Caro DenisDenis Sbragion ha scritto:Re: Equalizzazione: tecniche a confronto
Provo a spiegare un po' come funziona lo sweep logaritmico. Semplificherò il più possibile e, ovviamente, dovendo semplificare, dovrò anche adottare qualche forzatura che a rigore non è corretta. Chi queste cose già le conosce si tappi le orecchie e sorvoli sulle forzature.
Partiamo dalle basi: lo scopo è misurare la risposta all'impulso del sistema, risposta che la teoria ci dice identificare completamente un sistema lineare tempo invariante (LTI in breve). La funzione di trasferimento di un impianto audio, ambiente incluso, a rigore non è lineare tempo invariante, ma lo è abbastanza per i nostri scopi. Del resto a rigore nessun sistema fisico è lineare tempo invariante, nemmeno una semplice resistenza in un circuito elettronico, ma ciò non vuol dire che non si possa approssimare con un LTI con ottimi risultati per lo meno per la stragrande maggioranza degli usi correnti. Lo stesso vale, con buona approssimazione, anche per i nosti amati impianti
L'impulso ideale da mandare in ingresso al sistema in teoria dovrebbe avere durata nulla e ampiezza infinita. Questo segnale, sempre in teoria, "contiene" nascoste tutte le frequenze, dalla continua a frequenza "infinita" (se passa un matematico mi sodomizza). Spostandosi dalla teoria alla pratica, ossia ai sistemi a dati campionati che usiamo negli impianti reali, questo si traduce in un impulso unitario, ossia una sfilza di campioni a zero con un singolo campione ad ampiezza massima, che per semplicità supponiamo che sia pari a 1. Questo segnale, analogamente a quello ideale, contiene tutte le frequenze, dalla continua fino a metà della frequenza di campionamento, che per semplicità supponiamo essere la solita di 44.1 kHz.
Se sparassimo l'impulso così com'è ovviamente dovremmo tenere conto dei limiti dell'impianto e più forte di tanto non potremmo riprodurlo. Supponendo di poter portare il livello a 90 dB e di avere un rumore di fondo di 40 dB (sorvolo su pesature e menate varie, è per capirci), valori plausibili nella realtà, si otterebbe un rapporto S/N di soli 50 dB, un po' pochi anche per equalizzare. I primi sistemi (p.e. TACT audio) sparavano una pletora di impulsi, mediandoli tra di loro per abbassare il rumore. Una soluzione un po' rozza, non priva di difetti, ma che bene o male per equalizzare bastava.
Supponiamo invece di fare un'operazione più raffinata. Supponiamo di prendere il nostro impulso e di applicargli un ritardo che parte da 0 s a 0 Hz e cresca linearmente fino ad arrivare a 30 s a metà della frequenza di campionamento, cioè a 22.05 kHz. Effettuando questa operazione le "frequenze" presenti nell'impulso vengono spalmate su un tempo molto più lungo e quello che ne viene fuori è uno sweep che cresce linearmente in frequenza, ossia lo sweep lineare che veniva usato nella cara vecchia Time Delay Spectrometry. Ovviamente è perfettamente possibile applicare un ritardo inverso, che riaccumuli lo sweep in un singolo campione, riottenendo l'impulso originale. Se lo si fa dopo aver fatto passare lo sweep attraverso il sistema sotto misura si ottiene la risposta all'impulso "processata" dal sistema, ossia la risposta all'impulso che andiamo cercando.
Qui arriva il punto chiave: dato che abbiamo preso il contenuto di un singolo campione e l'abbiamo spalmato su 44100*30 campioni, il livello dello sweep sarà approssimativamente di 10 * log10(44100*30) = 61 dB più basso dell'impuslo di partenza. A questo punto possiamo alzare il livello dello sweep di questi 60 dB senza superare i limiti del nostro impianto. Il rapporto S/N nello sweep misurato rimane sempre di 50 dB, ma quando applichiamo il ritardo inverso le cose cambiano.
