“Four Audio”是一家由四位聲學(xué)和信號處理研究的博士和教授共同創(chuàng)立的德國品牌，他們均畢業(yè)于德國亞琛工業(yè)大學(xué)(被譽(yù)為歐洲的“麻省理工”)，致力于研發(fā)音頻測量軟件和聲音系統(tǒng)解決方案。
2017年.廣州市銳豐智能科技有限公司與Four Audio公司成為新合作伙伴，全面豐富公司產(chǎn)品的同時拓寬了多元化、多領(lǐng)域的應(yīng)用，以全數(shù)字產(chǎn)品為核心提高整體智能化系統(tǒng)解決方案及技術(shù)支持服務(wù)，向各個音響擴(kuò)聲領(lǐng)域進(jìn)行深度衍生拓展。
Four Audio開發(fā)和銷售控制器以及音頻和聲學(xué)測量設(shè)備，以軟件和硬件相結(jié)合的開發(fā)、信號處理、音頻和聲學(xué)測量，音箱的設(shè)計(jì)為主要方向。Four Audio為全球的揚(yáng)聲器制造商提供電聲和聲學(xué)領(lǐng)域的咨詢、設(shè)計(jì)、測量和分析服務(wù)。作為AFMG的合作伙伴、全球范圍內(nèi)少數(shù)幾家提供測量和GLL/CLF創(chuàng)作服務(wù)的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室之一，其揚(yáng)聲器測量實(shí)驗(yàn)室(IFAA lab)能夠滿足任何揚(yáng)聲器的測量和建模需求。最為人熟知的業(yè)務(wù)便是為全球各揚(yáng)聲器制造商使用客觀的、高精確度的方向性數(shù)據(jù)為揚(yáng)聲器創(chuàng)建GLL文件，這些數(shù)據(jù)都符合EASE,EASE Evac，EASE Focus和AFMG FIRmaker等建模和優(yōu)化程序的要求。在歐洲，大多數(shù)已被EASE或EASE Focus認(rèn)證的揚(yáng)聲器制造商，都選擇Four Audio為其揚(yáng)聲器提供揚(yáng)聲器建模文件所需的主要數(shù)據(jù)。
FOUR AUDIO有著令人驚艷的內(nèi)在知識、聲學(xué)以及音樂性的應(yīng)用理解，并揉合了這一切，使用科技手段，合理而富于巧思又可行的處理程序來完美我們所需要的聲音。
作為音頻從業(yè)人員,從入行以來我們都被教育了:
在系統(tǒng)放大的路徑上,必須要設(shè)置一個限制器,在真的不行的時候,把信號壓住,以免過大的信號進(jìn)入音箱,造成損壞!所以COMPRESSOR LIMITER沒錢也要想辦法買,功放廠家也常把內(nèi)置LIMITER當(dāng)成銷售亮點(diǎn)，然而這樣的手法是相對粗糙的!
傳統(tǒng)壓縮是一刀切,相當(dāng)于下面說的”hard clipping”
更好的狀況應(yīng)該是進(jìn)行”soft clipping”
只是soft clipping說來簡單,@live 現(xiàn)場擴(kuò)聲領(lǐng)域卻不容易
其實(shí),處理問題的手法很多。但歸結(jié)到最后,找到關(guān)鍵指標(biāo),并對關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行控管是最有效可行的,只是找到可觀察控制指標(biāo)需要深入的研究,加以設(shè)計(jì)檢測指標(biāo)并采取判斷調(diào)整;就是技術(shù)所在了。
FOUR AUDIO HD2是預(yù)言家?
預(yù)言家為何受到追捧?能夠命中接下來會發(fā)生的事情,使人趨吉避兇,就是它們的價(jià)值;
因此擴(kuò)聲系統(tǒng)如果有預(yù)知能力,并做出反應(yīng),是不是就能保證系統(tǒng)的安全呢?
別忘了,我們在做的是live!處理器跟我們一樣都被時間所限制。處理器并沒有辦法預(yù)知下一個階段的信號是什麼,將會如何發(fā)展。但! 如果可以對于信號略為延遲呢?
