Влияние высоких частот на качество звуковоспроизведения
Увы, многие разделяют расхожее мнение: «Редкий человек слышит частотой около 20 кГц, а кое-кому и 10 кГц не дано. Статистка аудиографии это утверждение доказывает неопровержимо. А потому записывать-воспроизводить верхние частоты ни к чему». Причина типичной ошибки кроется в устойчивом представлении о звуковом сигнале, как о сумме изменяющихся синусоид. Эту упрощенную модель, описанную Фурье, многие слушатели, включая специалистов, привыкли наделять свойством единственной и абсолютно достоверной. Аудиограмма предназначена для визуализации одного из многочисленных свойств слуха — зависимости чувствительности слуха от стационарной частоты. Между тем, анализ стационарного тембра не является единственной задачей для слуховой системы человека. Природа наделила нас ушами, прежде всего, для того, чтобы мы могли узнать о невидимой опасности и успеть среагировать на нее. Слуховая система гораздо эффективнее анализирует новые и быстро изменяющиеся звуки, нежели стационарные. Рассмотрим реакцию слуха на звучание музыкальной фонограммы.
Когда источник колебаний музыкального инструмента (например, щипкового или ударного) возбуждается импульсным процессом, в его акустической системе наблюдаются вынужденные колебания с широким и непрерывным спектром с полосой до 50... 100 кГц. Возбуждающие импульсы и, как следствие, вынужденные колебания звучащих тел инструментов не являются строго идентичными, что, в конечном счете, и придает музыкальному образу неповторимую окраску. Эксперименты по сравнительной оценке «нестационарных тембров» показали, что тренированные слушатели в состоянии услышать разницу в фонограммах, ограниченных полосой 20 и 30 кГц. Изучение этого явления и набор статистических данных продолжается, но уже сегодня ясно, что не только стационарные частоты, но и саму форму огибающей естественных звуков желательно передавать по тракту звукозаписи-воспроизведения без каких бы то ни было искажений. Это требование осознают и производители аудиооборудования. Так, разработчики формата SACD в рекламе своего детища ссылаются на тест, заключающийся в записи последовательности прямоугольных импульсов (меандра) с частотой следования 10 кГц. В процессе обработки в цепочке АЦП—ЦАП рекордера формата CD тестовый меандр преобразуется в синусоиду с частотой 10 кГц, а форма импульсов на выходе цепочки однобитовых АЦП—ЦАП системы DSD в определенной степени уже близка к прямоугольной. Результат теста говорит о том, что фаза атаки звуковой волны при записи в новом формате будет искажаться меньше.