Як DSP може вивести аудіо на нові висоти у 2016 році

Читаючи останній роман Мішеля Уельбека «Покора», я був вражений однією з його заяв і тим, як це стосується майбутнього аудіо. Вигаданий герой книги, говорячи про автора, якого він вивчав, стверджує: «Його шедевр був у глухому куті, але хіба це не правда про будь-який шедевр?»

Аудіо високого класу – це шедевр. Традиційну аудіотехніку було вдосконалено, принаймні в тому сенсі, що її просунули настільки далеко, наскільки це можливо. Звичайно, нові підсилювачі та ЦАП можуть звучати трохи краще, ніж ті, які ми маємо зараз. Роздільна здатність цифрових файлів може бути підвищена до ще вищого рівня. Удосконалення масового виробництва дещо покращить якість динаміків. Тим не менш, традиційна аналогова і базова цифрова аудіотехніка майже зайшли в глухий кут. Жодне вдосконалення конструкції підсилювача, ЦАП або пасивного динаміка навряд чи призведе до значного покращення якості звуку.

Доброю новиною є те, що ми побачимо значні покращення у відтворенні звуку в 2016 році та протягом наступних кількох років. Коли я ходив по виставковому залу та відвідував презентації на виставці Audio Engineering Show у Нью-Йорку в жовтні, мені було очевидно, що цифрова обробка сигналу, або DSP, надає численні можливості для кращого звуку в будь-якій системі…і для кращого звуку також від менших і менш дорогих продуктів.

Зараз DSP вбудовано в багато мікросхем підсилювачів класу D, а також доступно в модулях, які легко програмувати, наприклад, від Danville Signal Processing. Оскільки аудіокомпанії високого класу, такі як Bowers & Wilkins, Dynaudio, MartinLogan та інші, почали створювати активні продукти, тобто бездротові динаміки, звукові панелі та сабвуфери, вони все більше і більше використовують DSP. Багато аудіофілів, можливо, уражені спогадами про жахливі режими DSP у дешевих AV-ресиверах, негативно реагують на будь-яку згадку про DSP. Проте я підозрюю, що DSP знайде свій шлях від цих продуктів нижчого класу до більш елітних продуктів вищого класу, оскільки переваги DSP надто потужні, щоб їх ігнорувати.

Ми часто думаємо про те, що виробники високого класу витрачають необхідну кількість часу на налагодження своїх продуктів, але насправді час розробки — це завжди обмежений ресурс для будь-якої компанії, і жоден продукт ніколи не є ідеальним. Завжди настає момент, коли інженери повинні сказати: «Це досить добре». DSP дозволяє інженерам, у межах відведеного часу на розробку, експериментувати з набагато більшими можливостями налаштування продукту.

У традиційному аналоговому аудіопроектуванні інженер точно налаштовує продукт, фізично змінюючи одну або кілька частин, наприклад резистор або конденсатор. За допомогою DSP інженер точно налаштовує продуктивність за допомогою інтерфейсу керування, що працює на комп’ютері. Я включив знімок екрана (нижче) інтерфейсу параметричного еквалайзера від Quickfilter Technologies QF3DFX DSP, щоб дати вам уявлення. Для будь-якого фільтра інженер вказує центральну частоту, Q (смугу пропускання), ступінь підсилення або зрізу та тип фільтра (високочастотний, смуговий, нижньочастотний тощо). Будь-яка зміна займає лічені секунди. Інженер має час, щоб більше експериментувати та налаштувати продукт на вищий рівень продуктивності, ніж можна було б досягти в аналоговій області.

DSP також забезпечує рівень точності, якого аналогові схеми не можуть досягти доступно та практично. Використовуючи DSP, інженер може налаштувати кросоверні фільтри гучномовців з точністю до часток децибела; з аналоговою схемою кросовери зазвичай розробляються з кроком 6 дБ, тому інженер обмежується, скажімо, спадом високих частот -12 дБ на низькочастотному динаміку, де спад -14,5 дБ насправді є найкращим.

Частоти фільтрів можна вказати з точністю до часток герца за допомогою DSP. З аналоговими схемами така точність практично неможлива, оскільки конденсатори та котушки індуктивності, що використовуються в аналогових схемах, зазвичай виготовляються з допусками 5 або 10 відсотків. Наприклад, для високочастотного фільтра для середньочастотного драйвера в динаміку навіть п’ятивідсотковий допуск у конденсаторі призведе до діапазону похибок приблизно від -25 до +30 Гц.

Зверніть увагу, що інтерфейс QF3DFX пропонує 10 діапазонів фільтрів на канал. Це дозволяє інженеру налаштовувати незначні резонанси драйвера динаміка та корпусу та недоліки відгуку без збільшення вартості деталей або складності схеми. Виконання цього за допомогою аналогових фільтрів займе більше часу, значно збільшить вартість деталей і, можливо, вплине на якість звуку.

Це лише дряпає поверхню потенціалу DSP, тому що я навіть не вникаю в інші можливості QF3DFX. А великі мікросхеми DSP від ​​таких компаній, як Analog Devices і Texas Instruments, можуть зробити набагато більше, ніж відносно недорогий QF3DFX.

Звичайно, аудіофіли можуть бути стурбовані тим, що DSP вимагає перетворення аналогових сигналів у цифрові, але надзвичайно тонкі ефекти перетворення аналогового сигналу в цифровий і назад є на кілька порядків менш значними, ніж покращення продуктивності, які пропонує DSP.

Підсумок: динаміки краще працюють із DSP.

Натяк на те, що може зробити DSP, можна було побачити на виставці AES, де стенд Barefoot Audio зібрав найбільшу кількість людей. Компанія не лише використовує DSP, щоб налаштувати свої монітори запису (показані вище) майже до досконалості — і отримати набагато більше басів, ніж можна було б припустити в їхніх маленьких кабінетах, — але також використовує DSP для створення свого MEME (мульти-Emphasis Monitor Emulation). технології. Одним натисканням перемикача MEME дозволяє моніторам Barefoot імітувати звук легендарного (і більше не виробляється) монітора Yamaha NS-10M, класичних моніторів запису у формі куба Auratone і типової побутової Hi-Fi системи.

Аудіофіли, можливо, не захочуть, щоб їхні динаміки емулювали різні звуки, але вони можуть забажати перемикач, який точно налаштовує динамік на різні акустичні середовища… або забезпечує м’який, неінвазивний контроль тонального балансу. Шоу AES довело, що DSP стає потужнішим, але простішим у використанні. Буде цікаво почути, чого досягнуть дизайнери аудіопродуктів у 2016 році.