Winyl - nośnik wymuszający stosowanie kompresji dynamiki

Płyta analogowa jest nośnikiem specyficznym ze względu na mechaniczny zapis i odczyt. Każdy rodzaj zapisu charakteryzuje się maksymalną dynamiką sygnału, jednak metoda mechaniczna ma pewną cechę unikalną. Dynamika zmniejsza się wraz ze wzrostem różnic pomiędzy kanałami czyli sygnał monofoniczny można zapisać z maksymalną możliwą głośnością, natomiast w stereo poziom zapisu musi być mniejszy.

Wynika to ze sposobu odczytu. Zapis dla dwu kanałów jest względem siebie prostopadły i odbywa się po skosie. Ten typ nazywany jest 45-45 i ilustruje go schematycznie górna część poniższego rysunku.

ograni

Sygnał monofoniczny będzie skutkował tym, że ruch ostrza głowicy nacinającej i co za tym idzie igły odbywa się w poziomie. Jeśli sygnał w kanałach będzie różny wystąpi także ruch w pionie. Wobec tego nacinając sygnał mono z maksymalną założoną głośnością, która odpowiada zdolności śledzenia wkładki wszystko będzie w porządku. Jednak po dodaniu do tego maksymalnego dla wkładki sygnału jakiegoś silniejszego czy w ogóle jakiegokolwiek sygnału stereo dodającego ruch w pionie, skończy się to tym, że igła wyskoczy z rowka.

Aby płyta analogowa odtwarzała się bez problemów trzeba spłycić stereo, albo nacinać bardzo cicho, a cichutko grających płyt raczej nikt nie chce. Niski bas musi być przyciszony i monofoniczny, wyższy bas nie może mieć zbyt dużych różnic fazowych. Dlatego jeśli się przyjrzy winylowi pod lupą widać, że zapis bardziej przypomina mono, bo zmiany głębokości rowka są niewielkie. Są takie, bo za ruch w pionie czyli stereofonię odpowiadają średnie i wysokie częstotliwości.

Nacinanie płyt winylowych jest działaniem w warunkach ekstremalnych dlatego, że zawsze działa się na granicy możliwości systemu np. wkładek gramofonowych. Produkcja płyt winylowych jest sztuką minimalizowania ograniczeń nośnika. Albo się to umie zrobić i otrzymuje rezultaty doskonałe, albo nie i produkuje potworki takie jak "singiel" Tonpressu na 33 obroty "Blue Monday" New Order.

Nie można naciąć winyla 1:1 z taśmy matki z wielu powodów. Nie można także nacinać nagrań stereofonicznych w pełnym tego słowa znaczeniu.

Ograniczenie stereofonii na płytach winylowych wykonuje się w oparciu zasadę pokazaną w dolnej części rysunku, gdzie sygnał jest przedstawiony jako suma i różnica kanałów. Suma L+P kanałów tj. mono jest ruchem igły w poziomie, różnica L-P jest składową w pionie. L lewy, P - prawy kanał.

Jeśli sygnał stereo zamieni się na sygnały sumy i różnicy, można go łatwo skorygować aby nadawał się do nacięcia. Wystarczy, że w krytycznych momentach, kiedy różnice fazowe i głośność są zbyt duże, zredukuje się głośność L-P czyli sygnał straci na stereofoniczności. Można też zmniejszyć głośność w obu kanałach czyli zapisać ciszej zarówno L+P jak i L-P.

Co do zasady dynamika kanału L+P jest większa niż L-P. Szerokość rowka, czyli amplituda, jest wartością zmienną, natomiast głębokość rowka jest wartością stałą, czyli nie może przekroczyć pewnych określonych wartości. Mastering do nacięcia na winyl polega na zmniejszeniu ilości informacji w kanale L-P do minimum, w niskim basie do zera.

Spreparowanie sygnału, by nadawał się do nacięcia jest bardzo trudne jeśli się ma do dyspozycji zwyczajne stereo, dlatego tak ważne jest przekształcenie go na składowe.

W tor sygnału sumy wpina się kompresor, jak również to samo robi się dla kanału różnicy. Sygnał nigdy nie przekroczy zadanych wartości ani w kanale L+P, ani w kanale L-P. Można to robić ręcznie obserwując siłę sygnału i różnice fazowe; ale w sygnale stereo; natomiast wprowadza się korekty przy pomocy kompresorów w sygnałach sumy i różnicy. Ręcznie oznacza dodawanie korekt na bieżąco do wcześniej ustawionych parametrów kompresji. Można proces zautomatyzować przez zastosowanie odpowiedniego oprogramowania.

Po wprowadzeniu kompresji można z powrotem zamienić sygnał suma/różnica na stereofoniczny i podać do głowicy nacinającej, albo zostawić tak jak jest i użyć głowicy mającej cewki ustawione w poziomie i w pionie, a nie jak to jest zazwyczaj, pod kątem 45 stopni.

