صدا و سیستم های صوتیمجموعه تجربیات شخصی در زمینه حس شنیداری و سیستم های صوتی

چیزی که ما میشنویم حاصل پشت سر هم ردیف شدن خطای همه کامپوننت هاست و سوال اینه وقتی همه خطاها در کنار هم هستند آیا ممکن هست ما بتونیم در مورد یک کامپوننت اون وسط درست قضاوت کنیم؟

جواب سوال ظاهرا منفی است و یک عقل سلیم میگه زمانی میشه در مورد صحت صدای یک کامپوننت حرف زد که ما اونرو تو شرایط ایده ال و با کامپوننت های ایده ال تست کنیم اما طراح آئودیو نت همونجوری که قبلا گفتم یک پیشنهادی داده و گفته راه منطقی تست اینه که ما ببینیم واگرایی خروجی صداهای رکوردهای مختلف چگونه هست. یعنی هرچه تفاوت رکورد ها از هم بیشتر باشه وضعیت بهتره ، این حرف منطقا درست بنظر میاد اما بنظر من کاملا قانع کننده و همیشه پاسخگو نیست.

من معتقدم خطاها خیلی پیچیده با هم جمع میشن و تنها راه قضاوت شنیدن و تجربه زیاد هست، اولین شرط اینه که هر سیستمی باید تو شرایطی تست بشه که هم تو ماکرو و هم تو میکرو تواناییهاش محک زده بشه و برای این منظور باید بتونیم یک سری شرایط رو فراهم کنیم.

مثلا برای درک توانایی های میکرو یک آمپلی فایر باید سورس رو LP و یا Reel بگیریم اونم با یک رکورد خوب، اگر ما از رکورد دیجیتال استفاده کنیم چون بیشتر این رکوردها هم کیفیت پایینی تو میکرو دارند و هم کلا ما از دیجیتال پاسخ خوبی تو میکرو نشنیدیم طبیعتا نمیتونیم در مورد توانایی های یک آمپلی فایر تو میکرو با یک رکورد بد دیجیتال نظر بدیم.

اگر قراره در مورد پارامترهای ماکرو یک آمپلی فایر نظر بدیم باید تو سیستمی تستش کنیم که اون سیستم تو ماکرو پاسخ خوبی داشته باشه و مثلا شما برای درک توانایی های یک آمپلی فایر از نظر گسترش فرکانسی تو ناحیه پایین نمیتونید از یک بلندگویی با محدودیت پخش در فرکانسهای پایین استفاده کنید.

بنابراین شرط تست یک کامپوننت تو هر شاخصی چه شاخص های ماکرو و چه شاخص های میکرو باید تو سیستمی انجام بشه که اون سیستم تو اون شاخص ها پاسخ خوبی داشته باشه و شاید ما نتونیم توانایی های یک کامپوننت رو تو تنها یک سیستم کاملا آنالیز کنیم اما میشه با چند نوع سیستم این کار رو کرد.

چیزی که شاید لازمه اینجا نوشته بشه اینه که خیلی از تحلیل هایی که میبینید بخشی از موضوع رو حذف میکنند مثلا شما تو یک سیستمی که کاملا Impressive هست و تو میکرو پاسخ خوبی نداره یک کابل رو تست میکنی و بعد مینویسی Soundstage عمق بیشتری پیدا کرد، باس عمق و گسترش بیشتری پیدا کرد و به خواننده پیشنهاد میدید برید این کابل رو بخرید در حالی که این کابل اصلا قابلیت هاش تو میکرو مشخص نشده و ممکنه تو میکرو پاسخ خوبی نداشته باشه چرا که با سیستمی که خودش پاسخ میکرو خوبی نداره نمیشه یک کامپوننت دیگه رو تو  شاخص های میکرو محک زد.

خب ، این نوع بیان و این نوع تحلیل دقیقا مسیر اشتباه ای هست که تحلیل گران و صنعت صدا طی کردند تا بجای کمک به علاقه مندان به صدا بیشتر اونها رو وارد مسیر خرید های اشتباه کنند، مثلا با اومدن دیجیتال و Solidstate بشکل واضحی ما صدا رو خراب کردیم  و هنوز هم که هنوزه داریم میبنیم در مورد سورس دیجیتال ۵۰ هزار دلاری مینویسند مثلا Esoteric بهترین گسترش فرکانسی و کنترل رو روی صدا داره  و مثلا از فلان سورس ۳۰ هزار دلاری گسترش فرکانسی اش بیشتر هست و یا فلان آمپ ترانزیستوری ۱۰۰۰ واتی عجب کنترل ای روی بلندگو داره و چه صدای کیپ و باس جمع ای نسبت به مدل قبلی اش داره، این نوشته ها دروغ نیست اما ارزش چندانی هم نداره چون خیلی از چیزهایی که باید در موردش نوشته بشه و ارزیابی بشه تو اون دیده نمیشه.

تحلیل گر نمیاد بگه آقا این سورس دیجیتال تو یک سیستم ای که پاسخ میکرو خوبی داره  صدای بدی داشته و نتونسته با این الگوریتمهای دیجیتالش کاری تو میکرو بکنه و یا نیومده بگه این آمپ ۱۰۰ واتی ترانزیستوری تو فلان شاخص ها پاسخ بدی داشته.

