Работа эквалайзера

Для исследования взял запись меандра 1 кГц (прямоугольный знакопеременный сигнал, частотой 1 кГц), такой сигнал тем хорош, что содержит весь спектр гармоник сигнала, как низкие частоты (НЧ), так и высокие (ВЧ) и конечно средние (СЧ). Ниже показан чистый меандр на выходе ЦАП.

Горизонтальная ровная полочка говорит о том, что НЧ простираются вплоть до 0 Гц (постоянного тока). Колебания на фронтах вызваны ограничением верхней частоты воспроизведения, т.е. частотой дискретизации, высокочастотных гармоник не хватает в сигнале и отсюда появляется колебательность, на резких импульсных сигналах. На чистом синусе никаких колебаний не будет, они сглаживаются и не заметны, если только как еле заметные ВЧ колебания с частотой дискретизации (обычно 44,1 кГц и выше), за пределом слышимости уха и низкой амплитуды.

Если мы теперь эквалайзером опустим СЧ равную 1 кГц, то увидим следующие графики

Если поднимем 1 кГц, то получим наоборот усиление середины меандра

Мне пришлось при подъеме средней частоты (СЧ) в эквалайзере опустить общий уровень сигнала (показано красной стрелкой), чтобы сверху сигнал не обрезался, так как запись меандра на максимальном уровне (0 дБ). Поэтому корректировать уровень (повышать) эквалайзером на СЧ нужно осторожно, чтобы не обрезать высокоуровневые сигналы.

Далее сделаю корректировку низкочастотного сигнала (НЧ) в плюс, как показано ниже на рисунках.

Как видим, горизонталньый участок меандра стал возрастающим. Если мы НЧ ослабим, то получим спадающий пологий участок, на нижнем графике это показано белой линей. Как видим, при регулировке НЧ (при подъеме уровня) загнать в ограничение сигнал не так и просто.

И сделаем регулировку для высокой частоты (ВЧ)

Мы видим, что при поднятии ВЧ переходный процесс ускоряется, но так же увеличивается колебательность. При этом ограничение не так страшно при повышении уровня, так как ЦАП восстанавливает ВЧ в пределах частоты дискретизации, но я все же опустил немного общий уровень, чтобы не получить обрезание импульсов сверху.

Для занижения ВЧ картинка получается следующая

Видим, что при занижении ВЧ переходный процесс сглаживается и затягивается.

Как видим в итоге, регулировать эквалайзером (цифровым способом) лучше ВЧ и НЧ, как это и принято в хай-фай технике, где меньше шансов влететь в ограничение сигнала, при повышении уровня. На средних же частотах при их повышении нужно снижать общий уровень цифрового сигнала, чтобы сверху сигнал не обрезался. И понятно, что для восприятия важна импульсная характеристика, необходимо, чтобы фронт был резким, это аналогично ресайзу (изменение разрешения) и сглаживанию (выделение контуров) в фото. Если перебрать с усилением ВЧ то получим артефакты, колебательность. И необходимо иметь НЧ на достаточном уровне, потому как динамики имеют склоннность снижать эффективность излучения с понижением НЧ.

А так же влияют резонансы помещения, поэтому применение эквалайзера, на мой взгляд, может быть оправдано. Тем более, что цифровые технологии это позволяют делать с минимальными искажениями, при правильной реализации, т.е. обработка должна происходит с избыточным разрешением сигнала как по амплитуде, так и по частоте. И кроме того, все записи пишут по разному, так как нет единого станадрта воспроизведения для наушников и колонок, все они вносят искажения, отсюда при записи и воспроизведении получаем различие. Ну и конечно личные вкусы и влияние техники ЦАП, усилителей, кабелей, всё это тоже вносит искажения, накладывается на звук и частично может быть эквалайзером скорректировано.

Единственное, где на мой взгляд, применение эквалайзера скорее лишнее, это при прослушивании в наушниках, если наушники и ЦАП нормальные, т.е. линейные, не вносящие больших искажений. И то при грамотной регулировке можно звук улучшить. Делать корректировку эквалайзером лучше в плеере такой как Roon, где битность при обработке избыточна (64 бит) и там же делать передискретизацию сразу (4-х кратной достаточно для обычных частот 44,1 кГц), выбирая необходимый фильтр сглаживания (4 варианта сглаживания имеется на выбор) и затем подавать сигнал сразу в ЦАП, например, в режиме WASAPI (монопольный режим), минуя обработку системы и ЦАП-а*, чтобы избегать лишних преобразований.

И конечно, если у вас хорошая техника (линейная), т.е слышны все детали, искажения, не стоит думать, что все записи студийные идеальны, большинство записей, как раз наоборот, с подрезанными ВЧ. т.е. пишутся для массовой техники и аудитории или вобоще делаются на коленке глухими звукорежиссерами (особенно сборники, попса), поэтому на хорошей технике такие записи могут звучат посредственно, с плохими, невыразительными ВЧ, грязными СЧ. А вот тут эквалайзер может как раз и пригодиться!!!

*- ЦАП делает передискретизацию для частоты 44,1 или 48 кГц, на сигналах 176,4 или 192 кГц ЦАП обычно отключает передискетизацию, так как она не требуется уже.