Kuinka DSP voi viedä äänen uusiin korkeuksiin vuonna 2016
Lukiessani Michel Houellebecqin viimeisintä romaania Submission, hämmästyin yhdestä hänen lausunnostaan ja siitä, kuinka se liittyy äänen tulevaisuuteen. Kirjan fiktiivinen päähenkilö, puhuessaan kirjailijasta, jota hän on tutkinut, toteaa: "Hänen mestariteoksensa oli umpikuja – mutta eikö se pidä paikkaansa minkä tahansa mestariteoksen kohdalla?"
Huippuluokan ääni on mestariteos. Perinteistä äänitekniikkaa on kehitetty täydelliseksi, ainakin siinä mielessä, että sitä on työnnetty niin pitkälle kuin se voi mennä. Toki uudet vahvistimet ja DACit saattavat kuulostaa hieman paremmilta kuin nykyiset. Digitaalisten tiedostojen resoluutio voidaan nostaa vieläkin korkeammalle tasolle. Massatuotannon parannukset heikentävät kaiuttimien laatua hieman. Silti perinteinen analoginen ja perusdigitaalinen äänitekniikka ovat melko umpikujassa. Vahvistimen, DAC:n tai passiivikaiuttimien suunnittelun parantaminen ei todennäköisesti johda merkittävään äänenlaadun paranemiseen.
Hyvä uutinen on, että näemme merkittäviä parannuksia äänentoistossa vuonna 2016 ja muutaman seuraavan vuoden aikana. Kun kävelin näyttelykerroksessa ja osallistuin esityksiin Audio Engineering Showssa New Yorkissa lokakuussa, minulle oli ilmeistä, että digitaalinen signaalinkäsittely eli DSP tarjoaa lukuisia mahdollisuuksia parempaan ääneen missä tahansa järjestelmässä… myös pienistä ja halvemmista tuotteista.
DSP on nyt sisäänrakennettu moniin D-luokan vahvistinpiiriin, ja se on saatavana myös helposti ohjelmoitavissa moduuleissa, kuten Danville Signal Processingin moduuleissa. Kun huippuluokan audioyhtiöt, kuten Bowers & Wilkins, Dynaudio, MartinLogan ja muut, ovat alkaneet rakentaa aktiivisia tuotteita – eli langattomia kaiuttimia, soundbareja ja subwoofereja – he ovat käyttäneet DSP:tä yhä enemmän. Monet audiofiilit, joita kenties arpeuttavat muistot kamalalta kuulostavista DSP-tiloista halvoissa AV-vastaanottimissa, reagoivat negatiivisesti kaikkiin DSP:n mainintaan. Epäilen kuitenkin, että DSP löytää tiensä näistä alemman luokan tuotteista eliittiisimpiin, korkeampiin tuotteisiin, koska DSP:n edut ovat liian voimakkaita sivuutettaviksi.
Ajattelemme usein huippuluokan valmistajien käyttävän kuinka paljon aikaa tahansa tuotteidensa hienosäätöön, mutta tosiasia on, että kehitysaika on aina rajoitettu resurssi mille tahansa yritykselle, eikä mikään tuote ole koskaan täydellinen. Aina on hetkiä, jolloin insinöörien on sanottava: "Se on tarpeeksi hyvä." DSP antaa insinööreille mahdollisuuden kokeilla monia muita mahdollisuuksia tuotteen virittämiseen käytettävissään olevan kehitysajan puitteissa.
Perinteisessä analogisessa audiosuunnittelussa insinööri hienosäätää tuotetta muuttamalla fyysisesti yhtä tai useampaa osaa, kuten vastusta tai kondensaattoria. DSP:n avulla insinööri hienosäätää suorituskykyä tietokoneessa olevan ohjausliittymän avulla. Olen lisännyt (alla) Quickfilter Technologies QF3DFX DSP:n parametrisen taajuuskorjaimen käyttöliittymän kuvakaappauksen antaakseni sinulle idean. Insinööri määrittää mille tahansa suodattimelle keskitaajuuden, Q:n (kaistanleveyden), tehostuksen tai leikkauksen määrän ja suodattimen tyypin (ylipäästö, kaistanpäästö, alipäästö jne.). Mikä tahansa muutos vie vain sekunteja. Insinöörillä on aikaa kokeilla enemmän ja säätää tuotteen suorituskykyä korkeammalle tasolle kuin analogisella alueella voitaisiin saavuttaa.