Płyty winylowe są z konieczności mniej stereofoniczne niż zapis cyfrowy czy na taśmie magnetofonowej. Oponenci stwierdzą, że to nie może być prawdą, bo przecież stereofonia na analogach jest doskonała(sic!). Poza mniejszą separacją kanałów jest subiektywnie porównywalna do innych nośników, ale dlatego, że za efekty stereo odpowiedzialne są raczej częstotliwości średnie i wysokie, a te są niezmieniane.

Skutków kompresji nie daje się tak łatwo zauważyć z kilku powodów. Po pierwsze słuch jest narządem o bardzo małej precyzji w tym aspekcie. Po drugie poprawki i korekty sygnału są wprowadzane umiejętnie i zajmują się tym ludzie o dużej wiedzy i doświadczeniu, dysponujący specjalistycznym sprzętem. Po trzecie nagrania są miksowane i masterowane z myślą, że będą musiały nadawać się do wydania na winylu. Dlatego inżynierowie dźwięku starają się, żeby zakres niskich częstotliwości różnił się w kanałach jak najmniej i starają się basy raczej lokować pośrodku bazy stereo.

Są odstępstwa od tej reguły. W początkach stereofonii miksowano dość niesymetrycznie, jednak porzucono tą metodę, z przyczyn oczywistych. Warto zauważyć, że nawet kiedy stereofonia jest bardzo niesymetryczna, to sekcja jest po jednej stronie. Bas i perkusja będą albo z jednej, albo z drugiej strony, raczej trudno znaleźć nagrania, żeby bas i perkusja były na obu skrajach bazy.

W skrócie:

1. Nagranie nie może być "rozjechane" fazowo w basie.
2. Baza stereo dla basu musi być symetryczna.
3. EQ dla obu kanałów w basie musi być symetryczne.

Jeśli któryś z warunków nie będzie spełniony podczas miksowania i masterowania, to i tak w czasie nacinania matrycy trzeba będzie spłycić stereo i zmniejszyć głośność.

Czego można się dowiedzieć o winylach słuchając tłoczeń z demoludów

Płyta analogowa jest bardzo specyficznym nośnikiem. Od strony technicznej ma najwięcej ograniczeń ze wszystkich. Natomiast marketingowcy uważają, że winyl ma nieograniczone możliwości jako środek do zarabiania pieniędzy.

Płyty winylowe są tak drogie i sprzęt do odtwarzania również, że stwarza praktycznie nieograniczone możliwości robienia kasy. Przecież są chętni na to, żeby kupić zestaw audio za milion, żeby słuchać płyt analogowych...

Żeby biznes się powiódł trzeba stworzyć jakiś rodzaj mitu, który rozbudzi wyobraźnię klienteli. A ludzie interesujący się muzyką i sprzętem nie potrzebują wiele, żeby w ich wyobraźni zaiskrzyło.

Poznawanie właściwości i możliwości płyt analogowych najlepiej zacząć do przesłuchania kilku płyt wydanych w krajach tzw. demokracji ludowej. Będą to wobec tego płyty polskie, z NRD, Jugosławii, Czechosłowacji, Związku Sowieckiego itd.

Przede wszystkim trzeba się postarać o takie płyty, które zawierają nagrania zachodnie. Nie ma większego sensu słuchać jakiejś płyty dla samej płyty. Trzeba postarać się o takie, które są kopiami licencyjnymi wydań zachodnich. Jeśli porówna się dźwięk z wydania zachodniego z wydaniem z demoludów wychodzą pewne różnice.

Płyta oryginalna gra głośniej, ma większą dynamikę, więcej wysokich tonów, brzmi klarowniej, nie ma pewnych charakterystycznych zniekształceń itd. itp.

Ale również trzeba posłuchać płyt polskich wydanych przez polskie wytwórnie. Te wydania warto porównać z wydaniami na CD. Jest to trudne, bo trzeba zgrać winyle do plików, tak samo CD, a następnie znormalizować głośność i dopiero porównywać. Nawiasem mówiąc warto zgrać również do plików płyty analogowe do porównania parami wydań zachodnich i z krajów demokracji ludowej.

Jeśli chodzi o płyty polskie warto porozmawiać też z kimś kto pamięta tamte czasy, powiedzmy lata osiemdziesiąte. Okaże się, że ludzie pamiętają, że kiedy kupowali polskie płyty wtedy, ze zdziwieniem i rozczarowaniem stwierdzali, że płyta nie brzmi tak dynamicznie, jak brzmiała przez radio. Zespół miał przeboje w roku 1985, a płyta ukazała się w 1986. I LP brzmiał nieciekawie w porównaniu do radia. Nie była to wina wkładki MF-100, bo w użyciu była wkładka zachodnia typu MC...