آیا این اتفاق میتونه تا حدی تصادفی باشه؟

بنظر من میتونه، وقتی تحلیل گری همیشه یک سیستم Impressive داشته (چقدر تو این مورد میزنند تو سر مایکل فرمر)  و گوشش خیلی درکی از شاخص های میکرو نداره طبیعی است که هر کامپوننت جدیدی رو تو همین ساختار چک میکنه و چون اصلا سیستمش صلاحیتی برای ارزیابی پاسخ میکرو یک کامپوننت نداره طبیعتا تو همین مسیر اشتباه میره جلو.

من معتقدم ما از هر دو بعد ماکرو و میکرو باید یک سیستم رو بسنجیم یعنی شاید لازم باشه یک کامپوننت تو حداقل دو تا سیستم متفاوت شنیده بشه تا بشه در مورد همه توانایی هاش نظر داد و البته با موسیقی های مختلف.

نکته خیلی مهم تو تست شرایط آکوستیک هست و مکان بلندگو که خیلی وضعیت رو برای قضاوت دشوار میکنه و مثل ماسکی روی صدا نمگیذاره ما هر کامپوننت رو خوب ارزیابی کنیم چون خطای حاصل از آکوستیک سیستم بد اونقدر بالاست که خیلی چیز ها رو از صدا تو میکرو میگیره.

البته وضعیت برق سیستم و لرزش دستگاه ها هم خیلی مهم هست.

ادامه دارد…

در انتهای بحث قبلی تئوری خطا داشتم تو حوزه Objective مثال میزدم و گفتم میشه با انتخاب درست درایور دیستورشن رو کاهش داد.

مثال دیگه مربوط میشه به پاسخ فرکانسی دو کامپوننت تو حوزه انالوگ، فرض کنید یک کامپوننت به سیگنال پله طوری واکنش نشون بده که سیگنال خروجی اون کمی Overshoot داشته باشه اونوقت میشه طوری کامپوننت بعدی رو انتخاب کرد که با داشتن پاسخی Damp تر خروجی نهایی وضعیت بهتری رو پیدا کنه.

مثال دیگه (البته تو حوزه دیجیتال) فیلتر های دیجیتال هستند که ما از طریق اونها خطای پاسخ آکوستیکی اتاق ، خطای فاز ، خطای پاسخ دامنه فرکانسی بلندگو و… رو تصحیح میکنیم.

این مثالهایی که زدم همشون مربوط به حوزه Objective بود و ما بر مبنای Measurement خطا میدیدیم میشه با انتخاب هایی خطا رو به کمترین حالت ممکن رسوند اما موضوعی که مورد بحث من هست دید Subjective به مساله خطای نهایی سیستم هست.

تو حوزه Subjective ما صدا رو میشنویم و هم در حوزه طراحی یک کامپوننت که از انتخاب توپولوژی و المانها تشکیل میشه و هم در حوزه Setup سیستم صوتی که شامل Matching و مکان بلندگو و … میشه شروع به بررسی نتایج حاصل از تفاوت ها میکنیم.

قبلا در مورد مفهوم Macro Linearity و Micro Linearity چیزهایی نوشتم که بد نیست نگاهی به اونها بیندازید. من معتقدم برای گرفتن نتیجه مناسب باید تا حد ممکن کامپوننت ها و المان هایی رو با هم Match کرد که شکل رفتارشون به هم شباهت بیشتری داشته باشه.

البته ذکر این نکته ضروری هست که کامپوننت ها باید شرط اولیه تطبیق رو برای انتقال انرژی رعایت کنند یعنی حتی اگر شاخص صدای یک Power با یک بلندگو هم خوانی داشته باشه اما امپدانس بلندگو طوری باشه که Power بخوبی نتونه درایوش کنه و ما خطا داشته باشیم عملا شرط اولیه نقض میشه. مثلا بلندگوی ESP و آمپلی فایر Audio Note هر دو صدایی Emotional دارند اما آئودیو نت نمیتونه از پس درایو ESP بربیاد و ما مجبوریم بریم به سمت Vitus .

اگر ما بدنبال یک صدای Impressive و Neutral تو ماکرو هستیم (یعنی تو ماکرو پاسخ خطی میخواهیم) باید کل اجزا رو با توجه به این بردار انتخاب کنیم. فرض کنید شما طراح یک سورس دیجیتال هستید و قراره کل سیستم صدایی Impressive داشته باشه، کاری که میکنید اینه که حتی تو نوشتن کدهای فیلتر دیجیتال صدا رو به سمتی میبرید که ماکرو خوبی داشته باشه و یا اگر تو همین فیلد بدنبال ساخت بلندگو هستید به سمت درایورهایی میروید که پاسخ دامنه هموار تر و دیستورشن کمتری دارند.

نه تنها در طراحی سیستم های صوتی بلکه در انتخاب کامپوننت ها هم این موضوع صادقه، من همیشه میگم نمیشه تو یک سیستم ای که بلندگوهاش Dynaudio هست و آمپلی فایرش مثلا FM Acoustics چهارصد واتی ما بدنبال یک Pre و یا DAC مثل Audio Note باشیم.

