آشنایی با مشخصات اسپیکر مانیتورینگ
اغلب گفته می شود که کیفیت یک بلندگو ذهنی است، اما اسپیکر مانیتورینگ ابزار اندازه‌گیری هستند: آنها سیگنال صوتی شما اعم از گفتار، موسیقی یا افکت‌های صوتی را اندازه گیری می کنند. ابزارهای اندازه‌گیری باید دقیقا آنچه را که اندازه‌گیری می کنند گزارش دهند. اگر اسپیکر مانیتورینگ مقداری را خیلی زیاد یا پایین گزارش کند، تصمیمات مبتنی بر آن مقادیر اشتباه یا نامناسب خواهد بود. ولت متری را در نظر بگیرید که برای اندازه‌گیری باتری 9 ولت استفاده می شود. اگر نتیجه کمتر از 8 ولت باشد، باتری شما از کار افتاده است، می بایست یک باتری جدید تهیه کنید. در واقع به شما نشان می دهد که زیر 9 ولت، دیگر باتری شما کار نمی کند.
پیتر والکر می گوید: ( اگر خروجی را دوست ندارید، به ورودی نگاهی بیندازید)، اگر صدایی که از اسپیکر مانیتورینگ خارج شده است را دوست ندارید، می بایست منبع صوتی خود را بررسی کنید. پس از کجا بفهمیم یک اسپیکر اطلاعات درست را به ما می دهد؟ پاسخ دارای دو بخش است: اول بررسی مشخصات منتشره شده و دوم نصب بلندگو در اتاق است.
پاسخ فرکانسی
پاسخ فرکانسی (frequency response) یکی از مشخصات مهم اسپیکر مانیتورینگ به حساب می آیند. یک خط صاف در “باند عبور” (محدوده فرکانس‌هایی که اسپیکر مانیتورینگ برای بازتولید در نظر گرفته است) در موقعیت گوش دادن است. مهم نیست که بلندگو در شرایط anechoic چقدر صاف باشد، فضای اتاق شما بر پاسخ بلندگو و صدا در طول مسیر از بلندگو به گوش شنونده تاثیر می گذارد. بر خلاف اجراهای زنده و محیط‌های خانگی، موقعیت شنیداری یک استودیوی ضبط به خوبی قابل تعریف است. اما طراح اسپیکر مانیتورینگ نمی تواند در مورد بسیاری از عوامل تاثیر گذار دیگر مطمئن باشد – مثلا فاصله گوش دادن، (دیوارها، سقف، کف و…) آکوستیک و موارد دیگر.
Acoustical loading دیوارها و میزها که باعث افزایش پاسخ فرکانس پایین می شود را می توان با فیلترهای ساده جبران کرد. این فیلترها را در بسیاری از اسپیکرها در دسترس شما قرار می گیرند. همچنین این امکان وجود دارد که طراح عمدا یک پاسخ anechoic غیر مسطح را هدف قرار دهد. این معمولا در گذشته با این فرض انجام می شد که برای بازیابی یک پاسخ مسطح، تاثیر گذار است. به عنوان مثال، برخی از طراحان محدوده پایین و متوسط را حذف کرده‌اند، با علم به اینکه میز آن را جبران می کند. این تاکتیک در صورت وجود نداشتن میز، کار نمی کند ( برخی با پاسخ بلندگوی low-mid رنج می برند) اما با محصولات امروزی و فیلترهای کنترل شده توسط کاربر، این ایدئولوژی غیر ضروری است. بازتاب‌ها را نمی توان یکسان کرد مگر اینکه از تکنیک‌های پیچیده استفاده کنیم، که طراحی آن پیچیده و اجرای آن پر هزینه هست.
بررسی برخی از نمونه‌های پاسخ فرکانسی
40Hz-25kHz: ممکن است اطلاعات دقیقی کسب نکنیم زیرا میزان سطح صدا مشخص نشده است. آیا پاسخ در این فرکانس‌ها 3dB، -6dB یا حتی 10 دسیبل هست؟
50Hz-22kHz (-6dB): گزینه بهتری نسبت به فرکانس قبلی هست اما عالی نیست. فرکانس‌های بالا و پایین را می شناسیم که در آن فشار صوتی به نصف می رسد. ( اغلب 3dB- نصف قدرت صدا می باشد).
60Hz-20kHz (±2dB): این گزینه بهتری است، زیرا می دانیم که پاسخ بین دو فرکانس درسطح 4 دسی بل قرار دارد. اما ما هنوز نمی دانیم که آیا سطح صدا رو به پایین یا رو به بالا است.
به طور خلاصه، تنها الگویی که می توانیم از این اعداد استنباط کنیم این است که هر چه محدودیت‌های دسی بل گسترده تر باشد، مقادیر پاسخ فرکانسی گسترده تر خواهد بود و مشخصات بهتر به نظر می رسند. مشخصات زیر کامل تر هستند:
- Anechoic frequency response ±6dB: 40Hz–25kHz
- Anechoic frequency response ±3dB: 45Hz–22kHz
- Anechoic linearity deviation between 100Hz and 10kHz: ±1.5dB
دو مشخصات اول گسترش فرکانس را در فرکانس‌های بالا و پایین نشان می دهند، و آخرین نشان می دهد که بلندگو در وسط چقدر صاف است ( یعنی دور از فرکانس‌های افراطی). بهتر است فرکانس‌ها بر این اساس باشند.