Jeśli ktoś ma płyty lub może je zdobyć i ma możliwość porozmawiać z kimś, kto zna temat i pamięta tamte czasy, niech posłucha i porozmawia. Kiedy wyrobi sobie własną opinię może wrócić do czytania.
...

Jak już to zostało powiedziane, są różnice w brzmieniu. Skąd się biorą?

Przede wszystkim winyl nie jest nośnikiem, który transferuje dźwięk 1:1. Winyl jest nośnikiem mającym wiele ograniczeń i sztuka produkcji płyt polega na tym, żeby te ograniczenia ukryć. Zrobienie dobrze brzmiącej płyty wymaga dużej wiedzy i umiejętności, a przede wszystkim staranności.

Płyty w demoludach były jednak produkowane w taki sposób, że co przyszło na taśmie-matce, tak poszło na płytę. Pomijamy różnice jakości samych taśm-matek. Jednak skopiowanie profesjonalnej taśmy na profesjonalnym sprzęcie na inną profesjonalną taśmę, wykonane przez wykwalifikowanych specjalistów pracujących w zachodnich firmach raczej nie powodowało istotnej degradacji dźwięku, jeśli ją powodowało w ogóle. Zespół osób produkujących winyle w demoludach robił to mechanicznie, co zwłaszcza dotyczy nacinania. A jeśli ktoś starał się coś zrobić lepiej, też nie zawsze mu się udawało.

Różnice są bardzo duże nawet pomiędzy polskimi wydaniami. Nawet nie znając konkretnej płyty i słuchając z zawiązanymi oczami można stwierdzić, że płytę wydała Muza, Pronit, albo że była wytłoczona za granicą, np. w CCCP. A przecież różnic być nie powinno, a jeśli już, to bardzo trudne do zauważenia.

Płyty zachodnie brzmią prawie identycznie z wydaniami CD. Porównanie jest trudne, bo oba nośniki trzeba zgrać do plików i znormalizować głośność, jednak jeśli się tak zrobi okaże się, że największe różnice polegają na szumach i trzaskach. Tak dobrze można wydać płytę, jeśli zna się swój warsztat i ma umiejętności i doświadczenie.

LP może tak dokładnie udawać brzmienie oryginalnej taśmy-matki, że będzie trudny do odróżnienia. Jednak proces produkcji płyt analogowych jest złożony i jest wiele możliwości, że coś pójdzie źle. A każdy etap, kiedy coś poszło nie tak oznacza degradację jakości dźwięku.

Dlatego wyjaśnienie dlaczego płyty zachodnie brzmią znacznie lepiej niż te z demoludów wymaga przyjrzeniu się całemu procesowi produkcji.

Winyl nigdy nie był oazą wolną od Loudness War

Loudness War zaczęła się wtedy, gdy powstało pierwsze nagranie. Już wtedy produkowano "głośniej" grające igły, tuby do patefonów i głośniejsze patefony. Kiedy dźwięk był już odtwarzany przez sprzęt elektroniczny, zaczęto produkować coraz silniejsze wzmacniacze i głośniki. Radiowcy starali się, żeby ich stację było lepiej słychać i zwiększali moce nadajników. A producenci płyt nigdy nie pozostawali w tyle starając się, żeby grały jak najgłośniej.

Głośniej zawsze oznaczało lepiej. Więcej mocy także. Czy ktokolwiek, pomijając mnie, powie, że sprzęt o mocy kilowata nie jest lepszy niż ten mający 20W? Każdy, prócz mnie, wolałby sprzęt mający 1000W niż taki, co ma ich tylko 20, chociaż na codzień wykorzystuje może promil mocy swoich wzmacniaczy.

Loudness War dotyczy jednak raczej realizacji dźwięku.

Inżynierowie dźwięku doprowadzili głośność do granic możliwości technicznych oraz do granic absurdu. Dźwięk stał się tak głośny, że aż nieznośny. Ludzie zamiast słuchać szli do toalet, żeby się porzygać, wcześniej wyłączając radio, telewizor czy co im tak aktualnie grało. A to był problem. Reklamodawcy zaczęli się niepokoić, że spada słuchalność i oglądalność.

Problem postanowiono rozwiązać metodami biurokratycznymi. Przemawianie do rozsądku producentów nie przynosiło skutków. Zmiana przepisów była jedynym sposobem na obniżenie poziomu hałasu i przywrócenie ludzi do odbiorników, żeby znów zaczęli oglądać reklamy.

Sposobem na Loudness War, przynajmniej w jakimś stopniu, jest zmniejszanie głośności we wzmacniaczu. Nawet najgorsza realizacja dźwięku staje się do pewnego stopnia możliwa do posłuchania. Wprowadzone przepisy wymagają, żeby odczuwalna głośność zawierała się w pewnych granicach. Reklamy nie mogą być głośniejsze niż pozostała treść. W ten sposób konsument nie wyciszy dźwięku na reklamach do zera, a przynajmniej nie zawsze.

