Тонкомпенсация - что это такое?

Опубликованно 06.03.2018 08:07

Запись звуковых сигналов в музыке производится по принятому стандартом уровню - от 90 до 92 децибел, и если при прослушивании звуковое давление отличается, нужно запустить процесс изменения характеристик частоты, чтобы урегулировала это звучание тонкомпенсация. Что это такое, будет рассказано в данной статье.

Частота и давление

Человеческое ухо настроено на звуки разных частот, имеющих одинаковое звуковое давление, которые воспринимаются (конечно же, субъективно) звуками разной громкости. Лучше всего слух воспринимает частоту примерно в три килогерца, и чувствительность эта падает, если частоты становятся более трёх или менее трёх килогерц, когда падает звуковое давление. Этот эффект можно возместить, и любой знаток звукоусилительной аппаратуры знает, что это - тонкомпенсация.

На уровне давления звука в 90-92 децибела при записи музыки выставляется нужный тональный баланс. Далее, уже при прослушивании в любых других условиях, при меньшем давлении слух ощутит недостаток частот - высоких и низких, а потому понадобится тонкомпенсация. Что это, конечно же, субъективное ощущение, все знают, однако этот недостаток организм всё-таки требует устранить. А компенсируется данный эффект изменением частотных характеристик, как правило, соответственно кривым равной громкости (Флетчер-Менсон). И именно так должна быть осуществлена тонкомпенсация, что это умиротворило бы слуховые ощущения, а прослушивание прошло с комфортом.

Исполнение

Звукоусилительная аппаратура высоких классов имеет регулятор с тонкомпенсацией, то есть её можно осуществить довольно просто. Регулятор изменяет уровень громкости и одновременно влияет на амплитудную и частотную характеристики тракта усилителя по кривым Флетчера-Менсона. По желанию пользователя можно как включить тонкомпенсацию, так и выключить, для чего предусмотрена специальная кнопочка. Самые простые звукоусилительные устройства позволяют регулировать тонкомпенсацию эквалайзером, темброблоком или даже вручную, изменяя амплитудно-частотную характеристику звукового тракта.

Можно использовать регулятор громкости с тонкомпенсацией. Многие любители аудио именно так и поступают, прислушиваясь к разнообразным мифам, легендам и заблуждениям. Главная цель - выставить на максимум высокие и низкие частоты, чтобы добиться нравящегося звука, даже если он совсем не такой на носителе, даже если это бренд. Эти люди знают, как включить тонкомпенсацию и для чего она нужна. Хорошо, что эквалайзер поддаётся настройкам, и можно довести звучание до того состояния, которое принесёт комфорт звуковым ощущениям.Loudness

Так обозначается функция тонкомпенсации громкости на звукоусилительной аппаратуре. Что же это за функция и для чего она предназначена, многие любители музыки отвечают одинаково: для яркости звучания (некоторые даже откровенно определяют эту яркость как звук, похожий на букву V, то есть с завышенными крайними частотами - высокими и низкими). Но это вовсе не так. Высокая точность звучания - High Fidelity, или просто Hi-Fi - это как раз звук, близкий к оригиналу, соответствующий одному из определённых стандартов.

Есть даже специальная наука под названием психоакустика, которая изучает восприятие звука человеческим слухом. Процессы, которые происходят в мозге от воздействия на него звуковых волн, очень сложны. Но настройка тонкомпенсации ему вовсе не нужна. Изначально человеческий слух был предназначен не для того, чтобы слушать музыку, он был необходим для выживания, для общения с себе подобными и вовсе не снабжён функциями спектроанализатора для измерения параметров тонкомпенсации. Лучше всего человек воспринимает среднечастотный диапазон, и все ощущения изменений высоты звука вследствии его интенсивности (громкости) существуют только в его голове. И даже называются такие изменения фантомными частотами, и образуются они только в определённых условиях.