یعنی کسی که دنبال جمع کردن یک سیستم هست باید ببینه اولا دنبال چه صدایی هست و بعد وقتی فهمید قراره تو ماکرو پاسخ خوبی بگیره و یا تو میکرو باید کامپوننت ها رو بر همون مبنا انتخاب کنه.

به همین دلیل هست که مارتین کالمز میگه DAC آئودیو نت تو سیستم خودش خیلی بهتر جواب میده و یا در عمل میبینیم وقتی کل سیستم آکوفیض و یا Linn بسته میشه وضعیت بهتر هست نسبت به زمانی که این دو برند رو که دو پاسخ متفاوت دارند با هم ترکیب میکنیم.

یکی از چیزهای جالبی که وجود داره اینه که طراح های حرفه ای مثل طراح Audio Note ژاپن سعی میکنند حتی المان های پایه ای مثل ترانس و سیم نقره رو هم طبق فرمول خودشون بسازند و من دلیل این موضوع رو در این میبینم که یک طراح حرفه ای سعی میکنه المان هایی رو تو ساخت بکار ببره که هم خوانی بیشتری با اون بردار صدایی که مد نظرش هست داشته باشه. فراموش نکنید طراحی که ایده ای از صدا نداره مثل طراح Goldmund و یا خیلی از طراحان دیگه فقط یک سری المان های بی ربط به هم رو که ایده ای در موردشون ندارند با هم جمع میکنند و این نکته فرق بین دو طراح حرفه ای و غیر حرفه ای رو نشون میده.

ویتوس میگه خیلی از کمپانی های مطرح دنیا فقط میگردند تا بهترین خازن و بهترین ترانس و بهترین ترانزیستور رو با هم ترکیب کنند بدون توجه به الگوی رفتاری هر یک از اجزاء (دقیقا مثل Goldmund) و نگاهی به مفهوم اینکه جمع شدن اجزا باید طبق یک ایده و منطقی باشه ندارند و ویتوس معتقده جمع کردن المان ها باید پشتش یک ایده و نگاه باشه تا کل اجزا در خدمت همون ایده باشند و برای همینه شما تو دنیا صدها آمپلی فایر Single Ended Triode میبینی که صداهاشون با هم فرق داره و یکی مثل Air Tight 211 صدایی Impressive میده و دیگری صدایی Emotional (نظر رومی رو در مورد آمپلی فایر لامپی Wavac بخونید که به این آمپلی فایر بدجوری ناسزا گفته).

به رومی نگاه کنید که سعی میکنه صدا رو با اون ایده ای که در ذهن داره شکل بده و نمیاد بگه من از بهترین ترانس یا بهترین خازن تو بازار استفاده کردم تا صدای خوبی بگیرم. رومی بدون ایده جلو نمیره و میفهمه اولا باید به کجا بره ثانیا میدونه برای رسیدن به اونجا باید بفهمه چگونه انتخاب کنه. یک طراح غیر حرفه ای اولا نمیدونه باید به کجا بره چون نقشه و ایده ای از صدا تو ذهنش نداره ، ثانیا انتخاب هاش هم همینطوری بدون توجه به این نکته هست که اجزا باید بر مبنای همون ایده در کنار هم قرار بگیرند.

کاری که یک طراح حرفه ای مثل طراح Audio Note انجام میده بیشتر شبیه به هنر هست اما کاری که طراح Wavac انجام میده بیشتر شبیه به علم هست و نه تنها در طراحی بلکه در سیستم جمع کردن هم هر Audiophileای روشی داره.

کسی موفق تره که اولا ایده ای داشته باشه و بدونه چه صدایی رو باید بشنوه ثانیا بر اساس اون ایده سیستم جمع کنه اما در عمل میبینیم خیلی خیلی کم هستند Audiophile هایی که درست سیستم جمع میکنند و خیلی خیلی کم هستند طراحانی که بر مبنایی درست حرکت میکنند.

به هر حال من فکر میکنم هر المان و هر کامپوننتی موقع ترکیب با اجزای دیگر باید در جهت یک برداری باشه که تو ذهن طراح هست و ما زمانی نتایج خوب میگیریم که یا الگوهای شبیه به هم رو (در همون راستا) در شاخص ماکرو و میکرو با هم ترکیب کنیم  و یا کاری کنیم که از ترکیب دو شاخص به شاخص مورد نظر نزدیک بشیم.

ادامه دارد …

چند روزی میشد که دور از های فای ، گرفتار کارهای شرکت بودم ، البته این هوای گرم هم آخر روز کاری حوصله ای نمیگذاره که چیزی بنویسم، نتیجه اینکه فقط ترانزیستور ها بتاشون با حرارت بالا پایین نمیشه و مقاله نویسی ما هم رابطه مستقیمی با دمای هوا داره .

پیشنهاد میکنم اگر حوصله مسافرت به جاهایی که قبلا نرفتید رو داشتید سری به شهمیرزاد بزنید، هوای این شهر ییلاقی که در ۲۵ کیلومتری شمال سمنان هست بینهایت خوب و خنک هست. من عاشق این شهر دوست داشتنی هستم البته نه فقط بخاطر اینکه هوای خوب و خنکی داره بلکه بخاطر اینکه به این شهر تعلق دارم. الانا کمی شلوغ تر شده و ساخت و ساز توش بیشتر شده اما هنوز فوق العاده تر از تصور شماست.