Wobec tego remedium na Loudness War jest normalizacja głośności. Tą drogą poszły nie tylko radio i telewizja, ale także wiele serwisów internetowych. Na przykład YouTube normalizuje głośność i dlatego można komfortowo oglądać wiele różnych filmów bez potrzeby regulowania poziomu dźwięku za każdym razem, kiedy zaczyna się nowy film.

Po znormalizowaniu głośności Loudness War nie jest problemem polegającym na tym jak głośno jest zrealizowany dźwięk, tylko jak on brzmi. Niestety wszystkie realizacje z głośnością dopchniętą go ściany z DR4 a nawet DR3 brzmią płasko, nienaturalnie i nieciekawie.

Walka z Loudness War stała się modna w pewnych kręgach i zaczęła mieć znaczenie marketingowe. Dlatego, że płyty winylowej nie można naciąć 1:1 z mastera mającego DR3 i silny clipping, ukuto mit, że winyle są pozbawione problemu Loudness War.

Winyla nie można naciąć z mastera mającego silny clipping, ale nie dlatego, że to jest niemożliwe. Można naciąć winyl z mastera mającego nawet koszmarny clipping. Problem nie polega na tym, że głowica nacinająca temu nie podoła. Rodzaj sygnału nie ma decydującego znaczenia. Przypuszczalnie można nacinać na winyl nawet czysty przebieg prostokątny czyli w jakimś sensie stuprocentowy clipping. Wystarczy to zrobić ciszej, żeby ilość ciepła powstałego w głowicy podczas pracy jej nie uszkodziła. Jeśli średnia moc sygnału nie będzie większa niż dopuszczalna dla głowicy, nic się nie stanie.

To może nie zgadzać się całkowicie dla techniki DMM. W przypadku acetatów, gdzie nie tyle wycina się zapis, co się go w pewnym sensie wytapia w lakierze, można podawać dowolne sygnały jeśli się restrykcyjnie kontroluje ich moc.

Technicznie jest możliwe nacinanie muzykę z silnym clippingiem, czyli zawierającą przebiegi prostokątne.

Problem faktycznie jest gdzie indziej i polega na tym, że nie da się odtworzyć na gramofonie przebiegu prostokątnego. Faktycznie nie da się naciąć sygnału dokładnie prostokątnego, ale tylko mniej lub więcej do niego zbliżony, jednak możliwości głowicy nacinającej są większe niż zdolność śledzenia wkładki gramofonowej.

Jeśli ktoś ma płytę testową, to na pewno jest na niej ścieżka, której wkładka nie jest już w stanie odtworzyć. A jeśli nie ma płyty pod ręką, to na pewno posiadaczom gramofonów zdarzyły się płyty, kiedy trzeba było zwiększyć nacisk, żeby dźwięk był czysty. Jeśli jednak nawet silne dociążenie nie poprawia dźwięku to zdolność śledzenia silnych wychyleń jest za mała w danej wkładce.

Gdyby jednak w jakiś sposób naciąć sygnał prostokątny na winyl, igła odczytująca taki sygnał przeskakiwałaby dokładnie tak, jak to ma miejsce, jeśli płyta jest zarysowana prostopadle do ścieżek zapisu. Będzie przeskakiwać zupełnie tak samo jak przeskakuje na rysach.

Niemożność lub trudność z odtworzeniem zapisu zawierającego elementy przebiegu prostokątnego są jedynym powodem, że nie można nacinać z mastera z silnym clippingiem czy z clippingiem w ogóle. Żeby naciąć nagranie z mastera z clippingiem należy go najpierw - clipping - usunąć.

Wystarczy zastosować filtr obcinający górę pasma. W wersji elektrycznej taki filtr jest niemożliwy do zrobienia, tak samo jak nie da się zrobić filtra do przetwornika D/A o częstotliwości 20 kHz, Można to jednak zrobić bez problemu w domenie cyfrowej.

Master z clippingiem jest cyfrowy, wobec tego zastosowanie filtra cyfrowego o bardzo stromym zboczu nie stanowi problemu. Można odfiltrować bez zniekształcania sygnału wszystko, co jest niesłyszalne, np. powyżej 15 kHz. Sygnał z clippingiem po odfiltrowaniu wysokich częstotliwości staje się sygnałem bez clippingu - w sensie braku przebiegów prostokątnych - i można go bezproblemowo naciąć i co ważniejsze płyta nadaje się dobrze do odtwarzania.

Warto zdawać sobie sprawę z tego, że prawie każda płyta winylowa ma zapis nieco różniący się od taśmy matki. Nawet jeśli taśma matka była zwykłą taśmą magnetofonową nagraną w latach siedemdziesiątych.

