Real Sound Lab 的创新扬声器校正系统可根据您的监听器和房间提供量身定制的高精度均衡。
毫无疑问,监听扬声器是每个音频链中最薄弱的环节!完美的扬声器根本不存在。每种设计都有不同的优缺点,但当前机电换能器固有的失真以各种令人沮丧的方式共同降低了所需的音频信号。当然,在过去的100年里,扬声器技术已经稳步发展,尽管是渐进式的,但它仍然远非完美无缺 – 制造商只是为他们的设计选择不同的折衷方案,以满足所需的性能,尺寸和成本目标。然而,数字革命几乎影响了音频世界的方方面面,扬声器设计人员现在越来越多地集成复杂的数字均衡技术,以试图纠正换能器缺陷并优化扬声器系统性能。
关于这个主题的一个有趣的变化是来自真实声音实验室的CONEQ,这是一家位于拉脱维亚里加的公司。CONEQ设计用于测量电声换能器(如扬声器),然后计算校正数字均衡,以实现近乎完美的性能。校正滤波器使用定制的硬件DSP均衡或软件插件应用于监测信号链,具体取决于实际要求和预算
许多第三方“校正”均衡系统通过在定义的聆听位置测量被测扬声器在轴上产生的声压级来获得扬声器系统的频率响应 – 毕竟,这是实现这一目标的明显方法。有了系统响应,那么计算所需的校正滤波器来解决任何响应不规则性是相当微不足道的。但是,扬声器在控制室中做出的总贡献必须包括离轴能量,这在简单的同轴测量中是不考虑在内的。因此,虽然许多校正系统通常为同轴聆听提供改进的性能,但它们经常导致离轴性能下降,并且由于房间中总能量的频率响应不平衡,整体效果可能令人失望或不令人满意。
真实声音实验室的CONEQ系统采用了一种微妙但明显不同的方法:确定声学功率频率响应而不是简单的声压级响应,并对其进行调整,以便扬声器在整个收听区域产生正确的功率频谱。这个想法是由雷蒙兹·斯库鲁尔斯(Raimonds Skuruls)开发的,他在2004年与投资者维斯图尔·索萨尔斯一起创立了真实声音实验室。他们的技术现在可用于各种软件和硬件产品,并已授权给松下和日立等公司用于其旗舰等离子电视,三菱用于其沉浸式声音技术环绕声系统,以及JVC Kenwood的一些家庭音频产品等。
我应该强调的是,CONEQ主要是为了纠正扬声器的缺陷而设计的:它不是传统意义上的“房间校正”系统。非常明智的是,真实声音实验室指出,房间声学问题最好使用传统的声学技术来解决。话虽如此,CONEQ系统本质上将尝试校正在测量过程中捕获的房间声学异常的一些影响,例如来自控制台或桌面的直接反射。
与大多数简单的 DSP 均衡系统不同,CONEQ 系统不是从一个固定的轴上位置进行测量的。相反,测量过程要求测量麦克风以之字形模式上下连续移动,在被测扬声器前方的弧形中从左向右移动。从理论上讲,测量麦克风应该在扬声器周围的完整球体表面上移动,但这显然是不切实际的,通常是不必要的。相反,在大多数情况下(假设房间处理得相当好),在代表制造商预期覆盖角度的表面上进行测量就足够了。麦克风和扬声器之间的距离会影响低频测量的准确性,为了获得可靠的结果,测量麦克风应以相当于扬声器最大机柜尺寸一到两倍的距离遍历弧线。
每个扬声器都是单独测量的,以为每个通道生成特定的校正滤波器,但每个扬声器的过程只需要大约一分钟。当麦克风沿其之字形模式在扬声器前方移动时,测量软件会产生一系列短信号。大约一分钟后,该软件将从扬声器前面的空间中收集大约180个声压测量值,这些测量值用于计算相应的声功率频率响应,实质上是将每个频率上所有压力测量值的平方求和。
计算的结果是系统的实际声功率频率响应,并且由于所需目标是平坦响应,因此可以直接计算处理监测信号以实现整体平坦响应所需的反向滤波器。在模拟域中不可能达到所需的精度水平,但是使用在数字信号处理器内运行的有限脉冲响应(FIR)滤波器相对简单。
