, gdzie ustawienie paneli jest najbardziej optymalne, zwłaszcza jeśli będą pochylone w tył jak na rysunku 7.


Jeśli byśmy mieli użyć tylko dwóch par paneli należałoby je umieścić albo na ścianach bocznych, albo na podłodze. O wyborze decydowałaby droga dźwięku odbitego od ściany i od podłogi. W większości przypadków droga dźwięku odbitego od podłogi jest krótsza niż odbitego od bocznej ściany. Można przyjąć, że jeśli głośnik nie stoi przy samej ścianie, droga fali odbitej od podłogi jest krótsza niż odbitej od ściany.

Punkt umiejscowiony na ścianie za plecami słuchacza jest najbardziej oddalony od źródła dźwięku. Dlatego wytłumienie tego miejsca daje najsłabsze odczuwalne zmiany. Aby zwiększyć efekt wytłumienia tego punktu można zbliżyć, o ile to jest wykonalne, panel absorbera do źródła dźwięku.



Rys. 10. Przysunięcie ustrojów w kierunku źródła dźwięku podnosi ich efektywność i powoduje powstania powiększonego "cienia" akustycznego.


Dużo pisze się o pomieszczeniach wytłumionych na śmierć. Martwa akustycznie może być komora bezechowa. Przebywanie w komorze bezechowej jest tak przykre nie ze względu na brak odbić dźwięku, ale z powodu absolutnej ciszy. W domowych warunkach uzyskanie absolutnej ciszy jest niemożliwe. Nawet wyłożenie 3/4 powierzchni pomieszczenia materiałem dźwiękochłonnym nie spowoduje, że będzie w nim zupełnie cicho. O ile nie wytłumi się drzwi i okien, może w nim wciąż panować spory hałas. Poza tym otoczenie martwe akustycznie w pewnym stopniu odpowiada otwartej przestrzeni, kiedy spadnie świeży śnieg. Czy przebywanie w takich warunkach ktoś uzna za stresujące lub stwierdzi, że rozmowa w tych warunkach jest przykra?

Za wytłumione "na śmierć" pomieszczenie potocznie uważa się takie, które nieproporcjonalnie silnie pochłania wysokie częstotliwości, natomiast basy słabo. Stłumienie odbić o wysokich częstotliwościach skutkuje tym, że zmienia się charakter dźwięku na "głuchy", bez powietrza i przestrzeni. Dlatego zamiast zwykłych paneli lepiej użyć pułapek basowych, które pochłaniają bardziej równomiernie w całym paśmie. Po wytłumieniu wszystkich punktów pierwszych odbić należy zmierzyć czas pogłosu. Jeśli mieści się w normie, praca jest skończona. Jeśli jest za długi należy dodać dodatkowe elementy pochłaniające. Natomiast jeśli jest za krótki, można dodać dyfuzory. I jest to jedyny powód, aby dyfuzorów w ogóle użyć. W małym pomieszczeniu czyli np. 30 m kwadratowych są one niepotrzebne.

Rys. 11. Wykonanie pomiarów pozwala zweryfikować jakość adaptacji.

PS. Ten tekst nie jest kompendium wiedzy na temat jak zrobić dobrą adaptację akustyczną, jedynie akcentuje niektóre ważne zdaniem autora aspekty.

*) Za powstawanie fal stojących, rezonansów czy modów najbardziej odpowiadają narożniki pomieszczenia. Adaptacja akustyczna kątów pomieszczenia jest wymagana w zastosowaniach profesjonalnych i będzie jej poświęcony osobny tekst. W tym miejscu trzeba zaznaczyć, że adaptacja wykonana w sposób opisany w tym tekście dla zastosowań domowych jest więcej niż wystarczająca.

sobota, 21 listopada 2015

Na marginesie (o marginesie: radiobydlacy)

W dzisiejszych czasach radio jest najbardziej dokuczliwym ze wszystkich istniejących środków masowej manipulacji. Z prostej przyczyny. Widzisz coś, co cię irytuje - odwracasz głowę i masz to poza polem widzenia, przestaje cię irytować. Przed dźwiękiem nie da się tak łatwo uciec.

Najbardziej drażni mnie podczas zakupów, że w sklepie wciąż gra takie sklepowe radio - jakiś beznadziejny i kiczowaty muzak przeplatany reklamami. Nie wiadomo, co z tym zrobić. Zatkać sobie uszy zatyczkami? Na pierwszy rzut oka pomysł dobry, ale czasem jednak warto słyszeć co ktoś do nas mówi. Oczywiście nie przez radio. Może więc zmienić sklep na taki, gdzie jest mniej irytujący i denny muzak? Albo przynajmniej ten hałas jest puszczany ciszej?

Podczas oglądania telewizji z kolei najbardziej irytują reklamy. Nie są one jednak tak dokuczliwe jak sklepowe radioreklamy. Wyłączając dźwięk zyskuje się duży komfort. Wiadomo, że reklamy potrwają jakiś czas, więc wyciszywszy dźwięk można zająć się czymś innym, przykładowo zaparzyć herbatę.

Reklamy w radio są czymś zupełnie nie pozostawiającym żadnego pola manewru. Nie wiadomo kiedy się skończą, dlatego słuchając jakiejś ważnej audycji można przegapić jej fragment, jeśli się wyłączy dźwięk na ten przykry czas promocji, auto promocji, sponsoringu, korupcji i prania mózgu. Tradycyjny odbiornik radiowy nie ma opcji pauzy lub nagrywania. Nie da się więc reklam przeskoczyć. Albo wyłączasz dźwięk i możesz stracić fragment ciekawego programu, albo cierpiąc słuchasz reklamowego bełkotu i czekasz na ciąg dalszy. Problem w tym, że im ciekawsza audycja tym więcej reklam. Wobec tego im więcej reklam tym większa szansa, że po kolejnym seansie słuchania o zbawiennym wpływie lekarstw na organizm dzieci i niemowląt i trosce banków o najlepszą dla klienta pożyczkę dzięki której zakupi sobie środki antykoncepcyjne i dużą ilość fast-foodów, które go utuczą jak wieprza oraz następnie środki na odchudzanie, żeby wyglądał jak człowiek oraz o jakości papieru toaletowego, może cię trafić szlag i w ogóle niczego już w życiu nie posłuchasz. Chyba, że marsza pogrzebowego nad własną trumną. Ale to już z zaświatów.

Dlatego słuchanie radia jest zajęciem dla męczenników i masochistów. Nawet internet, który jest przecież jedną wielką reklamą, mniej dokucza. Radio pozbawi ostatnich nerwów każdego, kto ma skórę cieńszą niż nosorożec. I potrzebuje do tego naprawdę tylko i wyłącznie reklam, które zasmradzają miłą atmosferę domowego zacisza lub nawet skądinąd nie aż tak złą aurę supermarketu. Co gorsza niektóre sieci sklepów mają własne stacje radiowe, które puszczają swoje reklamy i własne piosenki, które tworzy jakiś Janko-muzykant, wielbiciel kiczu i koneser buractwa, wytwarzający melodie na zasadzie: a przycisnę ten klawisz i tamten i zobaczymy co wyjdzie, a coś wyszło, fajnie.

O ile jednak na zakupy można wysłać kogoś innego, wysyłania żony nie radzę, gdyż grozi to ogołoceniem konta i przekroczeniem limitu na karcie, ale jednak da się uniknąć słuchania sklepowego radia. We własnym domu uniknąć radiowych reklam można wyłącznie w ten sposób, że przestajemy słuchać radia. Słuchać na żywo. Większość stacji radiowych nadających na wszelkie sposoby można nagrać. I wtedy wreszcie można przeskoczyć reklamy.

Dlatego pytanie "czy ty słuchasz radia na żywo?" może być tym, które obnaży brak szacunku do własnej osoby. Ja słucham radia na żywo, ale wyłącznie w pracy i w sklepie. W domu już nie. Albo nagrywam program, który mnie interesuje, albo słuchając ot tak, trzymam w rękach pilota i przełączam stację na inną kiedy zaczynają się reklamy lub usłyszę słowo "polecam". Nawiasem mówiąc "polecam" jest według mnie synonimem "popierdzam" a ja nie znoszę jak ktoś pierdzi w moim towarzystwie.