Są różne maszyny do nacinania i ich możliwości są różne. Technicy zajmujący się nacinaniem matryc doskonale znają możliwości swojego sprzętu i wiedzą w jaki sposób modyfikować sygnał, żeby efekt był jak najlepszy. Czasem nawet, jak to było w Polskich Nagraniach wypuszczających płyty pod marką Muza, wszystko było filtrowane. W Muzie był na stałe włączony w tor korektor graficzny ustawiony w ten sposób, że skraje pasma były lekko osłabiane. Kiedyś w telewizji pokazano reportaż z Polskich Nagrań. Być może ten materiał jeszcze się zachował w archiwum TVP.

Podczas nacinania zawsze są wprowadzane jakieś poprawki i dzieje się to w czasie rzeczywistym. Nie znaczy to jednak, że na winylu jest coś innego. Jest to samo co było na taśmie matce i to samo, co jest na CD dlatego, że taśma matka jest ta sama, co np. oznacza, że użyto tej samej płytki CD-R.

Problem Loudness War można rozwiązać przez stosowanie normalizacji głośności. Dokładnie to samo ma miejsce w czasie nacinania. Głośniej niż pozwala na to głowica się nie da nacinać, ale faktycznie nacina się z taką maksymalną głośnością, żeby z odtwarzaniem poradziła sobie typowa wkładka gramofonowa. Ważniejsze jednak jest, że na jednej stronie płyty długogrającej zazwyczaj mieści się określona ilość zapisu, w sensie czasu trwania.

Nie nacina się też winyli bardzo cicho, z oczywistych powodów, ale o tym i kilku innych właściwościach płyt winylowych innym razem.

Trzeba wspomnieć, że są specjalne wydania przeznaczone dla DJ i stacji radiowych, gdzie na jednej stronie 12 calowej płyty na 45 obrotów jest nagrany jeden utwór trwający kilka minut. Ale tych płyt raczej nie ma w handlu. A poza tym nawet takie płyty nie są nagrane jakoś wyjątkowo głośno. Są trochę głośniejsze, ale głównie chodzi o to, że odstępy pomiędzy sąsiednimi rowkami są większe, a więc są mniejsze przesłuchy, zniekształcenia itd.

W skrócie:

1. Winyle są produkowane z tego samego mastera co CD.
2. Korekty dźwięku, jak odfiltrowanie wysokich częstotliwości, nie zmieniają faktu, że zapis pod każdym innym względem jest identyczny z CD.
3. Nacinanie płyt winylowych z typową głośnością robi wrażenie, że Loudness War ich nie dotyczy, co nie jest prawdą. Patrz punkty 1 i 2.

Na koniec trzeba zaznaczyć, że problemy z odtwarzaniem powodują duże amplitudy i zdanie, że clipping spowoduje przeskakiwanie igły należy rozumieć, że ten clipping dotyczy niskich częstotliwości. O problemach z jakimi walczy płyta analogowa w zakresie średnich i wysokich tonów będzie w kolejnych postach.

Słownik pojęć audiofilskich: przestrzenność

Kiedy się czyta recenzje sprzętu grającego trudno zgadnąć, co "poeta" miał na myśli. W przypadku przestrzenności tak nie jest. Przestrzenność jest cechą dźwięku, która faktycznie występuje i można ją usłyszeć, chociaż zdecydowana mniejszość ludzi dywagujących o przestrzenności potrafi jej doświadczyć. Większość po prostu powtarza po innych, bo jest to w dobrym(?) tonie. W świecie audio o pewnych rzeczach wypada mówić, w przeciwnym razie jest się narażonym na wykluczenie.

Są dwa rodzaje przestrzenności. Przestrzenność realizacji dźwięku czyli coś, co jest zawarte w nagraniu i jest słyszalne wszędzie i w każdych warunkach, chociaż nie zawsze w tym samym stopniu. Jest też przestrzenność samego pomieszczenia, w którym się słucha muzyki. Im pomieszczenie jest gorsze akustycznie, tym wrażenia słuchowe są bardziej "przestrzenne".

Żeby dobrze zrozumieć czym jest przestrzenność trzeba zacząć od warunków kompletnego jej braku. Zupełny brak przestrzenności towarzyszy dźwiękowi na otwartym terenie, zwłaszcza w przypadku miękkiego, pochłaniającego dźwięk podłoża. Jeśli znajdziemy się na środku dużego zaoranego pola, względnie na łące, wszystkie źródła dźwięku będą prawie dokładnie punktowe. Jeśli będziemy w towarzystwie innych osób, ich głosy będą docierać tylko z tego miejsca, gdzie się dana osoba znajduje.

Warunki otwartej przestrzeni dość dobrze przypominają komorę pogłosową z tym, że w komorze pogłosowej panuje cisza. Jednak propagacja dźwięku jest podobna.