بحث تئوری خطا :

همانطور که میدانید هر کامپوننتی مثل یک کابل و یا بلندگو در مسیر سیگنال خطایی ایجاد میکند و سیگنال خروجی حاصل جمع (نه به معنای جمع جبری) همه خطا هاست و من میخوام به این موضوع بپردازم که خطاها موقع جمع شدن چه وضعیت هایی رو بوجود می آورند.

این موضوع همانطور که قبلا هم گفتم میتونه دقیق تر بررسی بشه اما من به اندازه تجربه هام در موردش مینویسم و فکر میکنم میتونه شروعی باشه برای دقت و بررسی بیشتر در مورد اون.

من فکر میکنم ما بعنوان یک شنونده پس از شنیدن صدای های مختلف میتونیم ایده ای داشته باشیم در مورد Matching المان های سیستم و اگر خوب سر از روابط بین خطای هر یک از اجزا دربیاریم میفهمیم میشه کاری کرد که با انتخاب آگاهانه نتیجه نهایی خطا رو به بهترین شکل دربیاریم. دقت کنید نگفتم کل خطا رو با مدل Objective به حداقل برسونیم بلکه گفتم خطا رو بشکل مطلوب بر مبنای حس شنیداری در بیاریم.

ساده سازی این موضوع برای کسانی که خیلی به این موضوع فکر نکردند همون مفهوم Matching ای هست که تحلیل گران بکار میبرند و مثلا میگن کابل nordost تو فلان سیستم از کابل مثلا XLO بهتر جواب میده (و یا تو سیستم Bright بهتره از بلندگوی Mellow استفاده کنید) اما خود موضوع به سادگی Matching در این مقیاس ماکرو نیست.

طبیعت خطا ها با هم متفاوت هست و برای همینه که میشه با انتخاب آگاهانه نتیجه رو به بهترین شکل ممکن دراورد. بهتره چند مثال بزنم:

شرکت Audio PAX آمپلی فایر میسازه و جیم اسمیت تو امریکا اونو با آوانتگارد دمو میکنه، طراح Audio PAX میگه من میدونم آمپلی فایر من x دی بی هارمونیک دوم داره با اختلاف فاز y و یک درایور بلندگو هم مثلا k دی بی هارمونیک دوم تولید میکنه با  اختلاف فاز z و من سعی میکنم درایوری رو انتخاب کنم که اختلاف فاز z اون ۱۸۰ درجه با اختلاف فاز y آمپلی فایرم اختلاف داشته باشه و با این کار تونستم این هارمونیک دوم رو تا حد ممکن تضعیف کنم. حالا فرض کنید مقدار اختلاف فاز z و y یکی بودند که در اینصورت دو بردار کاملا همسو و با هم جمع میشدند و خطای نهایی به بیشتری حد ممکن میرسید.

خب دیدید که میزان دیستورشن تو دو حالت میتونه برای هر کدوم از کامپوننت ها یکی باشه اما بخاطر اختلاف فاز هارمونیک های دوم خطای کل تفاوت مقدار داشته باشه، معنی این جمله اینه یک طراح و یا یک شنونده میتونه با انتخاب آگاهانه، اجزای سیستم رو طوری بچینه که به بهترین و مطلوب ترین حالت برسه و برعکس میتونه طوری اشتباه تصمیم بگیره که خطا به بدترین حالت ممکنش برسه.

بسه نوشتم، بقیه اش باشه برای بعد…

یک موضوعی از مدتها پیش تو ذهنم بود و بنظر میرسید ممکنه بشه یک نتیجه ای رو از تجربه هام بگیرم هرچند این موضوع خیلی بیشتر قابل تامل هست و بجای یک دید کلی میشه با تست و تجربه بیشتر بشکل دقیق تری بیانش کرد و من تو این نوشته هام ادعا نمیکنم موضوع رو دقیق عنوان کردم اما به هر حال مطرح شدن این ایده میتونه فکر ما رو به کار بندازه تا به این موضوع توجه بیشتری کنیم.

این موضوع به وضعیت خطای یک سیستم میپردازه و همانطور که میدونید هر کامپوننتی تو مسیر حرکت سیگنال از میکروفن گرفته تا آکوستیک جایی که صدا در اون پخش میشه همه و همه یک تغییری توی سیگنال ایجاد میکنند.

همانطور که میدانید سیستم های الکترونیکی رو ما در حوزه فرکانس (فوریه) تحلیل میکنیم و هر سیستمی (از یک مقاومت ساده گرفته تا یک آمپلی فایر) یک تابع دیستورشن داره و یک پاسخ دامنه و فاز فرکانسی.

هیچ سیستمی بخاطر وجود دیستورشن کاملا خطی نیست تا بتونیم پاسخش رو در حوزه فرکانس بسنجیم اما عملا ابتدا پاسخ دیستورشن رو بررسی میکنیم و بعد با فرض تقریب خطی پاسخ فرکانسی دامنه و فاز رو مطالعه میکنیم.

