Найти тему

Мультимедиа и звук, отличия. Часть 3: схема Хаффлера

Продолжаем говорить про отличия звуковой системы от мультимедийной, и сегодня поговорим о различиях в организации тыловой акустики.

Как я уже говорил, в мультимедийной системе тыловые каналы (surround) воспроизводят активны звуки, которые в кино идут сзади (ездят машины, ходят люди, летают вертолеты, нападают медведи и монстры, ну и т. д.), а так же пассивные, диффузные (рассеянные) звуки. То есть различные отражения, создавая обстановку того пространства, в котором сделана запись.

В автомобильной системе мы вообще стараемся от тыловых динамиков избавиться, только фронт + сабвуфер, только хардкор!

Тут, кстати, следует сделать одно замечание. Даю цитату из журнала «Автозвук»:

«Распространенное заблуждение, что сзади должна стоять мощная широкополосная акустика, является своего рода атавизмом того периода развития автостерео, когда наиболее подходящим местом для установки динамиков считалась задняя полка. До сих пор, надо заметить, многие автомобильные производители, не желая себя обременять компоновочными проблемами, неизбежно связанными с установкой качественной фронтальной акустической системы, ставят в штатном варианте в заднюю полку излучатели значительно большие по размеру, нежели установленные в передних дверях или панели приборов.
Более того, идя на поводу у столь укоренившихся фактов жизни, производители головных аппаратов часто коммутируют встроенные усилители и RCA выходы таким образом, что сигнал на линейном выходе (т.е. предназначенный для дальнейшего усиления, обозначается как тыловой.
Относится ли это к высококачественным аудиосистемам? Безусловно — нет. Давайте рассмотрим свойства тылового звукового поля, исходя из общего принципа звукового проектирования автомобильной системы, а именно — добиться наиболее реалистического воспроизведения звука.»

Я об этом талдычу уже лет 15, а в ответ мне разные граждане говорят «на заводе не дураки сидят»… ОК, вот вам мнение не от меня, со стороны… закрываем вопрос? Вот и славно.

Но все-таки, когда мы сидим в зале, у нас же есть какие-то звуки, которые доносятся до нас не прямо из источника, правда? Реверберация, отражения и все вот это. Это дает ощущение пространства, чего порой так не хватает в автозвуке. (рис. 2)

рис. 2. Схема прямого и отраженного звука
рис. 2. Схема прямого и отраженного звука

Откровенно говоря, этому порой вредят звукорежиссеры, которые жестко вычищают запись от этого всего, думая что делают лучше. Или вообще пишут в почти безэховой камере (немного утрирую), делая практически стерильную запись.

Интереснее звучат записи, снятые на концерте микрофонами, расставленными в панораму, но таких записей не очень много.

А что если мы сами постараемся добиться такого эффекта, у нас получится? В принципе да, и поможет нам в этом та самая схема Хаффлера, про которую многие слышали, но что это такое — понятия не имеют. А статьи в интернетах сложны для понимания. Попробую попроще.

Начнем ст того, что мощность отраженного звука буквально на порядки слабее чем-то, что долетает до нас от фронтальной акустики (или от музыкантов). Что нам это дает? Ат то, что не надо фигачить на тыл мощные динамики, просто бесполезная трата денег.

Более того, чем мощнее динамики на тылу, тем больше проблем со сценой впереди. Понятно почему, да? Тыл оттягивает все на себя, размывая образы.

Второй момент — в отраженном звуке нет НЧ и ВЧ-составляющих. Почему? Я уже писал, что ВЧ быстро рассеиваются с расстоянием, а при отражении еще быстрее. А тут у нас вообще отражений немыслимое количество, так что ВЧ буквально растворяются.

Что касается НЧ звена, то бас просто плохо локализуется сам по себе, так что мы не понимаем, что звук сзади или откуда-то еще, поэтому считаем, что его там нет. В итоге АЧХ отраженного сигнала выглядит так, как показано на рисунке 3. Это практически СЧ-сигнал.

АЧХ тыловых каналов
АЧХ тыловых каналов

Какие выводы? На тыловые каналы по схеме Хаффлера нам не нужны мощные широкополосные динамики, и тем более нет смысла ставить на тыл двушку или трешку. Достаточно небольшого и не очень мощного СЧ-динамика. 4-5 дюймов будет вполне достаточно. Например из домашки, их полно в недорогом сегменте.

Да, хорошо если такая акустика будет играть на отражение от заднего стекла, например, это добавит еще диффузии и улучшит ощущение пространства. СЧ в полку слышали? Вот, теперь и я это сказал, хаха!

Ну и понятно же, что если сзади стоит саб, то СЧ должны быть в корпусах, правда? Иначе саб будет им яростно мешать. Собссна оно всегда должно быть так, не только при схеме Хаффлера.

Опять припомним цитату из журнала «Автозвука (кстати, картинки тоже взял оттуда, за что им спасибо):

«Когда в начале семидесятых аудиоиндустрией овладела идея четырехканального воспроизведения, конструкторы изо всех сил пытались уйти от необходимости вводить два дополнительных полноценных канала записи-воспроизведения и искали способ выделить пространственную информацию из основных стереоканалов.
Так родились матричные системы кодирования квадросигнала, пожили немного и тихо, не просыпаясь, скончались. Однако во время этой недолгой жизни обнаружилось, что значительная часть пространственной информации содержится в разностных компонентах стереосигнала, т. е. в той части сигнала, которая не совпадает в правом и левом каналах.
Получается такой сигнал путем вычитания сигнала одного канала из другого: L — R (или R — L, что означает всего лишь тот же сигнал, но в противофазе). Разностный сигнал получается тем больше, чем больше разделение каналов, то есть шире стереобаза, и, по теории, должен нести сведения о том, насколько разнообразны и структурированы отзвуки основных звуков.
Естественно, при воспроизведении моносигнала разностный равен нулю. Долго, впрочем, и этот метод не прожил, и виновато в этом несовершенство носителей записи того времени. Дело в том, что, при вычитании сигналов правого и левого каналов значительная часть полезной информации, идентичной для обоих каналов, взаимно уничтожалась, а вот шумы в стереоканалах, которые между собой никак не коррелированы, оставались неизменными.
Поэтому отношение сигнал/шум в разностных каналах было аховое: треск и шипение виниловой пластинки преобладали над всеми остальными звуками. Идея, впрочем, была эксгумирована при разработке техники для домашнего кинотеатра. При всей мудрености названий систем surround sound, в основе лежит все то же разностное преобразование, иногда осложненное введением искусственной временной задержки. Шумы теперь — не проблема, если речь идет о компактных дисках, так что к разностной схеме вернулись и в автосистемах.
Простейший способ выделения разностного сигнала из двух стереоканалов — подключить тыловые громкоговорители между синфазными выходами стереоканалов.
Тогда одинаковые для обоих каналов составляющие воспроизводиться не будут, а разность — будет. Такая схема получила название схемы Хаффлера»

Ее реализация в автомобильной системе показана на рисунке 4.

Схема Хаффлера
Схема Хаффлера

Есть и другие варианты, например с всего одним динамиком, но хватит и этого.

Вспомнил, у нас был знакомый, году в 2003, у него была кликуха «Овал»… кто угадает почему? Напишите в комментариях 😂

Ну и не лишне повторить, что не надо пытаться сделать такой тыл очень громким, иначе получился каша. Просто повторите эту схему, и расскажете о результатах. Она была весьма популярна лет 20 назад, потом сошла на инет. Но новое это хорошо забытое старое, не так ли?

Мы продолжим, а пока не забывайте подписаться на наш канал!