Właśnie dlatego, że redaktorzy zaczęli coraz intensywniej w swoich programach popierdzać muzykę i płyty, a nawet popierdzać serdecznie, więc przestałem słuchać większości audycji. Programy się nagrywają, ale od kilku miesięcy nie mam odwagi, żeby przebrnąć przez te wszystkie popierdzenia. Właśnie dlatego, że naprawdę mam alergię na popierdzanie różnych towarów w radio supermarketowym i przez kasjerów kiedy stoję przy kasie, więc słuchając jakiegoś wydawać się by mogło normalnego programu radiowego, kiedy redaktor zaczyna mi coś popierdzać tak samo jak kasjerka w Stonce, zbiera mi się na pawia i nie ma rady - pilot migiem przełącza stację na inną.

Dlatego, że radiowe reklamy są właśnie tak nieznośne i prymitywni i naprawdę beznadziejnie naiwni marketingowcy, którzy uważają, że skuteczna reklama polega na użyciu słowa "polecam" i to najlepiej dwukrotnie i zrobili z reklam nawalanie ludzi w łeb przy użyciu bejsbola, przestałem słuchać radia. Przynajmniej na żywo. A jeśli już, to z pilotem od tunera w pilnym pogotowiu. Myślę, że nawet służby nie są tak czujne jak ja w kontekście popierdzającego nawalania reklamami po uszach.

Z tych wszystkich powodów ludzi słuchających radia bez ograniczeń i z upodobaniem uważam za prymitywów, którzy nie mają szacunku do siebie. Względnie mają skórę grubą jak ta na nosorożcu. Niestety słuchanie radia z zajęcia elitarnego i rozwijającego wyobraźnie stało się zajęciem dla bydlaków, których nie odstraszy kicz i obora.

Jednakowoż dlaczego ma szanować kogoś, kto nie ma dla siebie samego szacunku - ktoś inny? Dlaczego miłośnika kiczu, nachalnych reklam i permanentnego poierdzania wszystkiego ma szanować nadawca? Dlaczego ktoś, kto wie, że słuchacz mimo całej nieznośności radia uparcie pozostaje przy swoim i tego popierdzającego medium słucha, ma go szanować? Jeśli nadawca wie, że puszczanie badziewnej muzyczki, durne komentarze i reklamy są tym czego pragną słuchacze ma czuć do niego sympatię? Chyba tylko, jeśli sam jest prymitywem i miłośnikiem jeleni na rykowisku. Gdybym to ja był radiowcem i miał radio nadające chamski muzak, reklamy i zatrudniające durnych didżejów, to na pewno nie szanowałbym swoich słuchaczy. No i z całą pewnością miałbym gdzieś jakość dźwięku. Dla mnie problemem byłby duży zasięg i jak największa głośność, żeby rykiem się wybić ponad konkurencję.

Co prawda ostatnio jakość dźwięku w radio się poprawiła, ale nie ze względu na szacunek dla słuchaczy. Nasi nadawcy jak mieli słuchacza w głębokim poważaniu, tak mają go nadal. Już nawet nie myślę o otoczce, ale mam na myśli treść merytoryczną. Serwowanie papki dla idiotów przez publiczne radio nie świadczy o szacunku dla słuchacza. Wręcz przeciwnie. Serwowanie papki dla idiotów świadczy, że publiczny nadawca ma słuchacza za idiotę. A że nadawca publiczny ma słuchacza za idiotę świadczy chociażby przegląd prasy w jednym z programów PR. Zresztą może to zbyt daleko idące wnioski. Może osoba dokonująca przeglądu prasy jest postsowieckim sierotą o sformatowanym i wyparnym mózgu i ilorazie inteligencji szeregowego ubeka względnie ormowca?

Na koniec zatrzymajmy się jeszcze nad jakością dźwięku w radio. Jest lepiej, ale dlatego, że ten nowy "trynd" przyszedł do nas od innych. On przyszedł od światowych regulatorów, którzy zauważyli, że pranie mózgu przy maksymalnej głośności skutkuje odwracaniem się od radia. Ryk jest nieznośny w każdym zakątku świata. Nie tylko w Polsce, nie tylko w Europie, nie tylko w Ameryce i w Australii, wszędzie.

Kilkanaście lat temu kupiłem sobie nowy zestaw i jednym z elementów tego zestawu był tuner. Nie podobał mi się on wcale. Uważałem, że to był bubel, gdyż dźwięk był denny i beznadziejny. Teraz wiem, że tuner był dobry i grał tak jak powinien. To nadawcy sprawili, że dźwięk był nie do zniesienia. Tuner nie był bublem, ani nie był popsutym egzemplarzem, jak podejrzewałem. Audiofile w rozgłośniach radiowych zrealizowali swe marzenia o głośnym graniu.

Słuchanie radia kiedyś, kiedy rzęziło i charczało jak ofiara "loudness war" było nieznośne, chociaż reklam nie było tak dużo i jeszcze nie były tak popierdzające, tak jest nie do zniesienia również dzisiaj. Dźwięk jest lepszy, ale treść przyprawia o mdłości.


niedziela, 15 listopada 2015

Wszystkie wzmacniacze brzmią tak samo - uzupełnienie

Jak to jest, że wszystkie wzmacniacze brzmią tak samo, a jednak podłączenie różnych urządzeń skutkuje innym dźwiękiem?

Zakładam, że próbujemy porównać wzmacniacze tak rzetelnie, jak to tylko jest możliwe. Odrzucamy więc sztuczki sprzedawców w rodzaju - jeden wzmacniacz jest odsłuchiwany na piosence artysty A, a drugi na piosence artysty B. Albo piosenka jest ta sama, ale raz słuchamy oryginalnego wydania z roku 1984, a drugi raz wznowienia z masteringiem z roku 2004.

Problem z porównaniem wzmacniaczy jest taki, że tak naprawdę nie wiemy jak głośno słuchamy. Aby porównanie w ogóle miało sens musimy słuchać z jednakową głośnością. W poście "Testy i dlaczego w audio się nie testuje" starałem się wyjaśnić możliwie dokładnie dlaczego ustawienie jednakowej głośności jest tak ważne. Wobec tego wzięcie dwu wzmacniaczy, które są zupełnie identyczne, a nawet mają numer seryjny różniący się ostatnią cyfrą, jeśli nie ustawimy identycznej głośności skończy się tym, że jeden ze wzmacniaczy zostanie uznany za grający inaczej.

A teraz chciałbym pokazać w jaki sposób można uzyskać różne brzmienie z różnych wzmacniaczy, a nawet różne brzmienie z tego samego wzmacniacza.


W tabeli są podane moce skutkujące określoną głośnością odsłuchu. Słuchanie zbyt głośno może spowodować, że krew zacznie płynąć z nosa, a mózg przez uszy.

Żeby osiągnąć dla podanych warunków głośność 120 dB potrzebujemy mocy 12550 watów. Tak duża moc wynika z tego, że w przykładzie są kolumny o małej skuteczności. To wartości teoretyczne i z praktyką nie mające nic wspólnego, ale pokazują, że do osiągnięcia dużych głośności są potrzebne spore moce.

100 dB osiągamy jeśli wzmacniacz gra z mocą 128 W na kanał. To znaczy, że jeśli do porównania weźmiemy kolumny o małej skuteczności, do osiągnięcia wcale nie aż tak dużych głośności potrzebować będziemy pokaźnych mocy. Jeżeli wybierzemy do porównania 2 wzmacniacze o mocach sinus 2x80W i 2x120W bez dwóch zdań ich brzmienie będzie bardzo różne, gdyż słabszy wzmacniacz będzie już bardzo przesterowany i zacznie mocno obcinać wierzchołki.

Mocniejszy wzmacniacz będzie generował np. 0,5% zniekształceń, a przesterowany 25%. Taką różnicę da się usłyszeć.

Jeśli do porównania weźmiemy kolumny o większej efektywności, to wcale nie znaczy, że wzmacniacze będą grały tak samo, bo oba będą poniżej clippingu. Wcale nie muszą być poniżej clippingu, bo przecież zawsze jest za cicho. Audiofilowi nigdy muzyka nie gra zbyt głośno. Na koncercie i w dyskotece ma 120 dB i więcej, więc i na odsłuchu chciałby tyle mieć. Nikt w jawnych odsłuchach nie używa oscyloskopu, żeby stwierdzić czy jest poniżej clippingu.