默认情况下,CONEQ 使用复杂的 4096 抽头最小相位 FIR 滤波器来纠正电源响应异常。4096抽头是指为达到所需滤波器响应而同时进行的计算次数。更多的抽头基本上意味着更高的精度,在这种情况下允许5Hz的分辨率。最小相位设计模仿模拟滤波器,避免了与线性相位滤波器相关的预振铃效应(尽管如果愿意,这是一种选择),并且还可以最大限度地减少固有的滤波器延迟。
计算完成后,CONEQ专有的滤波器数据可以保存为每个测量通道的13kb小文件,以发送到计算机上的任何方便位置。从那里,它被加载到插入DAW的监视器输出路径中的软件插件中,或者加载到连接到模拟(或数字)监视器信号路径的专用硬件DSP均衡器中。虽然CONEQ FIR数据格式是专有的,但真实声音实验室也在与第三方公司合作。例如,BSS Soundweb 伦敦“BLU”信号处理和扬声器管理系统通常用于大型现场声音设备,可以接受 CONEQ 滤波器数据以线性化 PA 扬声器响应。但是,必须首先使用CONEQ研讨会软件转换和导出数据(见下文)。
这就是基本的概念和过程。它在实践中是如何工作的?
测量过程通过一个名为CONEQ Workshop的定制软件程序执行,该程序通过使用电子许可商技术的USB加密狗进行许可。Workshop 软件(当前为 v3.2)有三种版本:无限制、年度和有限,最后一种作为标准配置提供,与任何购买的 CONEQ 硬件或插件系统均衡器一起提供。此外,还存在一个精简的 CONEQ 入门版本,它提供了基本的测量和滤波器合成功能,但省略了完整 Workshop 软件的大多数更高级的功能。它实际上旨在提供对系统的简单介绍,让您快速轻松地启动和运行。
在 Starter 软件基本功能的基础上,完整的 Workshop 版本包括从多个测量序列创建校正滤波器(具有最小或线性相位响应)的功能,以提高精度。它还可以从导入的预先录制的文件计算滤波器,并且有一些工具可以调整校正滤波器允许应用的最大升压或衰减量(以避免放大器过载和超过驱动器的偏移限制)。默认情况下,校正带宽(允许校正滤波器工作的频率范围)被限制在频率极值之间的范围内,其中响应下降6dB。但是,这可以手动扩展。如有必要,还可以导入测量传声器校准文件以确保真正精确的测量,并且还可以调整FFT时间窗口(用于排除房间反射)和滤波器平滑。显然,这里为技术书提供了许多可调整性,并且在参考手册PDF文件中都得到了很好的解释 – 但实际上,大多数用户都不需要调整任何东西,因为它在默认模式下运行得非常好。
初始测量阶段使用计算机可用的任何音频接口,并且有一个环回测试来检查硬件的线性度并在需要时进行补偿。当您启动新的 Workshop 项目,将测量麦克风插入接口输入,然后将接口输出路由到要测试的扬声器时,主过程就开始了。(如果没有合适的测量麦克风,则使用质量好、响应平坦、小振膜、全向电容式麦克风即可。然后优化输入和输出电平,并启动测量序列。
Starter 版本软件会自动运行同步的动画屏幕图形,说明如何以及在何处移动话筒,这对于您习惯 CONEQ 系统非常有用。该动画不包括在完整的创意工坊版本中,但是当您准备好探索该程序时,您将知道该怎么做!随着测量序列的运行,扬声器会产生一系列重复的中等音量的“啁啾声”。当它结束时,软件需要一些时间来计算声功率响应,然后在屏幕上显示测量的响应,目标和校正滤波器。
在此阶段,如有必要,您可以通过更改程序参数来修改校正滤波器响应,例如扩展或减少校正带宽和升压/切限。您还可以引入额外的EQ要求,例如,可能是为了符合电影行业的X曲线。
一旦您对校正滤波器感到满意(当然,通常会为每个测试的通道生成单独的滤波器),就可以将它们命名并保存到方便的计算机位置,从那里可以将它们上传到合适的CONEQ均衡系统中。如果硬件DSP均衡器连接到计算机,研讨会程序可以直接上传FIR数据。