هر کامپوننتی در مسیر انتقال سیگنال به شکلی دیستورشن ایجاد میکنه و نیز به شکلی پاسخ فرکانسی دامنه و فاز سیگنال رو تغییر میده و من اینجا بحثم مربوط به مطالعه خروجی نهایی از تاثیر دو یا چند کامپوننت هست که نوع تاثیرات این کامپوننت ها در هر بخش با دیگری فرق داره.

به این سوالات میتونید فکر کنید:

چرا رومی میگه با تغییر حتی یک کامپوننت مثل Pre Amplifier مکان DPOLS جابجا میشه؟

چرا دو کابل از یک جنس و با یک مشخصات فقط یکی با طول کمی بیشتر صداشون تا این اندازه تفاوت داره اما تو اندازه گیری های زیر اسیلوسکوپ این دو کابل تقریبا تفاوتی ندارند؟

چرا آکوفیض تو سیستم خودش خیلی بهتره تا وقتی که از سیستم خودش میاد بیرون؟ ویا نباید یک سیستم Emotional رو برد تو یک سیستم Impressive و برعکس؟

چرا مارتین کالمز میگه DAC آئودیو نت تو سیستم خودش پاسخ خیلی بهتری میده؟

چرا بعضی بلندگوها با بعضی آمپلی فایر ها خیلی سازگارترند؟

چرا تو آکوستیک بد ما هر تغییری میدیم (مثل خرید آمپلی فایر گرانتر) تفاوت رو کاملا حس میکنیم و همچنان فکر میکنیم اکبری بیخودی این همه به آکوستیک گیر داده؟

دعوای اونایی که میگن همه آمپلی فایر ها صدای یکسانی میدن با اونایی که اینو قبول ندارند چه جوری باید توجیه شه؟

چرا برخی کمپانی ها حتی المان های پایه رو خودشون میسازند مثل Audio Note ژاپن ؟

آیا یک شکل بودن خطاهای المان های یک سیستم در طراحی میتونه به بهتر شدن طراحی کمک کنه؟

سعی میکنم به این سوالات تا حدی از دید تئوری خطا پاسخ بدم.

ادامه دارد…

فکر میکنم کمتر کسی اسم Ambiophonics رو شنیده باشه ، حداقل کسانی که خیلی وارد های فای نشدند خیلی با این موضوع آشنایی ندارند.

ما از روزی که به صدا علاقه مند شدیم دیدیم همه فروشگاه ها همیشه دو تا بلندگو تحویل مشتری میدن و منم هیچوقت ندیدم فروشنده فقط یک بلندگو رو برای من فاکتور کنه ، البته مهندس میگفت آقای رحمانی گاهی یکی رو درمیاره دمو میکنه ، فکر کنم بهش میگن مونوستریو ، البته امیدوارم این دفعه داریوش از دستم شاکی نشه .

خب دلیل دو تا بودن بلندگومثل اینکه این بوده که کلا سیستم های صوتی بر مبنای دو کانال که بنام استریو میشناسیمش طراحی شدند و تمام استودیوها هم بر همین مبنا با دو کانال سیگنال سروکار داشتند. دو تا میکروفن با آرایشی خاص دو تا سیگنال رو تحویل ما میدادند و بعد از پردازش این دو سیگنال ما در نهایت یک مدیا داشتیم مثل سی دی یا ال پی که دو کانال سیگنال رو تحویل Player ما میداد.

اما استریو در ذات خودش مشکلاتی داره که شاید جالب باشه بدونید، میتونید برای دقیق تر فهمیدن موضوع غیر از لینک هایی که میگذارم کتاب Sound Reproduction: The Acoustics and Psychoacoustics of Loudspeakers and Rooms رو بخونید.

ببینید ما در واقعیت یک سورس صدا داریم و با دو گوش سیگنال رو دریافت میکنیم، شکل و ابعاد سر و گوش ما روی دریافت این سیگنال تاثیر میگذارند و ما با این دو گیرنده و از روی اطلاعاتی مانند تاخیر زمانی دریافت دو گوش میتونیم اطلاعاتی رو از سورس صدا مانند فاصله و جهت بفهمیم. دقت کنید که ما دو گیرنده داریم اما فقط یک سورس صدا.

تو استریو ما دو تا سیگنال رو رکورد میکنیم و بعد از تغییراتی ما هر کدوم از سیگنال ها رو به یک بلندگو تحویل میدیم. هر بلندگو شروع میکنه به پخش یک سیگنال و طبق قاعده گوش سمت چپ باید سیگنال کانال سمت چپ رو از بلندگوی سمت چپ بشنوه و گوش سمت راست باید سیگنال کانال سمت راست رو از بلندگوی سمت راست بشنوه، خب این اتفاق میفته و مشکلی هم نیست اما ایرادی که وجود داره اینه که گوش سمت چپ داره سیگنال کانال سمت راست رو با اندکی تاخیر (به نسبت گوش سمت راست) میشنوه و گوش سمت راست هم داره سیگنال سمت چپ رو شنود میکنه. این اتفاق تو هدفون نمیفته و تو هدفون هر گوشی فقط یک کانال رو میشنوه، میدونید که تجربه شنیدن هدفون با استریو خونگی فرق داره.

به این ایراد میگن مشکل Stereophonic Crosstalk و این ایراد هم بشکل Subjective کاملا قابل درک هست و هم مدل Objective اش رو ما در اختیار داریم. این حالت تاخیر باعث Comb Filtering میشه و هم روی پاسخ فرکانسی تا حدی تاثیر میگذاره و هم روی تصویر صدا.