Dlatego, że tak łatwo jest przesterować wzmacniacz, bo zawsze jest za cicho, więc wzmacniacze brzmią różnie. Jeden jest przesterowany mniej, inny więcej. Ale przesterowane są wszystkie wzmacniacze i zawsze.

Więc jest całkiem możliwe, że jeśli ktoś miał fantazję popchnąć wzmacniacz 80W do 120W jednego dnia, a innego dnia ktoś inny dopchnął go do zaledwie 95W wrażenia z odsłuchów będą diametralnie różne. A przecież wzmacniacz był ten sam. I te same głośniki.

Na koniec zastanówmy się, co będzie, kiedy będziemy porównywać dwa wzmacniacze o różnej budowie, ale identycznej mocy. Identycznej powiedzmy - teoretycznie. Przesterowane w tym samym stopniu, bo grające z identyczną mocą, zagrają inaczej, gdyż inne będzie spektrum zniekształceń.

Fakt, że bez oscyloskopu nie da się testować udowodniono ponad wszelką wątpliwość. I stwierdzono również ponad wszelką wątpliwość, że różne wzmacniacze pracujące z identyczną mocą poniżej clippingu brzmią tak samo.

środa, 11 listopada 2015

Wszystkie odtwarzacze brzmią tak samo

Wszystkie odtwarzacze klasy hi-fi brzmią identycznie. Nie są identyczne i ich parametry różnią się nieznacznie, jednak ich dźwięk jest taki sam. Można zadać pytanie dlaczego różne odtwarzacze o różnych parametrach jakościowych grają tak samo. Odpowiedź może być krótka: dlatego, że słuch jest narządem zbyt mało dokładnym, żeby można było zauważyć minimalne różnice pomiędzy typami odtwarzaczy lub też różnymi egzemplarzami tego samego typu.

Dużym problemem dla osób wierzących w brzmienie odtwarzaczy jest uzmysłowienie sobie czym jest dźwięk w ogóle oraz czym jest dźwięk przetwarzany przez sprzęt audio.


Górny przebieg, który wydaje się być skomplikowany faktycznie jest sumą trzech sinusoid o różnych częstotliwościach. Każdy, nawet najbardziej złożony dźwięk jest sumą składowych sinusoid.


Każdy dźwięk i każdy zmienny przebieg można przedstawić jako sumę sygnałów sinusoidalnych o pewnej częstotliwości, amplitudzie i czasie trwania. Na przykładzie powyżej widać z pozoru skomplikowany przebieg jako sumę trzech sinusoid. Każdy sygnał, nawet najbardziej złożony, składa się z pewnej ilości nakładających się na siebie sinusoid.

Wobec tego odtwarzacz ma proste zadanie: odtworzenie przebiegu sinusoidalnego o zmiennej częstotliwości i amplitudzie. Gdybyśmy chcieli zdefiniować sygnał elektryczny audio, możemy to zrobić tak, że w ujęciu czasu rzeczywistego, tzn. w sensie co faktycznie robi odtwarzacz w dokładnie określonym momencie powiemy, że odtwarza sinusoidę o pewnej częstotliwości i amplitudzie. Można powiedzieć, że sygnał składa się z sinusoid o częstotliwości takiej, jak połowa częstotliwości próbkowania. Można uogólnić, że sygnał audio składa się wyłącznie z sinusoid o częstotliwości f/2 próbkowania, gdyż każdą sinusoidę o mniejszej częstotliwości można przedstawić jako sumę sinusoid o większej częstotliwości. Np.sygnał prostokątny także można przedstawić jako sumę sinusoid, o częstotliwości bazowej i nieskończonej ilości harmonicznych.

Jeśli chcielibyśmy określić jakość odtwarzania, wystarczyłoby sprawdzić czy odtwarzana w danym momencie sinusoida ma odpowiednią amplitudę.

Ktoś może spytać, a co z jitterem, co z szumem, co ze zniekształceniami itd? Sygnał wyjściowy po analizie i porównaniu z sygnałem wejściowym powie nam wszystko o jakości działania odtwarzacza uwzględniając wspomniane parametry i wiele innych.

Od momentu wprowadzenia pierwszych przetworników cyfrowo-analogowych upłynęło już naprawdę dużo czasu. Technika przez ten czas poszła tak daleko do przodu, że zbudowanie perfekcyjnego odtwarzacza dowolnego typu jest zadaniem nie stwarzającym specjalnych trudności.

Już od samego początku, kiedy pojawiły się odtwarzacze CD jakość przetworników DA i tym samym jakość odtwarzania była bardzo dobra. Nawet najprostszy przetwornik typu zero-order hold pracujący z częstotliwością 44,1 kHz mógłby być wystarczający, gdyby istniała możliwość skonstruowania filtru dolnoprzepustowego, który byłby z jednej strony wystarczająco stromy, ale nie degradowałby dźwięku w sensie braku zafalowań charakterystyki. Niestety jest to bardzo trudne i należało pójść inną drogą czyli podnieść wewnętrzną częstotliwość pracy urządzenia do takiej, by filtr dolnoprzepustowy przestał stanowić problem.

Wykonałem kilka różnych testów, które mogłyby wykazać, że różne typy odtwarzaczy brzmią inaczej. Najpierw jednak chciałbym wskazać inny test.

Bardzo ciekawy eksperyment polegający na określeniu jaki poziom zniekształceń może być w ogóle słyszany przedstawił Ethan Winer na filmie:



Chodzi o fragment filmu od 32. minuty. Okazuje się, że dodanie dość głośnych i paskudnie brzmiących zakłóceń nie oznacza, że będą one łatwe do usłyszenia. Wykonywałem podobne testy używając szumu różowego.

Innym testem było nagranie dźwięku z wyjść różnych odtwarzaczy i porównanie tych nagrań z oryginalnymi płytami CD. Okazuje się, że odróżnić nagrania od oryginału się nie da. Cała procedura jest dokładnie opisana w poście "Testowanie sprzętu audio we własnym zakresie."

Jeden z moich odtwarzaczy jest uszkodzony i wprowadza duże zniekształcenia nieparzystych harmonicznych:





Co ciekawe, mimo tych zniekształceń, które mają wartość  około 0,5% w teście nie słychać ich za bardzo. Wrzuciłem wszystkie nagrania do sieci i nie znalazł się nikt, kto opisałby ich charakter lub w ogóle coś usłyszał. Poza tym gdybym użył tego popsutego odtwarzacza w prezentacji i wcześniej opowiedział uczestnikom o jakichś wyjątkowych walorach tego uszkodzonego urządzenia, znaleźliby się tacy, którzy później opowiadaliby znajomym i opisywali na forach w internecie, jakie wspaniałe brzmienie udało im się odkryć. Może dziś byłoby nieco trudniej, ale jeszcze kilka lat temu, gdy ten odtwarzacz był topowym modelem producenta, taki kit można by wcisnąć z łatwością niczego nie przeczuwającym ofiarom.

http://www.intmath.com/fourier-series/7-fast-fourier-transform-fft.php



Na powyższym rysunku mamy obiektywną część narządu słuchu. Od miejsca, gdzie zaczyna się nerw słuchowy jest część subiektywna. Tak naprawdę słyszy mózg i niestety na nim nie możemy polegać, gdyż jest nieobiektywny i podatny na sugestie i autosugestie.

Dlatego trzeba korzystać z narzędzi, które będą pomagały zachować obiektywizm i sprawdzić czy naprawdę potrafimy usłyszeć zmiany w dźwięku, które deklarujemy, że słyszymy.

Zupełnie osobną sprawą jest odbiór różnych urządzeń, jeśli można zobaczyć jak one wyglądają i wiadomo, które z nich aktualnie działa. Wszystko począwszy od nerwu słuchowego jest podatne na sugestie. Dlatego wrażenia będą różne, chociaż bodziec jest taki sam. Stimulus jest taki sam jeśli chodzi o dźwięk, ale inny wzrokowy i inne jest oczekiwanie i nastawienie. Dlatego nawet użycie dwu odtwarzaczy, które są identyczne, ale jeden jest w wersji z obudową czarną, a drugi srebrną - one będą odbierane jako grające inaczej, tylko i wyłącznie bo wyglądają inaczej i z tego powodu spodziewamy się, ze grają inaczej. A spodziewamy się, że grają inaczej, bo wyglądają inaczej. I na tym polega zaklęty krąg jawnego odsłuchu. Uważasz, że różnie wyglądający sprzęt brzmi inaczej, więc starasz się usłyszeć różnice i słyszysz je dlatego, że chcesz je usłyszeć. A to, co słychać nie ma już znaczenia.