DSP mahdollistaa myös sellaisen tarkkuuden, jota analogisilla piireillä ei voida saavuttaa edullisesti ja käytännöllisesti. DSP:n avulla insinööri voi virittää kaiuttimien jakosuodattimet desibelin murto-osien tarkkuudella; Analogisilla piireillä jakomuuntimet suunnitellaan tyypillisesti 6 dB:n välein, joten suunnittelija rajoittuu esimerkiksi -12 dB:n korkeataajuiseen wooferiin, jossa -14,5 dB:n roll-off on itse asiassa paras.
Suodatintaajuudet voidaan määrittää hertsin murto-osaan asti DSP:llä. Analogilla tällainen tarkkuus on käytännössä mahdotonta, koska analogisissa piireissä käytetyt kondensaattorit ja induktorit valmistetaan tyypillisesti 5 tai 10 prosentin toleransseilla. Esimerkiksi kaiuttimen keskitaajuuskaiuttimen ylipäästösuodattimessa jopa viiden prosentin toleranssi kondensaattorissa johtaisi virhealueeseen noin -25 – +30 Hz.
Huomaa, että QF3DFX-liitäntä tarjoaa 10 suodatinkaistaa kanavaa kohti. Tämä antaa insinöörille mahdollisuuden virittää pienet kaiutinohjaimen ja kotelon resonanssit ja vastevirheet lisäämättä osien kustannuksia tai piirien monimutkaisuutta. Tämän tekeminen analogisilla suodattimilla kestäisi kauemmin, nostaisi osien kustannuksia huomattavasti ja vaikuttaisi mahdollisesti äänenlaatuun.
Tämä on vain DSP:n potentiaalin pintaa raapimista, koska en edes tutustu QF3DFX:n muihin ominaisuuksiin. Ja suuret DSP-sirut yhtiöiltä, kuten Analog Devices ja Texas Instruments, voivat tehdä paljon enemmän kuin suhteellisen edullinen QF3DFX.
Tietysti audiofiilit voivat olla huolissaan siitä, että DSP vaatii analogisten signaalien muuntamista digitaalisiksi, mutta erittäin hienovaraiset vaikutukset analogisen signaalin muuntamisesta digitaaliseksi ja takaisin ovat useita suuruusluokkaa vähemmän merkittäviä kuin DSP:n tarjoamat suorituskyvyn parannukset.
Bottom line: Kaiuttimet toimivat paremmin DSP:n kanssa.
Vihje siitä, mitä DSP voi tehdä, oli näkyvissä AES-näyttelyssä, jossa Barefoot Audio -osasto houkutteli suurimman osan yleisöstä. Yritys ei ainoastaan käytä DSP:tä äänitysmonitoreidensa virittämiseen (näkyy yllä) lähes täydellisyyteen – ja saadakseen paljon enemmän bassotehoa kuin pienet kaapit antavat ymmärtää –, mutta se käyttää myös DSP:tä MEME:n (Multi-Emphasis Monitor Emulation) luomiseen. teknologiaa. MEME antaa Barefoot-näytöille mahdollisuuden jäljitellä Yamahan legendaarisen (ja ei enää valmistettavan) NS-10M-näytön ääntä, klassisten Auratone-kuution muotoisten tallennusmonitorien ja tyypillisen kuluttajahifijärjestelmän ääntä.
Audiofiilit eivät ehkä halua kaiuttimiensa kytkintä emuloidakseen erilaisia ääniä, mutta he saattavat haluta sellaisen, joka hienosäätää kaiuttimen erilaisiin akustisiin ympäristöihin… tai tarjoaa hellävaraisen, ei-invasiivisen sävytasapainon säädön. AES-näyttely osoitti, että DSP:stä on tulossa tehokkaampi mutta helpompi käyttää. On jännittävää kuulla, mitä äänituotteiden suunnittelijat saavat aikaan sillä vuonna 2016.