Lo sweep infatti andrà a riaccumularsi intorno alla posizione iniziale dell'impuslo, ovviamente con un livello di 60 dB più elevato, dato che abbiamo alzato il livello dello sweep di 60 dB. Per il rumore però è diverso. Essendo rumore casuale è sparso un po' ovunque nel tempo e in frequenza. Ritardandolo all'inverso non si accumula, rimane sparso ovunque nel tempo e in frequenza e quindi rimane al livello originale. In questo modo abbiamo un'impulso che è 60 dB più forte dell'originale e un rumore che rimane sostanzialmente inalterato, guadagnando 60 dB secchi di rapporto S/N. Dai nostri 50 dB iniziali in condizioni ideali si passa a ben 110 dB. Nella pratica si ottiene un po' meno, ma neanche così tanto.
Nei nostri ambienti di ascolto però il rumore non è esattamente sparso ovunque in frequenza. Tipicamente ha uno spettro che scende di livello al crescere della frequenza, approssimativamente con spettro "brown" (da Browniano, non marrone) in ambienti molto silenziosi ma con una certa variabilità a seconda della situazione. Il rumore in sostanza è concentrato per lo più in gamma bassa, a meno che non vi mettiate un frullino acceso nell'ambiente di ascolto. Nulla però ci vieta di spalmare il nostro impulso in modo da assecondare questo comportamento. Usando un ritardo che cresce logaritmicamente al crescere della frequenza otteniamo uno sweep logaritmico, che alle basse frequenze è ancora più spalmato di quello lineare, quindi di livello ancora più basso e che quindi in gamma bassa si può amplificare ancora di più. Ovviamente ora l'operazione inversa, oltre a invertire il ritardo, deve invertire anche l'amplificazione differenziata in frequenza, ma non è nulla di trascendentale, sono pochi calcoli extra. Una volta riportato a livello costante questo sweep assume uno spettro rosa, un po' più vicino a quello dell'ambiente, il che vuol dire che a 20 Hz il livello viene fatto crescere di un'altra 30ina di dB rispetto al lineare, ottenendo una reiezione al rumore che raggiunge i 90 dB con i nostri 30 s. Questo vuol dire che in gamma bassa potete ottenere (quasi) 100 dB di S/N nella risposta all'impulso anche partendo da uno sweep con soli 10 (dieci) dB di S/N. Non male, no?
In linea di principio si potrebbe fare anche di più. Si potrebbe rilevare prima lo spettro del rumore e poi generare il ritardo in modo da assecondare questo spettro e ottimizzare così la reiezione alle varie frequenze, ottenendo il massimo possibile. Nel documento di Mueller e Massarani, quello che ormai ha le rughe, sono spiegate le varie procedure. Procedure che però non usa nessuno e per un motivo molto semplice: già con lo sweep logaritimico si ottiene una reiezione al rumore talmente elevata da soddisfare praticamente qualunque esigenza pratica fin'ora mai incontrata in ambito audio. In più lo sweep logaritmico consente di misurare in contemporanea anche la distorsione, cosa che non è possibile con altri tipi di sweep per via di alcune peculiarità proprie del logaritmo (converte i prodotti in somme). Nessuno si complica la vita per ottenere un risultato inutile e perderne al contempo uno utile.
Le tecniche tramite sweep hanno tutta un'altra serie di vantaggi, quali la robustezza in presenza di fenomeni non lineari, che vengono separati dalla componente lineare evitando gli artefatti che sono tipici, per esempio, dell'MLS. Ha anche alcune controindicazioni, per l'uso audio tutte facilmente gestibili. Chi vuole i dettagli si legga il documento, dove sono spiegati con dovizia di particolari. Nella sostanza per i nostri scopi è una tecnica praticamente ideale.
Questo, che come vedete non è poi così complicato, è quello che in oltre 18 anni il nostro amico lacustre non è stato ancora in grado di capire, tanto che ancora oggi scrive:
Cita:
<<Dunque i miei dubbi sono più che ragionevoli, se il segnale di misura è nell'ordine dei 70-80 dB (ad un metro... ma non si misura lì...!) e quello del rumore di fondo alle basse frequenze è inferiore di appena 15-20 dB. Come ci arrivi a 90 dB di reiezione...? (Guarda che io la tecnica necessaria la conosco bene... e so quanto si può ottenere, e quanto NO).>>
Lui la tecnica necessaria la conosce bene, e grazie a questa conoscenza sopraffina, anzi, stellare, è riuscito ad aggiungere una nuova voce alla lunga lista delle figure barbine che ha rimediato in questi anni, a partire dal leggendario "la fase non si sente ma i ritardi invece sì" (Per dovere di cronaca, non disse letteralmente così, è quello che venne fuori dal combinato disposto di una serie di messaggi. Il significato però era chiaro e difficilmente equivocabile.).