Różny wygląd i różne oczekiwania skutkują innymi odczuciami. To taka sama sytuacja jak z proszkami przeciwbólowymi przepisanymi przez lekarza, a specjalnie wybranym i dopasowanym do potrzeb pacjenta środkiem przeciwbólowym zaordynowanym przez profesora, któremu wcześniej wręczyliśmy łapówkę. Środek przepisany przez profesora zadziała lepiej niż proszki jakiegoś lekarza, aczkolwiek w obu przypadkach będzie to taka sama substancja. Chociaż być może w różnej postaci i w różnych opakowaniach.

Branża bazuje na efekcie placebo, nastawieniu, uprzedzeniach i oczekiwaniach. Sprzęt audio już nie jest czymś technicznym, jest gadżetem.

Dlatego trzeba porównywać w podwójnie ślepym teście. Jawny odsłuch zawsze potwierdzi nasze nastawienie i oczekiwania.

środa, 4 listopada 2015

Słyszalność pętli A/D/A w standardzie 44,1 kHz 16 bitów i wzmacniacza wstawionego w tor odtwarzania dźwięku

Bardzo znanym testem był wykonany przez E. BRAD MEYER, AES i David R. MORAN z AES. Test nosi nazwę "Słyszalność pętli A/D/A w standardzie CD wstawionej w tor odtwarzania dźwięku o wysokiej rozdzielczości", w oryginale "Audibility of a CD-Standard A/D/A Loop Inserted into High-Resolution Audio Playback." Celem tego testu było wykazanie, że konwersja sygnału o wysokiej rozdzielczości do standardu CD nie jest zauważalna. Uważam, że w tor odtwarzania o dowolnym standardzie można wstawić konwertery A/D oraz D/A a dodatkowo zintegrowany wzmacniacz hi-fi stereo, najniższej klasy cenowej, a wciąż obecność tych wszystkich urządzeń będzie niesłyszalna.

Schemat toru testowego mógłby wyglądać w następujący sposób:


 
To modyfikacja oryginalnego schematu obwodu, który był pierwotnie użyty do wspomnianego testu.

Źródłem dźwięku może być dowolny odtwarzacz w dowolnym standardzie. Warunkiem użycia go do tego testu jest przydatność do codziennego użytkowania w domowym zestawie audio o wysokiej jakości.

W pętli testowej znajdują się dwa przetworniki pracujące w standardzie CD audio. Pierwszy z nich konwertuje sygnał z wyjścia analogowego odtwarzacza na formę cyfrową. Drugi z nich konwertuje format cyfrowy do analogowego. Wybór przetworników do testu musi polegać na tym, żeby wybrać takie, które będą miały jak najmniejsze szumy własne. Dobrym rozwiązaniem wydaje się użycie przetwornika D/A z wbudowanym przedwzmacniaczem, który pozwoliłby na precyzyjną kontrolę poziomu sygnału wyjściowego. W takim przypadku nie byłaby konieczna opcja wzmocnienia sygnału za przetwornikiem oraz odpadałaby regulacja poziomu w tym miejscu pętli.

Sam wzmacniacz użyty do testu musiałby się charakteryzować wyrównaną charakterystyką w paśmie akustycznym i małymi szumami własnymi. Wzmacniacz zamiast głośników będzie obciążony oporem zastępczym o adekwatnym oporze i mocy. Wzmacniacz powinien pracować z poziomem mocy zbliżonym do maksymalnego w celu utrzymania możliwie dużego odstępu od szumu. Oczywiście należy ustawić takie wzmocnienie, aby wzmacniacz pracował zdecydowanie poniżej poziomu clippingu. Prawdopodobnie 75% mocy znamionowej byłoby dobrym punktem do znalezienia optymalnego wzmocnienia. Za wzmacniaczem znajduje się regulacja poziomu sygnału, która ma za zadanie dopasowanie do parametrów wejścia drugiego wzmacniacza.

Regulacja poziomu musi spełnić kryterium dokładności lepsze niż 0,1 dB.

Zatem sygnał z odtwarzacza może być dostarczony do wzmacniacza i głośników jedynie z wykorzystanie modułu ABX, albo przez pętlę A/D/A zawierającą jeszcze dodatkowy wzmacniacz, natomiast zadaniem testowanych byłoby wskazanie czy słyszą różnicę w brzmieniu z pętlą i bez pętli.

W pierwotnym teście "Audibility of a CD-Standard A/D/A Loop Inserted into High-Resolution Audio Playback" układ różnił się od zaprezentowanego w niniejszym tekście praktyczne tylko brakiem dodatkowego wzmacniacza w pętli sygnału. Ze względu na jakość wzmacniaczy i przetworników, których zniekształcenia i poziom szumu są znacznie poniżej progu percepcji obecność dodatkowej pętli powinna być całkowicie niezauważalna. Jedyna szansa na wykrycie pętli polegałaby na tym, że przy wyłączonym odtwarzaniu zwiększono by głośność odsłuchu do maksymalnej. Wtedy, prawdopodobnie dałoby się usłyszeć podwyższony poziom szumu. Jednak w warunkach zwyczajnego słuchania muzyki z typowymi (bezpiecznymi dla słuchu i nie męczącymi) poziomami głośności obecność pętli powinna być nie do wykrycia przy odsłuchu.

Jestem przekonany, że obecność pętli nie będzie możliwa do wykrycia. Poziom zakłóceń w urządzeniach audio wytwarzanych współcześnie jest tak niski, że ich zwiększenie o współczynnik 10 lub 100 a w przypadku niektórych typów zniekształceń nawet o 1000 wciąż skutkowałoby ich wartością znajdującą się poniżej progu percepcji. Przykładowo poziom zniekształceń dla niskich częstotliwości we wzmacniaczach jest tak mały, że ich powiększenie 1000x pozostanie niezauważalne. Słuch dla zniekształceń w basie jest mało wrażliwy.

Na koniec chciałbym dodać, że ideą w tym teście jest również użycie okablowania, które jest dołączone do użytych urządzeń względnie tanich kabli o dobrej jakości, chodzi zwłaszcza o porządne ekranowanie. Test może również wykazać fakt, że wzmacniacze i przetworniki analogowo-cyfrowe, a co za tym idzie również odtwarzacze, nie wpływają na zmianę brzmienia.

poniedziałek, 2 listopada 2015

Testowanie sprzętu audio we własnym zakresie

Każdy posiadacz ambitnego zestawu stereo w końcu zadaje sobie pytanie o jego jakość. Czy jest wystarczająco dobry, może trzeba coś poprawić? Najwięcej wątpliwości budzi elektronika, a nie kolumny głośnikowe. Mało kogo interesuje wpływ akustyki na jakość odbioru. Wpływ elektroniki jest marginalny, kolumn niewielki, natomiast akustyka pomieszczenia odsłuchowego ma największe znaczenie. Jeśli używamy cyfrowych źródeł dźwięku ważne są tylko głośniki i akustyka. To znaczy, że elektronika nie ma wpływu na dźwięk.

Skoro jednak wszyscy największą uwagę poświęcają elektronice, skupmy się na niej.

Jak można sprawdzić czy posiadany sprzęt spełnia nasze wymagania co do jakości?

Do sprawdzenia użyjemy komputera, karty muzycznej i edytora dźwięku. Sposób sprawdzenia polega na nagraniu dźwięku z wyjścia wzmacniacza, a następnie porównanie brzmienia tego nagrania z oryginalnym plikiem.