信號先延遲,并且偵測,馬上決策處置再輸出，這就是HD2利用數(shù)字化作出的系統(tǒng)優(yōu)化。
延遲1ms 給你更好的聽感
FOUR AUDIO利用1ms的延遲,來針對信號處理，
既然數(shù)字處理一定有延遲,那就把延遲的盡量降低,
并且把優(yōu)點(diǎn)完全的應(yīng)用起來吧!用科技,不要被數(shù)據(jù)所綁架!
1ms是多長呢?這個問題在時域不好回答,我們用空間域來看吧!
1ms 在音速340m/s時 等同于0.34m的距離差,也就是相當(dāng)于一般人交談的距離
而人耳能分辨出兩個聲音,則需要30ms
因此1ms,可以接近于無視
這1ms 要做的事情不少!
就是要針對上面提到的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行KPI的控制
短期信號嚴(yán)重傷害---突波:
FOUR AUDIO是透過對于功放工作的深入觀察
取得兩個額外的參數(shù)來編輯這個“控制過載”功能：
電源供應(yīng)器當(dāng)中電容器完全充電時可釋放出的峰值功率 可以推導(dǎo)出=>”突波”(SURGE)值，觀察” 輸出功率”下降到連續(xù)的水平所需要的時長 可以推導(dǎo)出=>“突波保護(hù)的期間”(duration) 值(透過觀察功率下降初始偏角)。
這兩個值,可以對于功放通道進(jìn)行加載并測量，應(yīng)用一個突發(fā)信號，輕輕地驅(qū)動功放使其進(jìn)入到失真削波狀態(tài)，并在示波器(上圖)上分析結(jié)果波形，將可以很容易地測量這兩個值。
如果您無法執(zhí)行這樣的量測,那可以參考 “浪涌”值+2 dB和“持續(xù)時間” 的值:30 ms
這是實(shí)務(wù)上透過量測觀察得到的 可控KPI。將其引入到限制器的參數(shù)當(dāng)中,就能夠準(zhǔn)確地對于信號做延遲1ms取樣之后應(yīng)當(dāng)做出的最佳處置
OFTEN:偶爾過大信號處理
但是科技終究要跟聽感結(jié)合,壓縮除了在時域上給出處理,我們也應(yīng)該關(guān)注到頻域上的落差
FOUR AUDIO設(shè)定是1ms偵測后就采取處理。換言之Attack 就是1ms!
那這代表的是:
20khz= 1秒震動20000次 而1ms=0.001秒 代表1ms已經(jīng)震動了20次
500hz=1秒震動500次 而1ms=0.001秒 代表1ms已經(jīng)震動了0.5次
在1khz以上的高頻段，限幅器會放過一個以上的全波。
在500hz以下的頻段，限幅器必須在電平到達(dá)一定強(qiáng)度時才會觸發(fā),因此觸發(fā)時間會延后,但是在一超過閾值水平就被壓縮并保持在那樣的斜率直到達(dá)到最大振幅。
因此在低通的聽感會相對滑順。
這邊有一點(diǎn)值得玩味的是,
為何取在500Hz?
首先在一個8度音程的頻域上
60 120 250 500 1k 2k 4k 8k 16k
500具有符合1ms到達(dá)波峰的特殊性
也可以一把抓,涵蓋500~20k的1/2強(qiáng)的頻域
避免中高頻域信號變動頻繁,無法啟動限制器的窘?jīng)r發(fā)生
傳統(tǒng)模擬/預(yù)先壓縮型限幅器中的增益降低 頻域/振幅比較圖
綠色-具有500Hz低通的預(yù)先壓縮型限幅器
藕色-不具有500Hz低通的預(yù)先壓縮型限幅器
一般而言,音箱單元被設(shè)計(jì)有3個功率承受指標(biāo)，用于說明可靠程度。通常是peak program rms。傳統(tǒng)LIMITER,所能設(shè)定的硬指標(biāo)是:1.THRESHOLD的拐點(diǎn) 2.ATTACK 時間 3. RELEASE時間。
對于所有過載基本上都直接視為壓縮處理。