برای حل این مشکل یا باید استریو رو بیخیال شد و چسبید به هدفون (با رکوردهای Binaural) و یا باید فکری به حال مشکل Crosstalk کرد.

برای حل این مشکل Ambiophonics ارائه شد که مبنای اون پردازش دیجیتال هست برای از بین بردن مشکل Crosstalk ، همونطور که میدونید تو Digital Domain ما خیلی خیلی دستمون بازتر از Analog Domain هست و میتونیم هر نوع پردازشی رو روی سیگنال انجام بدیم. هر چند کسانی مثل رومی با فیلتر دیجیتال مخالفند اما من فکر میکنم استفاده از DSP هایی مانند TACT هم برای تصحیح پاسخ اتاق و هم برای تبدیل Stereo به Ambiophonics میتونه تست جالبی باشه.

بعضی رکوردها مثل amused to death هم تصویری ۱۸۰ درجه دارند که بنظر میرسه از همین فیلترهای دیجیتال برای ایجاد افکت استفاده کردند و تصویرشون کاملا با تصویر یک رکورد معمولی استریو فرق میکنه. حالا اگر دوست داشتید همه رکوردهای معمولی رو به اون شکل جالب بشنوید میتونید یک TACT سفارش بدید ببینید وضعیت چه جوری میشه.

من معتقدم همین استریو ای که داریم اگر به آکوستیک و مکان اسپیکر برسیم نیازی به رفتن سراغ ambiophonics نداریم و فقط میتونه تجربه اون چیز جالبی باشه خصوصا تو سیستم های Emotional که در میکرو پاسخی خطی دارند (مثل Audio Note) بهتره اصلا سراغ Ambiophonics نریم اما اگر یک سیستم معمولی داریم که پاسخ میکرو همچین خوبی نداره میشه این جور چیز ها رو تست کرد و نتیجه رو دید.

لینک های زیر رو میتونید ببینید :