Ponieważ należałoby nagrywać z zacisków głośnikowych wzmacniacza, musielibyśmy się zaopatrzyć w zastępcze obciążenie dla wzmacniacza o odpowiedniej mocy i rezystancji. Ponadto potrzebny byłby dodatkowy potencjometr do ustawienia właściwego poziomu sygnału, który podamy na wejście karty muzycznej. Jest to rzecz trudna do wykonania przez amatora. Dlatego nie będziemy nagrywać z zacisków głośnikowych tylko z wyjścia słuchawkowego. Wyjście słuchawkowe można podłączyć kablem do wejścia karty muzycznej i nagrywać bez żadnych dodatkowych kroków.

Procedura testowa:

1. Wybieramy plik muzyczny do testu. Najlepiej taki, który ma maksymalny poziom 0 dB.
2. Kopiujemy wybrany plik na nośnik. Jeśli odtwarzacz czyta wyłącznie płyty CD musimy wypalić CD audio z tym plikiem.
3. Kopiujemy na nośnik (wypalamy na CD audio wraz z resztą plików) tony testowe. Będą to: 1000 Hz o głośności 0 dB; 20 Hz; 30 Hz; 40 Hz; 50 Hz; 1000 Hz; 15000 Hz; 18000 Hz; 19000 Hz i 20000 Hz - wszystkie o głośności -20 dB (minus dwadzieścia dB).
4. Odtwarzamy wszystkie pliki lub wypaloną CD audio i nagrywamy z wyjścia słuchawkowego.
6. Analizujemy nagrania.
7. Wypalamy płytę CD audio względnie kopiujemy nagranie utworu testowego na nośnik wraz z oryginalnym plikiem testowym.
8. Odsłuchujemy płytę/pliki i oceniamy jakość dźwięku.

Kilka szczegółów, by test się powiódł.

Najważniejsze jest ustawienie optymalnej głośności we wzmacniaczu. Jeśli sygnał z wyjścia słuchawkowego będzie za cichy, to otrzymamy nagranie zawierające dużo zakłóceń na które złożą się szumy wzmacniacza słuchawkowego i zakłócenia z wejścia liniowego karty muzycznej. Żeby ustawić optymalny poziom trzeba się posłużyć tonem testowym 1000 Hz 0 dB.

Zaczynamy od takiego poziomu głośności jakiego używamy do słuchania na słuchawkach. Nagrywamy kilka sekund i analizujemy to nagranie pod kątem występowania clippingu. Przy ustawieniu typowej głośności clipping na pewno nie wystąpi, więc musimy powtarzać nagranie zwiększając ją stopniowo aż do tego momentu, kiedy go zauważymy. Na poniższym zrzucie widzimy clipping już bardzo mocny - głośność jest ustawiona za wysoko.


Musimy pamiętać o tym, że clipping może wystąpić także z powodu ustawienia za dużej głośności nagrania. Dlatego za każdym razem, kiedy szukamy właściwej głośności wzmacniacza musimy ustawić poziom nagrania na -6 dB (minus sześć dB).

Po znalezieniu optymalnej głośności odtwarzania i nagrywania, gdy ton 1000 Hz nagrywa się jako czysta sinusoida, można przystąpić do właściwej rejestracji.

Trzeba jeszcze sprawdzić z jaką częstotliwością pracuje wejście liniowe karty muzycznej i wybrać 44,1 kHz 16 bitów. 

Ponieważ chcemy mieć możliwość porównania pliku testowego z jego nagraniem, musimy zadbać o to, żeby głośność nagrania była taka sama jak w oryginale. Dlatego przed wyeksportowaniem musimy ustawić poziom 0 dB. W tym celu normalizujemy do 0 dB. To konieczne, bo poziom nagrania ustaliliśmy na- 6 dB i bez normalizacji mielibyśmy głośność kopii około 6 dB niższą niż oryginał, co uniemożliwi porównanie. Nie możemy ustawić poziomu nagrania 0 dB, bo nie uda się tego zrobić z wymaganą dokładnością, a poza tym 0 dB na wskaźnikach może oznaczać realne +3 dB lub nawet więcej, co oznacza, że nagranie będzie za głośne, a poza tym wszystko, co będzie ponad 0 dB zostanie ucięte czyli doprowadzimy do clippingu. Właśnie dlatego nagrywamy z poziomem -6 dB i normalizujemy do zera dB.

Eksportujemy dwa razy. Najpierw całość, do analizy w komputerze i samo nagranie utworu muzycznego do odsłuchu testowego wraz z oryginałem na naszym zestawie. Format pliku z nagraniem powinien być bezstratny 44,1 kHz 16 bitów.

Analiza nagrania.

Odtwórzmy całość nagrania w edytorze dźwięku. Proponuję wybrać dla tonów testowych o poziomie -20 dB ich czas na 30 sekund każdy. Zaczynamy odtwarzanie i uważnie obserwujemy wskaźnik poziomu głośności. Powinien on pokazywać dla wszystkich tonów -20 dB właśnie taki poziom. Gdyby wskaźniki pokazywały nam zmianę głośności tych testów, to znaczyłoby, że nasz tor audio ma jakąś wadę. Może to dotyczyć odtwarzacza i/lub wzmacniacza albo też samej karty muzycznej. Jeśli zauważymy takie wahania, to musimy użyć odpowiedniego oprogramowania w celu dalszego testowania samej karty. O tym na końcu tekstu.

Możemy zrobić analizę widma każdego fragmentu nagrania. Przykładowa analiza dla mojego zestawu dla częstotliwości 20000 Hz:


Częstotliwość 20000 Hz jest odtworzona bardzo dobrze, bez widocznych harmonicznych, a ponadto są widoczne zakłócenia na poziomie około -84 dB poniżej częstotliwości fundamentalnej, co oznacza całkiem niezły wynik. Na pewno są one niesłyszalne. Dla płyty winylowej zakłócenia są na poziomie -60 dB i to dla wysterowania sygnałem 0 dB. Możemy taką analizę zrobić dla każdego tonu testowego i sprawdzić jakie zniekształcenia i zakłócenia będą widoczne i jaką wartość będą miały.

Taka analiza jest czasem dość zaskakująca, gdyż można zobaczyć coś takiego:


Na tym zrzucie jest nagranie z odtworzenia tonu 1000 Hz, gdzie widać dość głośne nieparzyste harmoniczne. Wyjście analogowe (stereo) jest uszkodzone. Tak prosty test, jakim jest nagrywanie z wyjść różnych urządzeń może wykazać, że któreś z nich jest popsute. W czasie słuchania muzyki tych zniekształceń się nie słyszy.

Jeśli chodzi o sam test odsłuchowy, przeprowadzimy go wtedy, gdy analiza w edytorze dźwięku wypadnie pomyślnie, polega na porównaniu dźwięku z oryginalnym plikiem z muzyką z nagraniem tego pliku, które właśnie sobie przygotowaliśmy. Trzeba nadawać nagraniom nadawać nagraniom takie nazwy, które uniemożliwią ich pomylenie z oryginałami. Jeśli nagranie piosenki nazwaliśmy "nagranie piosenki", to kopiujemy "nagranie piosenki" na nośnik wraz z oryginalnym plikiem, albo wypalamy CD audio. Jeśli nie będziemy wypalać płyty CD audio, ale słuchać z pliku, powinniśmy zadbać o to, żeby był takiego samego typu jak testowy. Gdyby źródłem był flac 96 kHz 24 bity , to powinniśmy wyeksportować nagranie właśnie do takiego formatu. Jeżeli wypalamy płytę, to eksportujemy do 44,1 kHz 16 bitów.

Oba nagrania mają taką samą głośność, więc możemy wykonać test odsłuchowy. Żeby porównać dwa nagrania czy dwa pliki, muszą one mieć identyczną głośność. Nie może się ona różnić o więcej niż 0,1 dB.

Czy odsłuch nagrania zestawu na tym samym zestawie ma sens? Jeśli zestaw ma jakieś wady i przykładowo podbarwia dźwięk, to po "przepuszczeniu w pętli" dwa razy, te wszystkie wady się nałożą na siebie, spotęgują i będą jeszcze łatwiejsze do usłyszenia.

Proponuję poprosić drugą osobę o pomoc. Ma ona za zadanie włączać oba nagrania na przemian w przypadkowej kolejności. Nasze zadanie polega na odgadnięciu czego słuchamy. Jeśli uda nam się odgadnąć 9 razy na 10 prób, to znaczy, że słyszymy różnice i nasz zestaw nie jest wystarczająco dobrej jakości.

