Odpowiedź impulsowa i skokowa głośników, przetwarzanie transientów

Dźwięki muzyki składają się z trzech elementów: ataku czyli transientu, fazy podtrzymania i wygasania. Szarpnięcie struny kostką może wyglądać tak:

Dźwięk może się więc składać głównie z ataku. Gra na skrzypcach z kolei zawiera długie fazy podtrzymania i krótkie wygasania, fortepian może mieć długie fazy wygasania.

Atak jest najsłabszą stroną głośników i dziwnym zbiegiem okoliczności nie podaje się zniekształceń dla tej fazy, ale dla podtrzymania.

Jest wiele powodów, że głośniki przetwarzają sygnały nieregularne i o dużej amplitudzie dość kiepsko. Masa wiąże się z bezwładnością. Dochodzi do tego niewystarczająca sztywność. Z kolei membrany bardzo sztywne bardziej rezonują. Głośnik napędza energia pola magnetycznego. Żeby uzmysłowić sobie o co chodzi najprościej wziąć do ręki dwa magnesy - pole magnetyczne jest elastyczne, nie jest sztywne. Więc napędzamy głośniki jakby popychając je przez coś, co się ugina i amortyzuje.

Zniekształcenia dla ataku są znacznie większe niż dla pomiarów sygnałami ciągłymi. Głośnik przetwarzając sygnał o charakterze powtarzających się cykli radzi sobie całkiem dobrze o ile nie będzie przeciążony. Jednak nawet głośnik przetwarzający sinusoidę zniekształca ją w odniesieniu do pierwszego okresu. Ruch membrany jest spóźniony, a amplituda mniejsza niż dla następnych cykli. Także gwałtowne urwanie się sinusoidy nie spowoduje, że ruch membrany natychmiast zaniknie.

Problem w tym, że muzyka składa się głównie z transientów. I dlatego głośniki brzmią nienaturalnie. Można się o tym przekonać mając do dyspozycji dobry mikrofon i zestaw wzmacniacz/głośniki. Głos osoby mówiącej do mikrofonu brzmi inaczej niż mówiącej bez mikrofonu. Jest wiele czynników powodujących zmianę brzmienia, ale jednym z ważniejszych jest złe przetwarzanie transientów przez głośniki.

Na szczęście dla większości słuchaczy nie znają oni dźwięku instrumentów grających na żywo, chodzi o instrumenty akustyczne. Również mało kto słyszał wokalistów śpiewających live bez mikrofonu. A zresztą gdyby nawet, to mało kto zwraca uwagę na naturalne brzmienie. Przetwarzanie dźwięku i zmiana jego parametrów nikomu jakby nie wadzi. Wystarczy przesłuchać kilka płyt, włączyć radio albo telewizor. W ogóle wydaje się, że większość preferuje brzmienie sztuczne i nienaturalne. Większość osób może niechętnie, ale przyzna, że koncert orkiestry symfonicznej bardziej im odpowiada, jeśli jest słuchany przez radio...

Czy to aby nie jest tak, że zmiana charakteru dźwięku spowodowana słabszym oddaniem ataku jest przez amatorów muzyki mechanicznej odbierana na korzyść? Czyli lepsze, bo gorsze, nienaturalne i sztuczne. Realizatorzy dźwięku nie stosowaliby tak silnej kompresji, gdyby to większości nie odpowiadało. Większość zdaje się być niestety niemuzykalna.