“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)，向各個音響擴聲領(lǐng)域進行深度衍生拓展。
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)計為主要方向。Four Audio為全球的揚聲器制造商提供電聲和聲學(xué)領(lǐng)域的咨詢、設(shè)計、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)的獨立實驗室之一，其揚聲器測量實驗室(IFAA lab)能夠滿足任何揚聲器的測量和建模需求。最為人熟知的業(yè)務(wù)便是為全球各揚聲器制造商使用客觀的、高精確度的方向性數(shù)據(jù)為揚聲器創(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認證的揚聲器制造商，都選擇Four Audio為其揚聲器提供揚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當成銷售亮點，然而這樣的手法是相對粗糙的!
傳統(tǒng)壓縮是一刀切,相當于下面說的”hard clipping”
更好的狀況應(yīng)該是進行”soft clipping”
只是soft clipping說來簡單,@live 現(xiàn)場擴聲領(lǐng)域卻不容易
其實,處理問題的手法很多。但歸結(jié)到最后,找到關(guān)鍵指標,并對關(guān)鍵指標進行控管是最有效可行的,只是找到可觀察控制指標需要深入的研究,加以設(shè)計檢測指標并采取判斷調(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,就是它們的價值;
因此擴聲系統(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)險進行KPI的控制
短期信號嚴重傷害---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)當中,就能夠準確地對于信號做延遲1ms取樣之后應(yīng)當做出的最佳處置
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一定強度時才會觸發(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到最大振幅。
因此在低通的聽感會相對滑順。
這邊有一點值得玩味的是,
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到達波峰的特殊性
也可以一把抓,涵蓋500~20k的1/2強的頻域
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)計有3個功率承受指標，用于說明可靠程度。通常是peak program rms。傳統(tǒng)LIMITER,所能設(shè)定的硬指標是:1.THRESHOLD的拐點 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。
揚聲器承受功率指標，他所預(yù)留的可靠性系數(shù)則較少被總和考慮進來。如果連接的揚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,(甚至限縮了他的動態(tài)表現(xiàn))。為了彌補這種瞬態(tài)2或3dB(甚至更多)的浪費，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，實際上釋放速度并不是一成不變的。因為透過斜率與原始信號再度變化，再次啟動限幅是可能的!如果計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際會發(fā)生的問題
因此FOUR AUDIO設(shè)計者也提醒了用戶，不要使用一個”高于閾值的電平音頻信號”并選擇”非常快速的釋放”。這將導(dǎo)致嚴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行推擠,線圈在磁缸當中滑動,都是熱量的發(fā)生原因
因此若能針對此一方向進行控制,就可以對于系統(tǒng)進行保護
這個在FORUAUDIO稱為”RMS限幅器”實際上一個” 熱”保護裝置
被編程為對應(yīng)揚聲器的連續(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。
揚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行估算。
限幅器算法還應(yīng)當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)才能有效準確地進行模型的建立這部分就有賴于音箱廠家針對對于FOURAUDIO HD2進行再開發(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)=機械可靠性能
處理器主動監(jiān)視壓限系統(tǒng)=智慧安全防護駕駛系統(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 并進行控管,結(jié)合聽感必要,來成就可靠的擴聲系統(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行輔助,并防止意外發(fā)生一樣
結(jié)束語:
在DSP已經(jīng)是擴聲系統(tǒng)標配的今天, HD2的雙重限輻器 與三種KPI指標控管,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”擴聲系統(tǒng)安全可靠核心的新高度!