Na koniec o samej karcie muzycznej. Zazwyczaj karty muzyczne mają dobrą jakość i jest ona więcej niż wystarczająca do przeprowadzenia tego testu. Wszystkie współcześnie produkowane karty mają dobrą jakość dźwięku. Możliwe jadnak, że jakiś egzemplarz będzie uszkodzony.

Jeśli zauważymy jakieś niepokojące objawy, powinniśmy przetestować samą kartę. Najlepiej jest to zrobić programem RMAA. RMAA da nam też pogląd an ewentualne spadki poziomu na skrajach pasma. Jeżeli zauważyliśmy wcześniej jakieś wyraźne spadki, będziemy teraz wiedzieć co było spowodowane przez kartę, a co przez nasz zestaw.

W ten sposób testujemy tor zawierający odtwarzacz i wzmacniacz słuchawkowy, jednak klasa wzmacniacza słuchawkowego raczej będzie odpowiadać wzmacniaczowi zasadniczemu. W ten sposób można również sprawdzić czy uda nam się odróżnić plik źródłowy o wysokiej rozdzielczości - o ile dysponujemy sprzętem czytającym takie pliki - z jego nagraniem w standardzie CD audio. Tu obowiązuje taka sama zasada. Plik z nagraniem musi mieć taką samą głośność jak plik testowy.

czwartek, 22 października 2015

Testy i dlaczego w audio się nie testuje

Testuje się wszystko i wszędzie z dwoma wyjątkami. Nie testują marketingowcy i audiofile. Czemu nie testują marketingowcy? Oni mają za zadanie reklamować, zachwalać i sprzedawać. A czemu nie testują audiofile i w ogóle czemu się nie testuje w audio?

No jak to, przecież w audio się testuje! Testuje się, ale wyniki tych testów nigdy nie trafiają w ręce kupujących sprzęt. Producenci, ci poważni, testują ale zachowują wyniki dla siebie. Do Kowalskiego docierają zaś teksty sponsorowane i zakamuflowany marketing. Wydaje ci się, że masz masę testów, bo kupujesz magazyny audio? Niestety muszę cię rozczarować. To nie są testy, co prawda są tam często nawet jakieś dane pomiarowe, ale faktycznie jest to rodzaj zasłony dymnej, pozór rzetelności i profesjonalizmu.

Czy ktoś ma dane testowe zniekształceń wzmacniacza dla wszystkich poziomów mocy i całego zakresu częstotliwości? Ma ktoś dane jaki jest poziom zniekształceń dla 20 kHz i pełnego wysterowania? Albo 100 Hz i mocy 0,001W? A może wie jaki jest odstęp od szumów dla mocy 0,1W? Albo przy 10W? Niekoniecznie. Ale producenci, ci którzy testują, bo są tacy którzy tego nie robią, mają. Tylko, że nie udostępniają. Nikomu.

A może ma ktoś dane dotyczące zachowania głośników przy 50 Hz takich jak zniekształcenia harmoniczne i intermodulacyjne? Dla różnych poziomów głośności? Albo chociaż wie jaka jest częstotliwość rezonansowa górna i dolna? A jak wygląda charakterystyka bez wygładzania i uśredniania?

Ktoś może podać z jaką częstotliwością pracuje DAC w jego odtwarzaczu? A jaka jest częstotliwość filtru dolnoprzepustowego, albo jak stromy czy odwrotnie, łagodny jest ten filtr?

Co my w ogóle wiemy o naszym sprzęcie? Nic nie wiemy. Niektórzy wierzą, że coś wiedzą, innym się wydaje, ale tak naprawdę nie wiemy nic. Jeśli ktoś jest uparty, może zdobyć schematy i po kolei sprawdzać specyfikacje poszczególnych elementów. Ale jak to działa jako całość i jakie są testowe dane pomiarowe tego się nie dowie o ile sam nie zmierzy. Tylko czy samemu można coś zmierzyć?

Oczywiście, że można. Trzeba wiedzieć co i jak mierzyć i mieć czym. Sprzęt pomiarowy jest drogi, zmierzenie wszystkiego wymaga sporych zakupów i może się okazać, że mamy zestaw audio za "ileś tam" pieniędzy, natomiast sprzęt pomiarowy do przetestowania tego zestawu będzie kosztował "ileś" razy 10.000 lub jeszcze więcej.

Więc jakie mamy dane o naszym sprzęcie, który gra nam na co dzień? Takie, jak się zdecydował pokazać dział marketingu. Czy mają one jakieś odniesienie do faktycznych pomiarów? Oczywiście, że mają. Ale co z tego, skoro nie wiadomo jak pomiary zostały wykonane i nawet nie wiadomo dokładnie co mierzono. Podano ci moc, ale dla jakich zniekształceń? Podano ci pasmo, ale dla jakiej tolerancji? Podano ci odstęp od szumu, ale przy jakiej mocy?

Osobną ligę tworzą testy odsłuchowe. To one wzbudzają największe emocje i dyskusje. I to właśnie ich się w audio nie robi. Producenci, niektórzy, wykonują testy odsłuchowe, ale oczywiście nie znamy ich rezultatów. Przypuszczalnie łatwiej będzie się komuś dowiedzieć co jest w strefie 51 niż poznać wyniki testów jakichś urządzeń audio.

W magazynach audio w każdym razie nie wykonuje się testów odsłuchowych i jest tylko jeden powód. Są one całkowicie nieprzydatne marketingowo. Zamiast testów dostajemy coś w rodzaju radosnej twórczości niespełnionych literacko bajkopisarzy. Opisują swoje wyobrażenia o brzmieniu ze słuchania jakichś nagrań, jeśli w ogóle czegoś słuchają i w ogóle widzą sprzęt o którym piszą. Chociaż nie, tak było kilkadziesiąt lat temu Teraz istnieje już pewien schemat co powinna zawierać "recenzja" sprzętu. Jakich frazesów należy użyć, jakie słowa-klucze muszą się znaleźć, jednym słowem literatura-makulatura musi sprostać oczekiwaniom kupujących. Musi trafiać w ich potrzeby i odpowiadać aktualnie obowiązującej modzie.

A jakie są potrzeby kupujących? Chcą się czuć kimś wyjątkowym, kto się świetnie zna - bo opanował nowomowę - i mieć poczucie posiadania jakiegoś super wypasionego i posiadającego niesamowite właściwości sprzętu, który uczyni ich jeszcze bardziej cool i trendy. Tylko czy można zaimponować komukolwiek, zwłaszcza samemu sobie, jeśli sprzęt ten wyszukany, wymarzony, wyśniony i strasznie drogi nie daje nic poza tym, co zwykły telefon, przenośny odtwarzacz plików i słuchawki? A czy będziemy podziwiać kogoś, kto wydał masę pieniędzy na wzmacniacz i kolumny, skoro taki sam efekt - na ucho, nie na oko - gwarantuje sprzęt za ułamek tej sumy? Za jedną setną? Albo nawet jeszcze mniej, są przecież zestawy za milion... dolarów i więcej.

Magazyny branżowe nie testują, bo sponsorzy nie za to im płacą. Producenci owszem testują, ale nie udostępniają wyników. Czy wobec tego można testować samemu?

Nie damy rady przetestować żadnego urządzenie w sensie pomierzenia jego parametrów. Tak samo nie uda się sprawdzić osiągów własnego auta. Do takich celów potrzebny jest sprzęt, a ten sporo kosztuje. Poza tym wymagane jest doświadczenie i jeszcze kilka innych rzeczy.

A co z testami odsłuchowymi? Czy może być coś trudnego w tym, żeby posłuchać i wydać werdykt? Jest coś trudnego. Jest wiele trudnych rzeczy. Kilka z nich jest tak trudnych, że praktycznie niewykonalnych.

Co to w ogóle jest test odsłuchowy? Można podać kilka typów testów w zależności od tego, do czego mają służyć. Zazwyczaj myśli się o takim teście, który odpowie na pytanie jak dobra jest jakość, inny test odpowiada na pytanie co jest lepsze. Są też testy mające wykazać różnice. Żadnego z tych typów testu nie uda się nam wykonać w warunkach domowych. Zresztą jakikolwiek test byśmy zamierzali przeprowadzić w warunkach  domowych w którym do oceny będzie służyć słuch, musi się on skończyć niepowodzeniem.