http://www.ambiophonics.org/

http://www.tactlab.com/Products/Ambiophonics/ambiophonics_system.html

http://www.stereotimes.com/comm0899.shtml

http://www.stereotimes.com/ambiophonicsch2.shtml

http://www.stereotimes.com/ambiophonicsch3.shtml

http://www.stereotimes.com/ambiophonicsch4.shtml

http://www.stereotimes.com/ambiophonicsch5.shtml

http://www.stereotimes.com/ambiophonicsch6.shtml

http://www.stereotimes.com/ambiophonicsch7.shtml

http://www.stereotimes.com/ambiophonicsch8.shtml

در بحث Signal Processing همانطور که میدانید یک سیگنال الکتریکی را به حوزه فرکانس میبریم و در حوزه فرکانس شاخصهای دامنه و فاز آنرا مورد بررسی قرار میدهیم. یک سیستم صوتی باید هم رفتاری خطی داشته باشد و هم بتواند سیگنال الکتریکی را تا حد ممکن بدون دستکاری در پاسخ فرکانسی دامنه و فاز بصورت شکل موج صوتی به شنونده تحویل دهد. در سیستمهای صوتی پیشرفته امروزی میزان خطی بودن (در حالت جریان دهی کامل) تا حد نسبتا خوبی (در مقیاس Macro خیلی خوب شده اما در مقیاس Micro نه کاملا خوب) تحقق یافته و سیستمها در این بخش با استفاده از قطعات گران و طراحی مناسب به نویز پایین و Linearity نسبتا خوبی دست پیدا میکنند. در حوزه فرکانس (با فرض خطی بودن سیستم) یک سیستم باید در دو شاخص دامنه و فاز کمترین اثر را بر روی سیگنال بگذارد و در سیستمهای پیشرفته پاسخ دامنه تا حد بسیار مطلوبی تحقق یافته است. مثلا پاسخ دامنه تقریبا تمام آمپلی فایر ها و بلندگوهای گران در محدوده شنوایی انسان Flat و هموار است اما در مورد پاسخ فاز اینگونه نیست. رمز شنیدن یک صدای خوب تنها خطی بودن و پاسخ دامنه فرکانسی Flat نیست و پاسخ فاز اثر زیادی بر حس شنیداری دارد. در سیستمهای صوتی ضعیف ترین بخش در تغییر ندادن پاسخ فاز ، بلندگو و آکوستیک اتاق میباشد و بعد از آن سورس دیجیتال و بعد از همه الکترونیک سیستم خصوصا کابلها. سورس دیجیتال بعلت محدودیت هایی که دارد مجبور است از یک فیلتر پایین گذر استفاده کند که این فیلتر پاسخ فاز را دستکاری کرده و خصوصا در فرکانسهای بالاتر مشخصه صدا تغییر می یابد. البته ضعف سورس دیجیتال تنها پاسخ فاز نبوده و مساله Linearity آن هم تا حدی باعث تغییر شاخص صدا خصوصا در لول های پایین سیگنال ، Micro Dynamic صدا هنگام پردازش چند استرینگ موازی در یک محدوده فرکانس و بافت صدا خصوصا در فرکانسهای وسط و بالا میشود. برای همین است که هنوز یک سورس آنالوگ خوب از نگاه من حتی با وجود ضعفهایی در بعضی از شاخص ها از یک سورس دیجیتال خوب برتری دارد. پاسخ فاز در بخش الکترونیک هم مهم میباشد و هر چقدر Signal Path یک مدار کوتاه تر و مدار ساده تر باشد پاسخ بهتری خواهیم داشت. مثلا مدارات لامپی از مدارات ترانزیستوری ساده ترند و پاسخ بهتری دارند (البته نه همیشه) و یک آمپلی فایر پر قدرت ترانزیستوری (مثلا ۳۰۰ وات) باید از چند طبقه ترانزیستور پشت سر هم استفاده نماید تا به آن توان دست یابد و این افزایش طبقات پاسخ فاز را تحت تاثیر قرار میدهد. یکی از دلایلی که کمپانی Pass Labs مورد توجه قرار گرفته بخاطر استفاده از طبقات کمتر و استفاده از ترانزیستورهای پرقدرت با پاسخ فرکانسی مناسب است. در مورد کابلها هم باید دقت کرد هر چقدر طراحی بشکلی باشد که ظرفیت سلفی و خازنی خط انتقال کمتر باشد پاسخ فاز بهتر خواهد بود و کاربران باید توجه داشته باشند پاسخ فاز با افزایش طول کابل تغییر کرده و هر چقدر طول کابل بیشتر باشد وضعیت بدتر میشود. استفاده از جبران سازها هم در وسط کابل تا حدی پاسخ فاز را تغییر میدهد. اما مهمترین بخش یک سیستم پاسخ فاز بلندگو و وضعیت پاسخ اتاق میباشد که هنوز بلندگوهای بسیار گران هم مشکل پاسخ فاز دارند و بسیاری از کاربران هم فضای شنیداری نامطلوب دارند. دلیل این مساله اینست که یک درایور تنها نمیتواند بخوبی محدوده شنوایی انسان را پوشش دهد و تنها در یک ناحیه خاص فرکانسی پاسخی خطی و پاسخی مطلوب در حوزه فرکانس دارد. طراح بلندگو مجبور است برای جبران این ضعف محدوده فرکانسی گوش انسان را به بازه هایی تقسیم کند و در هر بازه مثلا ۴۰۰ تا ۲۰۰۰ هرتز یک درایور قرار دهد. برای همین است بلندگو ها در فرکانسهای پایین از درایورهای بزرگتر و در فرکانسهای بالا از Tweeter استفاده میکنند تا در هر بازه به یک پاسخ مطلوب برسند. برای جداسازی محدوده فرکانسی مجبوریم از فیلترهایی بنام Crossover استفاده کنیم که پاسخ فاز این فیلترها بهمراه پاسخ فاز درایور بر روی پاسخ فاز اثر میگذارند و پاسخ نهایی فاز کل سیستم را تغییر میدهند. برای حل این مشکل یا کاهش آن ، شرکتها راه حلهایی را در نظر میگیرند. مثلا برخی شرکتها از Crossover با شاخص ۶db/octave و درایورهای پیشرفته استفاده میکنند (مانند Dunlavy) تا به پاسخ بهتری برسند. برخی مانند Theil از روشهایی برای Time Coherent کردن بلندگو استفاده میکنند. برخی هم مانند Quad ، Manger ، ۴۷ Lab ، Omega و Sound Lab سعی در ساختن درایوری میکنند که کل ناحیه فرکانسی را پوشش دهد. این روش مزایای زیادی داشته و البته در برخی شاخص ها محدودیتهایی نیز دارد اما اگر با گذشت زمان درایور تکامل یابد و شاخص های دیگرش بهتر شود شاید به بهترین پاسخ برسد (Manger در ایران نمایندگی دارد پیشنهاد میکنم آنرا بشنوید). بلندگوهایی که پاسخ فاز مناسب دارند در Time Domain رفتار بهتری داشته و در دراز مدت شنونده را آزار نمیدهند. راه حل دیگری هم وجود دارد که هم اکنون شرکتهایی چون Meridian ، TacT ، DEQX و Goldmund بر روی آن کار میکنند. در این روش بلندگو از چند درایور در نواحی مختلف فرکانسی استفاده میکند اما در قسمت کراس آور بجای کراس آور (فیلتر آنالوگ) Passive از یک کراس آور اکتیو استفاده میکند که در آن یک DSP مخفف Digital Signal Processor قرار دارد. وظیفه این DSP قسمت بندی ناحیه فرکانسی هر درایور و تصحیح پاسخ دامنه و فاز میباشد. در این روش حتی پاسخ اتاق را هم میتوان تصحیح نمود و به یک پاسخ مناسب رسید. در طراحی فیلترهای دیجیتال برای پاسخ فاز خطی از فیلترهای FIR استفاده مینمایند تا پاسخ Time Domain به ایده ال نزدیک گردد. شرکت استرالیایی DEQX با بهره گیری از نرم افزار Matlab (اینجا را ببینید) گامهایی در این زمینه برداشته است. بنظر میرسد این روش سرعت بیشتری نسبت به استفاده از یک درایور در صنعت داشته باشد و بمرور زمان بیشتر بلندگوها از این روش استفاده نمایند. در حال حاضر NHT ، Overkill Audio ، Magico به این سمت میروند (جالب اینجاست Overkill از درایورهای MSW شرکت Manger استفاده مینماید). مهمترین اثر پاسخ فاز یک بلندگو بر صدا مساله Coherence صداست و بعد از آن مساله نویز تولیدی بلندگو (بلندگوهایی که پاسخ فاز درستی ندارند انرژی را در زمان ذخیره و با تاخیر آزاد میکنند که این حالت باعث ایجاد صدای اضافه میشود) در اثر پاسخ نامناسب در Time Domain که در دراز مدت به خستگی شنونده منجر میشود. از صدای حتی بلندگوهای گران میتوان با شنیدن دقیق صدا ایراد گرفت و فرکانس کراس آور آنرا حدس زد خصوصا در استرینگهایی که پوشش آنها حول فرکانس کراس آور هست و بهترین و گران ترین بلندگوهایی که پاسخ فاز درستی ندارند در مقابل ارزانترین بلندگوهایی که از یک درایور استفاده میکنند Coherence کمتری دارند هرچند ممکن است در شاخص های دیگر خیلی بهتر باشند. برای همین است پیشنهاد میکنم هر صدایی را بشنوید شاید شما Coherence را به شاخص های دیگرصدا ترجیح دهید. پارامتر بسیار مهم دیگری که هم بر پاسخ دامنه و هم بر پاسخ فاز سیستم اثر میگذارد آکوستیک اتاق هست و اتاق پر بازگشت کل صدا را خراب میکند ، حتی اگر با استفاده از پیشرفته ترین سیستمها به پاسخ دامنه و فاز مناسب برسیم آکوستیک بد آنرا خراب میکند و همه هزینه هایی که کردید را بی نتیجه میگذارد. یک سیستم بد در یک اتاق خوب شاید با یک سیستم رفرنس در یک اتاق بد یک جور صدا بدهد. نتیجه دیگر این بحث اینست علی رغم تبلیغات و قیمت بالای برخی شرکتها همواره باید صدا را شنید و بعد تصمیم گرفت. در شکلهای زیر پاسخ بلندگو به سیگنال پله (Step Response) دو بلندگو را میبینیم که این پاسخ تا حد زیادی به پاسخ فاز بلندگو ربط دارد و یکی تقریبا حالت ایده ال را نمایش میدهد و دیگری پاسخ غیر ایده ال را :