Saluti,
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Denis Sbragion
Bella la tua spiegazione, ma qualcosa non torna. Io infatti ho impiegato per almeno un decennio il Techron TEF-12 e per 20 anni un TEF-20: quindi ho trenta anni di esperienza con le misure in Time Delay Spectrometry, che impiegano sweep lineari come segnale analitico. Questi due analizzatori hanno -in più- anche la possibilità di filtrare il canale di acquisizione, rigettando dunque tutto il rumore fuori banda rispetto alla frequenza istantanea di sweep. A questo si aggiunge il fatto che per entrambi gli analizzatori non esiste praticamente alcun limite di durata allo sweep (ma io ho sempre impiegato sweep di 30 secondi, per la banda 20-300 Hz., come si nota dai tanti grafici che ho pubblicato, qui e sul mio Sito).
Non solo... I microfoni di misura B&K che io impiego hanno un rumore di fondo nell'ordine di 14-15 dB"A", vale a dire poco meno di venti dB al di sotto del valore delle solite capsuline electret impiegate nei vari ECM-8000 et similia.
Quindi io la tecnica "che funziona" la conosco bene, come ne conosco bene i limiti... che non sono assolutamente quelli di cui tu parli.
E poi la tua spiegazione differisce assai da quella di Farina, pubblicata sul Journal of AES, dove si parla chiaramente di un bel dislivello al variare della frequenza (una quarantina di dB, se ricordo, ma posso ricontrollare).
Probabilmente il tuo ottimismo deriva dal fatto che tu misuri sempre in banda larga, vale a dire fino a 20-22 KHz... ed anche Tom -come vedo- è solito trarre conclusioni dall'analisi "de visu" di risposte all'impulso così acquisite... Spiegagli tu dove sta il suo errore, perché io gliel'ho dimostrato già una decina di volte, senza successo.
Infine...quanto alla frase "nuova voce alla lunga lista delle figure barbine che ha rimediato in questi anni", io ti faccio notare che, a parte uno storico refuso sull'anodo in testa delle 811, scambiate con le 211/845, io non ricordo -in dieci anni quasi di presenza sui forum- UN SOLO CASO in cui i miei opponenti abbiano dimostrato per davvero di aver ragione.
Ti spiego meglio il concetto, con un esempio: tu puoi dire quel che vuoi sulle mie tecniche di equalizzazione, ma chiunque sia venuto ad ascoltare a casa mia sa bene che la risposta dei miei FullHorn è la stessa anche muovendosi di metri in giro per i due terzi dell'ambiente (quelli davanti ai diffusori). E questo anche in gamma bassa e bassissima.
Ebbene... se tu sei una persona intellettualmente onesta -come spero- dovresti spiegare ai tuoi amici ed adepti che questo è un risultato assolutamente superiore a quello ottenibile mediante qualsiasi equalizzazione automatica, anche mediando i risultati per più posizioni di misura.
Ovviamente io mi guardo bene dal divulgare le diverse tecniche con cui ottengo questi risultati, per ovvi motivi... MA I RISULTATI CI SONO, ripetibilmente, da dieci anni appunto.
Riflettici: sia alle mostre che nelle abitazioni dei tuoi amici appassionati non si è ancora visto nulla di simile... appunto dopo dieci anni.
Segno che la tua teoria sarà anche ineccepibile... ma c'è molto altro che ancora devi scoprire e -soprattutto- applicare.
Una persona intelligente, come te, dovrebbe capire che uno che ha applicato le trombe di seconda generazione 18 anni prima della JBL... e che conosce quelle di terza e quarta, forse si diverte di cuore a leggere i patetici tentativi di far suonare delle anatre zoppe, quando esiste di cento volte meglio (relativamente a portata di mano e di portafoglio)...
Del caso ne sto discutendo qui: viewtopic.php?f=5&t=7922 sarà interessante quel che emergerà alla prossima mostra...
Saluti
F.C.