揚(yáng)聲器承受功率指標(biāo)，他所預(yù)留的可靠性系數(shù)則較少被總和考慮進(jìn)來。如果連接的揚(yáng)聲器像是超低音單元,很容易承受處理功放最大的輸出。那對于功放配置一個控制長期額定功率的峰值限幅器(這是絕大多數(shù)處理器在做的事情)。將是對于”短期”功率的浪費(fèi),(甚至限縮了他的動態(tài)表現(xiàn))。為了彌補(bǔ)這種瞬態(tài)2或3dB(甚至更多)的浪費(fèi)，峰值限幅器的應(yīng)用與數(shù)據(jù)概念應(yīng)該被修改。
由于限幅器還有一個指標(biāo)是可重復(fù)觸發(fā)/保持時間50ms
用戶可調(diào)的是釋放斜率,他是從10dB / s到200dB / s 所構(gòu)成。
但是，實(shí)際上釋放速度并不是一成不變的。因?yàn)橥高^斜率與原始信號再度變化，再次啟動限幅是可能的!如果計(jì)算得到輸出信號電平保持接近限幅器閾值，則釋放過程不斷減慢(遞延)。
請利用這樣的數(shù)值,結(jié)合音樂特性進(jìn)行調(diào)整,避免信號一直快速交替釋放和保持，否則這將會使得聲音被處理成了鋸齒狀。反而會造成了不悅。雖然掩蔽效應(yīng)會發(fā)生,而且向后掩蔽一段時間!但是不能忽略了這個實(shí)際會發(fā)生的問題
因此FOUR AUDIO設(shè)計(jì)者也提醒了用戶，不要使用一個”高于閾值的電平音頻信號”并選擇”非�？焖俚尼尫拧�。這將導(dǎo)致嚴(yán)重相同的非常密集和大聲喧嘩的聲音，使得峰值限幅器的作用形同無用的。遺憾的是~這樣的錯誤在許多錄音室/演播廳和廣播電臺是被過度使用。
限幅器則是對瞬態(tài)閾值以上透過編程在到達(dá)輸出端時將瞬態(tài)限制在正確的閾值
音箱單元所害怕的持續(xù)失真所導(dǎo)致直流此時已經(jīng)被排除了
中長期可靠性管理:
接著需要考量的則是機(jī)械可靠性
這可以寫作是:單元的承受功率x時間=熱累積
由于單元在音箱上對于空氣進(jìn)行推擠,線圈在磁缸當(dāng)中滑動,都是熱量的發(fā)生原因
因此若能針對此一方向進(jìn)行控制,就可以對于系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)
這個在FORUAUDIO稱為”RMS限幅器”實(shí)際上一個” 熱”保護(hù)裝置
被編程為對應(yīng)揚(yáng)聲器的連續(xù)額定功率和時間常數(shù)，
該常數(shù)是在施加”額定功率時”初始溫升與溫度限制的交點(diǎn)。
揚(yáng)聲器製造商能提供第一個值，但第二個值需要根據(jù)音箱單元的熱容量能力來進(jìn)行估算。
限幅器算法還應(yīng)當(dāng)包括第二段的熱鍊路，這是模擬從音圈到磁體的熱傳遞，但是由于目前缺乏可靠的數(shù)據(jù)，該特徵尚未被引用。
這部分需要大量的音箱本身+單元的換能特性,(基于能量守恒)才能有效準(zhǔn)確地進(jìn)行模型的建立這部分就有賴于音箱廠家針對對于FOURAUDIO HD2進(jìn)行再開發(fā)
就像智慧駕駛系統(tǒng)一樣!
安全駕駛技巧=SOUNDMAN的電平控制能力
音箱可靠性系數(shù)=機(jī)械可靠性能
處理器主動監(jiān)視壓限系統(tǒng)=智慧安全防護(hù)駕駛系統(tǒng)
因此,FOURAUDIO的思考維度,非常值得我們思考的是,如何透過對失效因素的管理,KPI尋找 并進(jìn)行控管,結(jié)合聽感必要,來成就可靠的擴(kuò)聲系統(tǒng)。就像是一個智慧駕駛系統(tǒng)能對于各種素質(zhì)的駕駛?cè)硕歼M(jìn)行輔助,并防止意外發(fā)生一樣
結(jié)束語:
在DSP已經(jīng)是擴(kuò)聲系統(tǒng)標(biāo)配的今天, HD2的雙重限輻器 與三種KPI指標(biāo)控管,給了我們一個全新的視野;也讓我們思考在傳統(tǒng)教條底下,如何利用數(shù)字科技進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用,得到更好的系統(tǒng)安全性與可聽性,將DSP從單純的EQ +X-OVER+ LIMITER推向”擴(kuò)聲系統(tǒng)安全可靠核心的新高度!