Wydaje się to paradoksalne, że na otwartej przestrzeni dźwięk jest pozbawiony przestrzenności, podobnie jak to ma miejsce w komorze bezechowej. Przeciwieństwem komory bezechowej jest komora pogłosowa lub typowe pomieszczenie odsłuchowe.

Pomieszczenie odsłuchowe lub jakieś inne, w którym występują silne odbicie nadaje dźwiękowi wrażenie przestrzenności dlatego, że dźwięk nie dociera do słuchacza z jednego miejsca, ale z każdego. Propagacji dźwięku w pomieszczeniu towarzyszą wilesetkrotne odbicia. Skoro fala odbije się kilkaset razy, więc nie będzie takiego miejsca do którego nie dotrze i się tam nie odbije. Skoro dźwięk dociera z każdego miejsca - jest wszędzie, wszędzie w przestrzeni danego pomieszczenia.

Problem w tym, że odbić dźwięku najczęściej się nie słyszy o ile pomieszczenie nie jest tak duże, że już bez trudu każdy może zauważyć pogłos. W typowych pomieszczeniach mieszkalnych nie słyszy się pogłosu, choć on faktycznie występuje. Słuch jest tak skonstruowany, żeby go wyeliminować z wrażeń słuchowych w największym możliwym stopniu. Jednak można usłyszeć odbicia nawet w małych pomieszczeniach.

Jednym ze sposobów, żeby usłyszeć, że pogłos występuje w typowym pokoju jest wyjście na balkon. Nie każdy pokój ma balkon, ale jeśli ma, warto wyjść i posłuchać rozmowy, która toczy się wewnątrz. Innym sposobem jest wyjście na zewnątrz, jeśli pomieszczenie jest na parterze. Przez otwarte okno usłyszymy wyraźne odbicia dźwięku, które towarzyszą rozmowie.

Jeśli znajdujemy się w przestrzeni otwartej, gdzie nie ma pogłosu i słuchamy tego, co dzieje się w pomieszczeniu, gdzie pogłos występuje - łatwo możemy go usłyszeć. Wrażenie jest takie, jakby dźwięk się kotłował. Łatwo można też zauważyć podbarwianie dźwięku przez rezonanse (mody).

Im silniejsze odbicia, im mniej elementów pochłaniających fale dźwiękowe, tym silniejsze wrażenie przestrzenności.

Wobec tego przestrzenność jest czymś realnym. Na czym polega problem? Problem polega na tym, że słuchacze uważają, że ta przestrzenność bierze się z właściwości wzmacniaczy albo nawet szafki, w której stoi sprzęt. A akustyka? Z pewnego punktu widzenia nie ma wpływu na przestrzenność, podobnie jak realizacja dźwięku. Słuchacze uważają, że przestrzenność jest skutkiem działania sprzętu odtwarzającego. I przykładowo dźwięk ma się robić bardziej lub mniej przestrzenny jeśli się zamieni jeden składnik zestawu na inny. Co ciekawe prawie nigdy nie wymienia się głośników, a one mogą zmienić wrażenie przestrzenności już nie tylko ze względu na inne właściwości, ale inne wymiary.

Warto dodać, że jeśli odtworzy się dźwięk z nagraniem wykonanym w pomieszczeniu w którym występuje silny pogłos, to można ten pogłos bez trudu usłyszeć. Natomiast nie słyszy się pogłosu pomieszczenia w którym się aktualnie słucha. Wobec tego świetnie słychać pogłos i ogólnie złe warunki akustyczne na wszystkich filmach, gdzie ludzie pokazują jak ich sprzęt działa, natomiast nie słyszy się tego, że nasz pokój ma tak samo złe właściwości akustyczne jak ten z filmu.

Ile razy trzeba złamać prawa fizyki, żeby winyl zagrał lepiej niż CD

Ile razy trzeba złamać prawa fizyki, żeby winyl zagrał lepiej niż CD? W zależności od tego jak szczegółowo podchodzi się do tematu może się okazać, że nawet kilkanaście razy. Jednak zwolennikom płyt winylowych prawa fizyki nie przeszkadzają. Im nie przeszkadza nawet zniekształcony dźwięk. Oni to wszystko po prostu ignorują.

W reklamach można często przeczytać, że jakieś urządzenie jest dobre, bo ma najkrótszą możliwą ścieżkę sygnału. W innych reklamach czytamy, że akurat ten plik jest najlepszym możliwym, bo jest dokładnie tym plikiem, który powstał w studio nagraniowym, nie był w żaden sposób konwertowany ani modyfikowany.

