Пролог
По итогам опроса посетителей сайта о конфигурации их акустических систем выяснилось, что 75% пользователей используют двухканальную (стерео) акустику или наушники. Сразу скажу, что разделяю их предпочтения, однако большинство современных звуковых карт имеют целых 8 выходов. Т.е., фактически, 6 выходов обычно остаются неиспользованными. И вот, по счастливому стечению обстоятельств, в этой статье я как раз расскажу о том, какое полезное применение можно найти оставшимся шести каналам.
О кроссоверах и многополосной акустике
Многие из вас наверное слышали о многополосной акустике. Простейшим её примером являются системы 2.1, состоящие из сабвуфера и сателлитов. Сабвуфер выполняет роль низкочастотного звукоизлучателя, сателлиты же отвечают за средние и высокие частоты.
2.1 акустика Microlab M-113
Фактически, что происходит: в усилительном блоке стоит специальный разделяющий фильтр, называемый кроссовером. В случае с 2.1 системой он состоит из двух фильтров: фильтра низких частот (ФНЧ или lowpass) и фильтра высоких частот (ФВЧ или highpass). Первый фильтр пропускает только низкие частоты, т.е. частоты ниже заданной (например, <200 Гц), второй — только выше заданной. Естественно, первый фильтр предназначен для сабвуфера, второй — для сателлитов. При этом очень важно согласование двух фильтров по частоте среза — верхняя граничная частота ФНЧ в идеале должна равняться нижней граничной частоте ФВЧ, при этом срезы должны быть идеально крутыми (90 градусов на АЧХ). Чтобы внести большую ясность, давайте возьмем конкретный пример:
Перед вами АЧХ акустической системы Edifier S530, взятая из обзора на Tech-Labs. Темнозеленым обозначена АЧХ сабвуфера, светлее — АЧХ сателлитов. Очевидно, что граничная частота здесь — 150 Гц. Фильтры вполне неплохо согласованы, но не стоит забывать, что у динамических головок характеристики обычно далеко не идеальные, отсюда мы имеем некоторое рассогласование и, как результат, провал АЧХ в области частоты среза. Впрочем, провал в 3 дБ не является столь критичным и, вообще говоря, данная акустика имеет очень неплохие характеристики.
Зачем же нужен кроссовер и многополосная акустика? Дело в том, что покрыть весь слышимый диапазон частот (20-20000 Гц), используя лишь одну динамическую головку,и при этом получить достаточно равномерную АЧХ — это что-то из области фантастики. Каждый динамик имеет свои характеристики, свою специфическую АЧХ, резонансную частоту катушки, "механический резонанс" (резонансную частоту мембраны-диффузора). Потому каждый динамик может обеспечить равномерность передачи частот только лишь в каком-то узком диапазоне. Установив несколько динамиков, имеющих равномерность в области НЧ, СЧ и ВЧ соответственно, установив кроссовер и согласовав всё это по частотам, можно добиться достаточно ровной суммарной характеристики. Главным минусом такого приёма является сложность построения качественных фильтров и взаимного согласования динамиков.
Четырехполосная акустика JBL ES80
Кстати, если говорить о 2.1 системах, то зачастую такое решение направлено не на улучшение звучания, а скорее на удешевление системы. Обходятся всего лишь одним НЧ динамиком (т.к. в области низких частот ухо практически неспособно локализовать источник звука в пространстве), следовательно уменьшается себестоимость изделия.
Немного о реализациях фильтров и кроссоверов в частности. Как большинство обработчиков, они бывают аналоговыми (построенными на конденсаторах и катушках индуктивности) и цифровыми. Цифровые фильтры бывают аппаратными (выполненными на интегральной микросхеме) или же программными (выполняемыми в виде заданной программы на процессоре). Простейший аналоговый фильтр можно увидеть во многих двухполосных колонках (с НЧ/СЧ и ВЧ динамиком). Часто внутри колонки устанавливается конденсатор, включенный последовательно с ВЧ динамиком ("пищалкой"). Как известно, конденсатор не пропускает низкие частоты, т.е. является пассивным (т.к. не требует доп. питания) фильтром высоких частот.
Простейшим аналоговым кроссовером может выступать следующая схема:
Но, это всё прелюдия. Основной темой сегодняшней статьи будет цифровой программный кроссовер в виде плагина для всеми любимого плеера foobar2000.
foo_dsp_xover
С помощью данного плагина можно выполнить качественное разделение стерео сигнала на 2, 3 и 4 полосы (всего 4, 6 и 8 каналов соответственно). Такое решение идеально подойдет, если вы используете компьютер в качестве HTPC, музыкального центра или в качестве источника для автомобильной акустики.
Вот схема работы такого решения:
Как видно из схемы, Вам конечно же понадобится усилитель (например, ресивер) с соответствующим количеством каналов.
И так, скачать плагин Вы всегда можете на странице foobar2000 + плагины. Давайте разберемся с его настройками. Для лучшей наглядности я решил сделать видеоинструкцию.
Что еще можно добавить: в цепочке DSP кроссовер надо ставить строго перед ресемплером (если он требуется). После кроссовера должен стоять Advanced Limiter.