نمودار 1، نمونه‌ای است که در آن می توانیم به درستی یک پاسخ آنکوئیک (خط نارنجی) را مشاهده کنیم. پاسخ فرکانسی ایده آل با خط سبز بر روی نمودار نمایش داده شد. در داخل باند عبور، خروجی باید در همه فرکانس‌ها یکسان باشد و در خارج از باند عبور اصلا صدایی وجود نداشته باشد.
مهم نیست طراحی اسپیکر مانیتورینگ چقدر خوب باشد و سیستم‌های کنترل کیفیت چقدر محکم باشد، قطعات مکانیکی و الکترونیکی یکسان نیستند و در نتیجه تفاوت‌های کوچکی در عملکرد کلی ایجاد می کنند. سازگاری را می توان با کوتاه کردن پاسخ در آزمایش نهایی در تولید افزایش داد. برخی از تولیدکنندگان فقط سطوح درایور را تنظیم می کنند، برخی بیش از این کار می کنند و برخی دیگر، هیچ کاری انجام نمی دهند.
پاسخ فاز
“پاسخ فرکانسی” که تا اینجا توضیح داده شده در واقع اندازه پاسخ فرکانسی است sqrt(Re2+Im2)). دیدگاه دیگر فاز پاسخ فرکانسی sin-1(Im/Re)) است. بلندگوی ایده آل از نظر تئوری تمام فرکانس‌ها را دقیقا در یک زمان تولید می کند، و اگر چنین بود، پاسخ فاز یک خط صاف خواهد بود: “فاز خطی”
راز اسپیکرهای آنالوگ این است که پاسخ فاز طبیعی یک خط شیب دار رو به پایین با افزایش فرکانس است. نمودار بالایی نمودار 2 یک پاسخ فاز است که برای کمک به نشان دادن آن بر روی نموداری با محدوده محور Y کوچکتر، پیچیده شده است.
در مورد بلندگوهای DSP وضعیت کاملا متفاوت است، زیرا تاخیر وابسته به فرکانس را می توان به آسانی با استفاده از یک فیلتر FIR برای صاف کردن پاسخ فاز و به قیمت تاخیر اضافی اعمال کرد. هر چه تاخیر قابل قبول بیشتر باشد، فرکانس‌های قابل تسطیح کمتر می شود. در مثال نشان داده شده در نمودار 2،3 میلی ثانیه تاخیرهزینه‌ای بود که برای صاف کردن پاسخ فاز به حدود 300 هرتز پرداخت شد. حداقل 50 میلی ثانیه برای رسیدن به 20 هرتز نیاز است – این نوع تاخیر است که فقط برای برنامه‌های پخش آفلاین ، عملی است و در جایی که به تصاویر ویدئویی مربوط می شود، تاخیر مربوط نیز وجود خواهد داشت.
تاخیر گروهی
می توانیم تاخیر گروهی را به عنوان مدت زمانی که طول می کشد تا سیگنال ورودی الکتریکی به عنوان صدای آکوستیک ظاهر شود تفسیر کنیم. در حالت ایده آل باید یک خط صاف در صفر ثانیه باشد (خط سبز در نمودار 4) اما، همانطور که می بینید، فرکانس‌های پایین تر به سمت بالا افزایش می یابد. و به این معنی است که بیرون آمدن بیس از بلندگو نسبت به میان رده و تریبل بیشتر طول کشیده است. اگر بتوان پاسخ فاز را به طور کامل مسطح کرد، تاخیر گروه نیز مسطح می شود، اما از آنجایی که ما نمی توانیم باس را پیش ببریم، باید فرکانس‌های دیگر را به تاخیر بیندازیم و در نتیجه تاخیر افزایش می یابد.
هر چیزی غیر از یک تاخیر گروهی مسطح عملا دیستورشن زمانی است. تحقیقات زیادی در مورد اینکه این افزایش تاخیر گروهی با فرکانس پایین چقدر باید کم باشد تا غیر قابل شنیدن باشد، وجود ندارد، بنابراین در حال حاضر تولیدگنندگان باید به سادگی سعی کنند آن را به حداقل برسانند. محصولات با تاخیر گروه پایین تر “سریع تر”، “محکم تر” به نظر می رسند، کابینت‌های مهر و موم شده، که به طور طبیعی تاخیر گروهی بافرکانس پایین کمتری دارند، این ویژگی‌های کیفیت صدا را دارند. همچنین توجه داشته باشید که هر چه قطع فرکانس پایین بیشتر باشد، افزایش تاخیر گروه کمتر خواهد بود. این می تواند یکی از دلایل محبوبیت پایدار یاماها NS10 باشد: فرکانس پایین آن حدود 90 هرتز است. این یک طرح کابینت مهر و موم شده است و فاقد فیلتر محافظ درایور باس بالا گذر است. نتیجه: تاخیر گروهی با فرکانس پایین.