Gwarantem niepowodzenia, nawet jeśli wszystko inne by poszło dobrze, a dobrze pójść nie ma prawa, jest fakt, że z całą pewnością nie spodobają nam się wyniki testu i zaraz po jego zakończeniu zaczniemy planować inny. Taki który da lepsze wyniki czyli te, które chcemy otrzymać.

Amatorski test odsłuchowy nie może się udać również z tego powodu, że sędzia nie może sądzić we własnej sprawie. Obejść tą zasadę można w ten sposób, że sędziego sądzi jego kumpel konkretnie ten, na którego podsądny ma haka. Jeżeli oceniasz swój sprzęt nie będziesz obiektywny. Poza tym oceniając swój sprzęt mamy chęć "podglądać". Kumple, którzy biorą udział w teście też nie będą pomocni. Twój sprzęt ma być lepszy niż mój?

Testowanie ma sens tylko wtedy, kiedy są spełnione pewne przesłanki, a najważniejszą z nich jest taka, że ani ten co testuje, ani ten co prowadzi test nie wiedzą co testują. Wynika z tego, że do wykonania testu trzeba mieć zewnętrzną, niezależna instytucję, a to wyklucza test we własnym zakresie.

Kolejną przeszkodą o którą się rozbijają amatorskie testy jest statystyka. Statystyka i rachunek prawdopodobieństwa nie są bardzo trudne, ale wymagają pewnej wiedzy. Żeby wykazać, że coś rzeczywiście gra inaczej i się coś słyszy, a nie zgaduje, trzeba odpowiedzieć poprawnie wymaganą ilość razy w wymaganej ilości prób. Amatorzy, którzy czasem coś "testują" nie uznają statystyki, albo jej nie uwzględniają. Wobec tego wykonują 3 próby z czego 2 razy udało się odpowiedzieć dobrze. Czy to znaczy, że się coś usłyszało? To nic nie znaczy. Można wziąć monetę i odpowiadać tak, jak ona upadnie i mieć "świetne" rezultaty, przykładowo właśnie 2 dobre na 3 próby. Żeby wykazać, że się naprawdę słyszy, musimy wykonać znacznie więcej prób niż 3. Co najmniej 10. A poprawnie odpowiedzieć co najmniej 9 razy. 2 na 3 można odgadnąć rzucając monetą. 9 na 10 już trzeba naprawdę wiedzieć. Jeśli prób będzie 20 to musisz odpowiedzieć dobrze 15 razy.

Nawet gdyby komuś udało się przebrnąć przez te wszystkie przeszkody, pozostaje jeszcze kilka innych. Największym problemem pozostają jednak właściwości słuchu. Chodzi o to, że słuch nie ma właściwości liniowych. Żeby to zrozumieć musimy koniecznie zrozumieć poniższy wykres.

https://xiph.org/

Zrozumienie sensu linii na powyższym wykresie jest absolutnie konieczne do tego, żeby zorientować się w jaki sposób można wykonać poprawny test odsłuchowy. W tym miejscu mamy na myśli test porównawczy dwóch urządzeń na przykład wzmacniaczy.

Jeśli klikniemy w grafikę i otworzy się nam jej pełnowymiarowa wersja, będziemy mogli odczytać wartości liczbowe na osiach. Na osi pionowej mamy wartości w decybelach od zera do sto czterdzieści, a na poziomej w Hertzach od 20 Hz do 20 kHz. My przeanalizujemy kształt pierwszej szarej krzywej nad dolną czerwoną linią.

Krzywa ta zaczyna się od 80 dB dla 20 Hz następnie stale opada aby osiągnąć minimum dla poziomu 0 dB (zero dB) przy 3 kHz a następnie wznosi się, aby osiągnąć maksimum dla 15 kHz na poziomie około 40 dB. Co to znaczy?

Oznacza to, że tony testowe o głośności 80 dB i częstotliwości 20 Hz; zero dB i częstotliwości 3 kHz oraz 40 dB i 15 kHz będą tonami najcichszymi jakie tylko jesteśmy w stanie usłyszeć, a ponadto, i to jest sedno sprawy, te tony testowe o różnych głośnościach nasz słuch odbiera jako dźwięki o takiej samej głośności.

To jest bardzo ważne: dźwięki o różnych częstotliwościach o głośności 80 dB, 0 dB (zero dB) oraz 40 dB są odczuwane jako równie głośne.

Jeśli zwiększymy równomiernie głośność każdego dźwięku o 10 dB, okaże się, że przestaniemy odbierać te dźwięki jako takie, które mają taką samą głośność lecz uznamy, że częstotliwość 20 Hz i 20 kHz są głośniejsze niż 3 kHz. Jest to skutkiem tego, że słyszalność tonów niskich i wysokich narasta szybciej niż średnich.

Ta tendencja do coraz lepszego słyszenia dźwięków o niskich i wysokich częstotliwościach utrzymuje się aż do dużych głośności, i odwraca się nieco dopiero dla najgłośniejszych dźwięków jakie jesteśmy w stanie odbierać bez narażenia się na uszkodzenie słuchu przez nadmierny hałas.

W odniesieniu do testów porównawczych, w naszym przykładzie odtwarzaczy, konsekwencją będzie, że jeżeli jeden z odtwarzaczy będzie grał głośniej, to basy i soprany usłyszymy jako wyraźniejsze. Z kolei jeśli jest więcej basów i sopranów inna jest odczuwana barwa dźwięku. Z praktyki wynika, że prawie zawsze głośniejsze urządzenie, głośniejsze brzmienie, jest oceniane jako lepsze. Ponadto zmiana barwy skutkuje tym, że dźwięk czyli muzyka, brzmi inaczej.

Jeśli więc słyszymy, że jedno z urządzeń gra głośniej z łatwością zauważymy zmianę źródła dźwięku, a towarzysząca temu zmiana barwy tylko to ułatwi. W przypadku kiedy nasz test miałby wykazać, czy uda się odróżnić od siebie dźwięk dwu odtwarzaczy, jeśli któryś z nich będzie nieco głośniejszy, nie będzie z tym najmniejszego problemu.

Odtwarzacze, które mam różnią się poziomem dźwięku prawie 6 dB. Odróżnienie najcichszego i najgłośniejszego odtwarzacza jest prostsze niż odróżnienie wody od oranżady.

Jeśli chodzi o wzmacniacze, ich porównanie jest trudne z tych samych względów. Jeśli nie uda się ustawić jednakowej głośności, wzmacniacz grający głośniej będzie łatwy od odróżnienia od cichszego. Inna głośność oznacza inną barwę. Te dwa czynniki pozwolą na bezproblemowe odróżnienie wzmacniacza A od wzmacniacza B.

Test porównawczy, kiedy się konfrontuje dwa różne wzmacniacze i dwa różne odtwarzacze jest jeszcze bardziej skomplikowany. Różna głośność we wzmacniaczach i różny poziom w odtwarzaczach czyni takie porównanie w warunkach amatorskich całkowicie niemożliwym.

Doświadczalnie ustalono, że jesteśmy w stanie podświadomie wychwycić różnice głośności o wartości około 0,2 dB. Żeby przeprowadzić testy porównawcze przyjmuje się, że głośność dźwięku musi być wyrównana z dokładnością większą niż 0,1 dB.

Co zatem zrobić, żeby jednak test wzmacniaczy lub odtwarzaczy mógł się odbyć? Trzeba mierzyć poziomy, Najlepiej do tego się nadaje oscyloskop. Ma on taką przewagę nad woltomierzem, że można zobaczyć czy wzmacniacz pracuje w zakresie liniowym. Jeśli przesadzi się z głośnością, będzie widać, że wzmacniacz obcina wierzchołki. Jest to o tyle ważne, że porównując dwa wzmacniacze, które zupełnie nie przystają do siebie pod względem mocy łatwo jest o spowodowanie przesterowania tego słabszego. Dość karkołomne, z pozoru, wydaje się postawienie obok siebie wzmacniacza o mocy 40W na kanał i zestawy przedwzmacniacz z monoblokami każdy o mocy pół kilowata. Mimo wydawać by się mogło bezsensowności, takie porównanie jest zupełnie możliwe jeśli zaczniemy od ustawienia poziomu wysterowania dla słabszego wzmacniacza.