График кривых

Этот эффект лучше всего демонстрируется с помощью графика кривых при равной громкости, который присутствует среди иллюстраций к данной статье, а как это работает, будет рассказано прямо сейчас. Изображённые на графике кривые характеризуют, как мы воспринимаем одинаковую громкость звучания на разных частотах. Чем ниже громкость (интенсивность звучания), тем больше "кривеют" линии.

Именно для исправления их кривизны и придумана тонкомпенсация, то есть для того, чтобы подгонять громкость под те значения, которые воспринимаются нами как ровное звучание. Если слушать музыку на небольшой громкости, неравномерность становится наиболее критичной для восприятия. А если громкость сигнала становится выше, слух начинает воспринимать различные частоты линейно, и в этом случае теряется всякий смысл такой коррекции.

Yamaha

Одна из самых грамотных реализаций встречается в усилителях Yamaha. Однако владельцы этой аппаратуры не только не всегда знают, зачем включить тонкомпенсацию. Как включить её, они порой не знают тоже. О предназначении уже было немного сказано. Теперь о том, где находится тонкомпенсация в усилителе Yamaha. Она выполнена не как отдельная кнопочка, а как ручка регулировки, с поворотом которой меняется и глубина коррекции вместе с громкостью, которая относительна к выбраной ранее основной ручке. Такая коррекция точно соответствует кривым на графике.

Звук становится тише ранее выбранного и "кривеет" на графике, однако на слух воспринимается гораздо ровнее. Получается, что на больших громкостях всякая коррекция отсутствует, а на малых она максимальная. Только вот среднему потребителю с невоспитанным слухом нужно совсем иное. Он привык слушать только "кривой" звук, а потому кнопка постоянной коррекции ему необходима. Самое печальное, что клиент всегда бывает прав, и многие производители потакают своим потребителям. Итог плачевный - большая часть аппаратуры "в нуле" не звучит.

"Натуральный" звук

Среди профессиональных музыкантов, обладающих абсолютным слухом, много противников такого "улучшения" звука. Аппаратура хороша только тогда, когда чисто звучит "в нуле", то есть без регулировок. Обязательно возникнет вопрос относительно восприятия звука обычным слухом, который слышит его не таким, каков он есть. Таких людей большинство, и разве не справедливо всё-таки прибегать к коррекции? Справедливо, но только если громкость малая. На большой не нужна никакая коррекция.

Звучание натуральных инструментов человек тоже вынужден воспринимать с искажением, и сравнивать звук аудиосистем можно единственно с ними. Верность звучания может оценивать только хорошо натренированный слух. И необходимо уточнить, что студийная аппаратура тонкомпенсации не имеет. Это по большому счёту обманка. Чувствительность слуха различна к разным частотам, и зависимость эта меняется от изменения звукового давления.Регулятор громкости

Если уровень громкости небольшой, а звукоусилительная аппаратура не обладает высоким классом, качественного воспроизведения звука можно не ждать. Высококачественные усилители имеют самые разные схемы для компенсации АЧХ (амплитудно-частотная характеристика), когда при небольшой громкости усиливаются нижние и верхние частоты, выравнивая качество звучания. Здесь очень помогает регулятор громкости с тонкомпенсацией. Схемы для выполнения такого регулятора довольно просты, дефицитных деталей не требуют, даже настройка какая-либо не нужна.

Здесь проблемы могут возникать другого плана. Даже идеально спроектированный регулятор с тонкомпенсацией будет давать совпадение кривых компенсации и кривых равной интенсивности звучания при точно определённом коэффициенте передачи тракта сигнала - от источника его до окончательного выхода. Уровень громкости тембровой балансировки достигается при том же самом положении регулятора с тонкомпенсацией для любого источника. Тональный баланс нарушается вместе с отклонением этого коэффициента от расчётного.