شکل بالا پاسخ نسبتا ایده ال یک بلندگو میباشد که پاسخ بلندگوهایی تک درایوری یا به اصطلاح Full Range Single Driver به آن نزدیک است.

شکل بالا پاسخ پله یک بلندگوی ۳way با طراحی معمول را نشان میدهد که از حالت ایده ال فاصله دارد.

در گذشته عقیده بر این بود که سیستم شنوایی انسان حساسیتی به پاسخ فاز ندارد اما الان ثابت شده پاسخ فاز بر حس شنیداری اثرگذار است. در ظاهر میبینیم دو تکنولوژی این همه تفاوت دارند اما در عمل هنگام شنیدن صدا کمی این تفاوت کمتر میشود و دلیل آن هم اینست که استرینگهای صدا یک سیگنال الکتریکی با بازه فرکانسی محدود هستند و حالت پله ندارند ، ممکن است مثلا صدای خواننده در بلندگویی که فرکانس پایین و بالای کراس آور آن بین ۱۰۰ تا ۲۰۰۰ هرتز باشد Coherence خوبی داشته باشد ولی هرچقدر بازه فرکانسی استرینگهای صدا گسترده تر و در حوالی ناحیه فرکانس Crossover باشند وضعیت بدتر خواهد شد. برای همین است CD های تست شرکتهای سازنده بلندگو صداهایی را پخش میکند که بازه فرکانسی آنها خیلی به ناحیه کراس آور نزدیک نیست. مساله دیگری که ممکن است تفاوت دو پاسخ را در نگاه شنونده کمتر کند پاسخ آکوستیکی اتاق است چرا که در اتاق غیر ایده ال بخاطر بازگشتهای صدا تفاوت این دو پاسخ کمتر میشود و یک بلندگوی خوب تفاوتش با بلندگوی معمولی در محیط ایده ال خیلی محسوس تر است. ایده ال ها از نگاه پاسخ فاز مناسب :

۱) minimalist mic’ing required – no multi-mic’ing or studio mic’ing
2) no mixing board analog equalization, because analog equalization filters alter phase!
3) preferably no reverb or additional post-processing
4) phase linear amplification required (any good quality amplifier)
5) phase linear speakers, e.g. crossover-less single driver speakers like Quad electrostats
6) or Stax electrostatic headphones

منابع :

Wikipedia (Crossover – Filter) – DEQX – K+H – Arion – 6moon – Meridian – PF – TacT – 47 Lab – Music Design – Z-Systems – Miami Music – TNT – Goldmund – Linkwitz Lab – Single – Digital Correction (Part I , Part II , Part III) – REG – loudspeaker.pdf

Stereophile (Measuring Loudspeakers Part One , Part Two , Part Three)

DspGuru (FIR) – Miami – Phase Distortion

Green Audio

 Audiophilics