Osobnym zagadnieniem jest ustalenie poziomu głośności dla porównania. Typowe zakresy mocy, w których pracują wzmacniacze w warunkach domowych, które zapewniają zgodne z praktyką poziomy głośności, to kilka, najwyżej kilkanaście watów przy stosowaniu kolumn o wyjątkowo małej sprawności. Typowo słucha się z mocami nie przekraczającymi jednego wata.

Jeżeli nie dysponujemy oscyloskopem, można użyć woltomierza, ale z kilkoma zastrzeżeniami. Musi być to urządzenie profesjonalne, a dlatego, że nie wiadomo czy wzmacniacz pracuje jeszcze normalnie, czy już wystąpił clipping, nie można ustawiać zbyt dużych głośności. Mierząc napięcie na wyjściu trzeba przeliczyć z jaką mocą mamy do czynienia i ocenić czy jest to optymalny zakres dla wzmacniacza. Ma to szczególnie duże znaczenie dla testów wzmacniaczy lampowych, które dysponują czasem mocą kilku watów.

Wydawać by się mogło, że skoro możemy zmierzyć poziomy, bo mamy oscyloskop, to wykonanie testu nie sprawi problemu. Niestety jest jeszcze kilka innych przeszkód. Pierwszą z nich jest regulacja głośności. Niestety w większości wzmacniaczy nie uda się nam osiągnąć wymaganej dokładności poniżej 0,1 dB przy użyciu pokrętła głośności. Regulacja głośności wzmacniacza gwarantuje dokładność do jednego dB, tj. dziesięciokrotnie za mało. W związku z tym trzeba użyć dodatkowego stopnia przed wejściem wzmacniacza, gdzie dopasuje się poziom dokładnie po zgrubnej regulacji potencjometrem głośności.

Ten sam problem występuje dla odtwarzaczy, które również wymagają wyrównania poziomów. Jednak jeśli odtwarzacze grają z różną głośnością, powstaje pytanie, czy w torze z głośniejszym odtwarzaczem możemy pozostawić głośność "jak jest" i zająć się regulacją wzmocnienia we wzmacniaczu, a w drugim zestawie z innym lub podobnym wzmacniaczem, ale znacznie cichszym odtwarzaczem dojdziemy do porównywalnego poziomu w taki sposób, że wzmacniacz będzie pracował z większym wzmocnieniem? Jeśli w jednym zestawie mamy głośny odtwarzacz a w drugim cichy, oba wzmacniacze pracują w innych warunkach. Ten, który jest sterowany przez cichy odtwarzacz musi pracować z większym wzmocnieniem niż ten, który ma podłączony głośny odtwarzacz.

Aby porównanie było sensowne, do obydwu wzmacniaczy musielibyśmy podać taki sam sygnał. Można zastosować dodatkowy, regulowany z wymaganą dokładnością, przedwzmacniacz. Zdarza się również, że czasem wzmacniacz ma specjalnie regulowane wejścia i istnieje możliwość wyrównania czułości. To jednak wyjątek od reguły, gdyż większość wzmacniaczy nie ma regulacji czułości wejścia.

Warto jeszcze wspomnieć, że chociaż w większości wzmacniaczy da się ominąć regulację barwy, ale nie we wszystkich. W związku z tym mogą się pojawić trudności. I na koniec dodajmy, że chociaż wzmacniacze mają bardzo liniową charakterystykę, to jednak nie wszystkie. Jeśli ktoś będzie miał życzenie porównanie wzmacniacza tranzystorowego z lampowym, może się okazać, i będzie tak z bardzo dużym prawdopodobieństwem, że wzmacniacz lampowy dla zastosowanych kolumn nie będzie mieć płaskiego przebiegu częstotliwościowego. Taka sytuacja czyni wszelkie porównania nonsensownymi. A gwoli ścisłości należy dodać, że przed wykonaniem testów należałoby sprawdzić sprzęt na okoliczność liniowości, zniekształceń itd. już tylko po to, aby mieć pewność, że jest sprawny.

W warunkach domowego testu raczej nie będziemy mieć możliwości sprawdzenia wszystkiego, co sensowność testowania czyni małą.

Jak widzimy testowanie niekoniecznie polega na włączeniu muzyki i posłuchaniu...

Ostatnim ogniwem, który się testuje są kolumny głośnikowe. Tutaj sprawy się komplikują. Zagadnienie wymagałoby napisania nowego posta. Oczywiście uwagi dotyczące testowania odtwarzaczy lub wzmacniaczy też są lakoniczne, ale testowanie do kolumn jest bardziej złożone.

Jeśli chodzi o kolumny sprawą zasadniczą jest stanowisko do testowania i jego akustyka. Stanowisko do testowania kolumn to skomplikowane urządzenie, które pozwala zamienić miejscami testowane zestawy. Czyli w miejsce jednej pary "wjeżdża" inna. Dziać się to musi szybko i z dokładnością do milimetrów. Koszt takiego stanowiska przewyższa cenę większości zestawów głośnikowych z wyjątkiem tych, za które trzeba zapłacić sumy np. sześciocyfrowe.

Osobną sprawą jest akustyka stanowiska do testowania kolumn. Tu obowiązuje zasada całkowitego wytłumienia odbić i osiągnięcie rzeczywistej RFZ tzn. znaczy strefy wolnej od odbić dźwięku. Osobiście znam tylko jeden rodzaj pomieszczeń, gdzie jest coś w rodzaju RFZ i myślę tu o reżyserkach dźwięku, przy czym większość z nich nie spełnia do końca wymagań, nawet nie spełnia w części. Ale nie przeszkadza to ludziom w takich warunkach pracować, więc nie dziwi w tym kontekście jakość dźwięku, którą oferują polskie rozgłośnie radiowe i studia telewizyjne.

Odsłuchanie kolumn głośnikowych w sensie porównania ich z inną parą jest niezwykle skomplikowanym przedsięwzięciem. Sprawa komplikuje się tym bardziej, bo nie można dla kolumn ot tak po prostu ustawić jednakowej głośności. Podanie tej samej mocy nic nie da, bo skuteczność jest inna. Ustawienie identycznej głośności dla jakiejś częstotliwości, np. 1 kHz też nie załatwia sprawy, bo dana kolumna może mieć dla 1 kHz "górkę" a inna wręcz przeciwnie. Jak już pisałem charakterystyka kolumn przypomina raczej pejzaż alpejski. Wobec tego ustawienie jednakowej głośności wymaga innego podejścia, które uwzględni znacznie szersze spektrum częstotliwości.

W czasie porównywania kolumn należy też ograniczyć do minimum własne ruchy. Chodzi o to, aby pozostać w miejscu nazywanym Sweet spot czyli miejsca optymalnego odbioru w którym mamy najlepsze skupienie dźwięku. To z kolei skutkuje tym, że obie pary porównywanych kolumn należy właściwie nakierować na słuchacza.

Generalnie porównywanie kolumn nie ma w warunkach domowych większego sensu. Amatorsko można, a wręcz jest to konieczne, porównanie różnych typów kolumn w sklepie. Zasada jest taka, że wybieramy do odsłuchu możliwie najlepszą parę i kilka innych, które znajdują się w naszym zasięgu jeśli chodzi o finanse. Kolumna najlepsza będzie tą referencyjną, a z tych dostępnych cenowo powinniśmy wybrać takie, które w porównaniu z nimi nie odstają zbyt w poszczególnych aspektach. Porównywanie głośników w sklepie jest jak jazda próbna różnymi autami. Profesjonalne testy to jakby znalezienie różnic w osiągach takich jak moc, spalanie, czystość spalin, poziom hałasu itd. O ile jazda różnymi typami aut da nam pewien o nich pogląd, co umożliwi dobry zakup, jednak czegoś dokładniejszego i szczegółowego się w trakcie przejażdżki raczej nie dowiemy.

Na koniec kilka słów o testach, które w warunkach domowych można wykonać. Jest to porównywanie brzmienia różnych plików. Przykładowo flac vs. mp3 w różnych przepływnościach. Generalnie obowiązują dwie zasady. Pliki muszą odpowiadać sobie poziomem głośności oraz musimy użyć narzędzia do testu ABX. Można użyć programu foobar2000 i wtyczki ABX.