Z winylami jest na odwrót. Łańcuch urządzeń, które muszą być włączone w ścieżkę sygnałową jest długi, natomiast przekształcanie i konwersja sygnału jest zaletą. I zamiast odtworzyć plik wzięty bezpośrednio ze studia nagraniowego, przepuszcza się go przez tasiemcowo długi ciąg urządzeń, przekształcając sygnał za każdym razem z jednej formy w inną.

Każde kolejne przekształcenie i każde urządzenie dodaje swoją porcję zniekształceń, szumów itp. i to ma sprawiać, że dźwięk z winyla jest "lepszy".

Jest pewien typ zniekształceń zawartych na płycie analogowej o których mało kto wie. Osoby, które mają płyty winylowe w tym momencie powinny zdjąć z półki dowolną płytę długogrającą i przyjrzeć się zapisowi, najlepiej pod lupą.

Jeśli płyta długogrająca, którą oglądasz zawiera muzykę rozrywkową, albo realizowaną na instrumentach elektronicznych, ale chodzi tylko o instrumenty perkusyjne i bas, można zaobserwować bardzo ciekawe zjawisko.

Na płycie widać bardzo regularne układanie się zapisu w charakterystyczne wzory. Schematycznie sytuacja wygląda jak na rysunku:

Rowki na płycie wpasowujące się w siebie można naciąć znacznie gęściej niż takie, które do siebie nie pasują. Jednak przesunięcie w czasie o ułamek sekundy spowoduje, że niepasujące układy kształtu rowków zamienią się w takie, które świetnie się zgadzają..

Charakterystyczne dla płyt długogrających jest, że często można zauważyć zaskakującą zgodność w układaniu się sąsiednich rowków. Jeśli wystąpi silne wychylenie w którąś stronę, to sąsiadujący rowek wpasowuje się w to wychylenie na zasadzie pokazanej w przykładzie A) natomiast rzadko widać sytuację taką jak w B).

Dlaczego tak się dzieje. Płytę można naciąć na 2 sposoby. Można stosować stałe albo zmienne przesunięcia na obrót płyty. Kiedy głowica nacinająca przesuwa się ze stałą prędkością do środka płyty, występuje "marnowanie miejsca" dlatego, że bez względu na amplitudę sygnału skok będzie taki sam. Wobec tego nacinając bardzo ciche fragmenty zużywa się tyle samo miejsca, co i najgłośniejsze.

Jeśli prędkość głowicy będzie zmienna i skok będzie mały dla cichych fragmentów, a większy dla głośniejszych, wtedy na stronie uda się zmieścić więcej muzyki, przykładowo 20 zamiast 10 minut. Ale "oszczędności" miejsca mogą być jeszcze większe.

Jeśli będzie się zmieniać nie tylko szybkość poruszania się głowicy nacinającej czyli ruch po promieniu w kierunku środka, ale również moment, kiedy wystąpią duże wychylenia, gęstość zapisu jeszcze bardziej wzrośnie.

Nacinając "tak jak jest" do sytuacji A) będzie dochodzić tak samo często jak do sytuacji B). Jeśli jednak przyspieszy się, albo opóźni, sygnał sterujący, tzn. dźwięk, a wystarczy zmiana o ułamek sekundy, to do dojdzie do sytuacji A) natomiast B) nie wystąpi. Wystarczy bowiem przesunąć w czasie dolny rowek z przykładu B) i już mamy "oszczędniejszy" czyli bardziej upakowany zapis i sytuację z rysunku A).

I faktycznie do takich przesunięć sygnału w czasie dochodzi w przypadku płyt długogrających nacinanych z użyciem techniki przewidującej kształt i miejsce rowków nawet kilka razy na obrót płyty.

Od strony praktycznej nacinanie z przewidywaniem ścieżki odbywa się w ten sposób, że trzeba śledzić sygnał z wyprzedzeniem dokładnie takim, jaki wynika z prędkości obrotowej płyty. W czasach czysto analogowych odbywało się to w ten sposób, że magnetofon odtwarzający taśmę matkę miał dwie głowice odczytujące i specjalnie ukształtowany tor taśmy, aby druga głowica trafiła dokładnie w to samo miejsce w czasie co głowica nacinająca po tym, kiedy płyta wykona pełen obrót. Takie magnetofony mają dodatkowe rolki, które pozwalają wydłużyć lub skrócić pętlę taśmy w zależności od prędkości nacinanej płyty. Przewidywanie wychylenia i układu rowków może być stosowane także do płyt 45 obrotów/minutę.

Jeśli więc ktoś będzie się upierał, że LP ma lepszy "timing" wtedy wyjaśnijcie mu, że niestety nie dotyczy to większości płyt, gdyż zapis na nich nieustannie zwalnia i przyspiesza. A wszystko po to, żeby nagrać dłuższy utwór na jednej stronie i żeby dźwięk był trochę głośniejszy.