Резистор тонкомпенсации

Большая часть таких схем резисторов построена на основе переменных сопротивлений (сопротивление и есть резистор), для которых предусматривались дополнительные отводы. Недостатком их является то, что применяются только специальные переменные резисторы с тонкомпенсацией небольшой глубины.

Также они обладают определённой нелинейностью и ступенчатостью при воспроизведении верхних и ещё более - низких частот. Однако эти схемы применяются довольно часто как при изготовлении новой аппаратуры, так и для доработки готовых усилителей, приёмников и магнитол.Для уверенной работы

Если в устройстве применён обычный регулятор громкости, то есть обычный переменный резистор, с тонкомпенсацией нужно работать отдельно. Специальная схема включается вместо него, если это сопротивление не было включено в цепь усилительных узлов обратной связи.

Однако при этом обязательно учитывается выходное сопротивление до регулятора громкости в предшествующем каскаде, оно должно быть намного меньше сопротивления резистора. Также учитывается входное сопротивление следующего каскада, которое обязательно должно быть больше сопротивления резистора. И чем больше разница сопротивлений, тем обеспеченнее согласование нагрузок, отчего в целом аппаратура работает увереннее.

Для гитаристов

Многие гитаристы замечают при убавлении громкости своего инструмента пропорциональное пропадание в звучании верхних частот. Особенно сильно заметен этот эффект, когда на гитаре стоят синглы. Вообще-то это, как говорят специалисты, проблемой вовсе не является. Просто таким образом получается менее перегруженный и более тёмный звук, вполне пригодный для ритм-партии. Для соло громкость увеличивается, звук лучше прорезается в миксе и вообще становится ярче. Стоит просто прислушаться к своему инструменту и оставить схему как есть, без каких-либо изменений.

Причинами потерь верхних частот могут являться очень многие. Кабели и вся электроника работают в сумме как фильтр, как резистор тонкомпенсации. Особенно это видно на низких частотах, поскольку фильтр низких частот работает только до порога, переступив который, он все частоты вообще отрезает. Поэтому максимальная громкость уводит блокируемые частоты за пределы слышимого диапазона, и если вращать потенциометр (то есть понижать громкость), сопротивление цепи повышается, смещая частоту среза фильтра низких частот в тот диапазон, который мы слышим.Устранение проблемы

Кабели должны быть высококачественными, низкой ёмкости, которые гораздо меньше влияют на исчезновение верхних частот. Конечно, здесь есть и некоторые неудобства. Во-первых, такой кабель дорог, во-вторых, он жёсток и тяжёл. Длинный кабель имеет большую ёмкость, чем короткий. Здесь неудобство в том, что передвижения по сцене будут ограниченными.

Можно компенсировать потери в верхних частотах, если к незаземлённым ножкам резистора припаять конденсатор на вход и выход, тогда в схеме будет фильтр, добавляющий выходному сигналу больше верхних частот. Ёмкостью конденсатора устанавливается частота, пропускающая сигнал выше порога. И чем больше будет ёмкость, тем ниже порог частоты.

Тонкомпенсация в компьютере

У персональных компьютеров, мобильных устройств, медиа-плееров и другой подобной техники, причём одинаково под Linux или Windows, линейно работают регуляторы громкости. Можно закрутить ползунок почти до самого низа и не изменить громкости, зато дальше каждый пиксель заметно её изменяет. А ведь регулироваться это должно в децибелах. Тонкомпенсации настоящей практически нет нигде. Всё делается только регулировкой звука. АЧХ корректируется всегда в зависимости от звуковой карты.

Интерфейс взаимодействия API предоставляет, но вот конкретные функции могут и не быть доступными. Где-то присутствует хороший графический эквалайзер, где-то хотя бы ползунки - подтянуть тембры низких и высоких частот, а где-то и вообще ничего в доступе нет. И даже там, где есть, конретного совета ни получить, ни подарить нельзя: каждая операционная система диктует своё. У "семёрки" - так, у "десятки" - эдак, а Linux вообще особая статья.

Категория: Технологии