Warto dodać, że ludzie najzapalczywiej dyskutujący o płytach winylowych przeważnie nie mają ich, anie też gramofonów, więc też nie mogą się przekonać doświadczalnie o czym mówią. Dla tych osób mam nagranie z płyty winylowej. To jest fragment piosenki, ale za to jest cały rowek początkowy i końcówka. W tych właśnie fragmentach, kiedy muzyka nie zagłusza zakłóceń zawartych na płycie najlepiej słuchać "lepszą jakość" płyt winylowych. Fragment dźwięku zngranego z winyla. Jeśli ktoś się przymierza na skompletowanie zestawu do odtwarzania płyt winylowych powinien mieć świadomość tego, że bez względu na ilość pieniędzy, którą wyda, te wszystkie brudy i zakłócenia będą mu towarzyszyć zawsze podczas słuchania, ponieważ one na płytach po prostu są. Ale może o to, żeby te zakłócenia słyszeć idzie gra? Może, ale skoro tak, to ja tego nie jestem w stanie zrozumieć.

Zniekształcenia fazowe

Grafika poniżej ilustruje przesunięcie fazy dwu sinusoid.

Do określenia przesunięcia faz używa się miary kątowej. 

Zniekształcenia fazy są w obszarze sprzętu odtwarzającego dźwięk powodem dużego zamieszania. Dotyczy to rzekomej wrażliwości słuchu na takie zniekształcenia. Nawet istnieje firma produkująca sprzęt, który ma charakteryzować minimalne zaburzenia fazy przetwarzanego sygnału.

Niewrażliwość słuchu na przesunięcie czy zniekształcenie fazy można sprawdzić w prosty sposób używając programowego jej przesuwania. Czyli wystarczy włączyć program, który wprowadzi w kontrolowany sposób przesunięcia fazy do sygnału i można stwierdzić, że się tego nie daje usłyszeć.

Nie może być inaczej niż właśnie tak, że słuch jest zupełnie głuchy na przesunięcia fazy sygnału.

Powyższy schemat pokazuje co się stanie, jeśli doda się dwie sinusoidy, które są względem siebie przesunięte w fazie. W przykładzie są dwie składowe o identycznej częstotliwości, z których druga jest przesunięta względem pierwszej. Po zsumowaniu otrzymuje się sinusoidę o większej amplitudzie i innej fazie niż dwie składowe.

Jest to jedna z wielu opcji. W ogólności może dojść do trzech rodzajów zdarzeń. Jeśli sinusoidy są zgodne w fazie będą się dodawały bez przesunięcia fazy lub znosiły do zera, jeśli będą mieć odwrotną polaryzację. Trzeci przypadek gdy składowe są przesunięte zawsze dojdzie do przesunięcia fazy w sygnale sumy.

W praktyce oznacza to, że słuchając muzyki w pomieszczeniu dochodzi do nieustannej zmiany fazy w słyszanym dźwięku. Nie chodzi tu nawet o to, że źródłem dźwięku jest sprzęt audio. Nawet dźwięk mowy lub instrumentu na żywo będzie słyszany z permanentnymi zniekształceniami fazowymi.

W pomieszczeniach mamy do czynienia z odbiciami. Wobec tego jeśli odbicie nakłada się na dźwięk bezpośredni, dochodzi do zmiany fazy sumy. Jak już zostało powiedziane nie dojdzie do przesunięcia tylko wtedy, kiedy składowe są zgodne w fazie, czyli w znikomym odsetku przypadków. W związku z tym jeśli weźmiemy odbicia zawierające się w przedziale czasu określonym przez RT60, czyli tych odbić może być kilkaset, przesunięcie fazy słyszanego dźwięku, np. pojedynczej nuty, będzie mieć miejsce właśnie kilkaset razy w czasie jej trwania.

Można powiedzieć, że do zniekształceń fazy nie dojdzie tylko wtedy, gdy występuje dźwięk bezpośredni, a więc w początkowym ułamku sekundy. Wobec tego dociera do nas niezniekształcony dźwięk bezpośredni. Niestety tak nie jest.

Gdyby muzyka składała się z pojedynczych dźwięków, przy czym każdy następny byłby zagrany dopiero wtedy, gdy wybrzmi poprzedni i na dodatek mógłby grać tylko jeden instrument i tylko pojedynczą nutę, nigdy akord, a wokalista mógłby śpiewać tylko wtedy, gdy nie gra żaden instrument, można by mówić o niezniekształconym dźwięku bezpośrednim. Skoro jednak muzyka to dźwięki grane akordami przez wiele instrumentów równocześnie nigdy nie będzie w praktyce takiej sytuacji, że jakiś dźwięk dotrze do słuchacza w postaci czystej. Zawsze będzie się nakładał na inne dźwięki, które istnieją w otoczeniu. A skoro tak, zawsze dojdzie do przesunięcia fazy.

Przesunięcie fazy zachodzi wtedy, kiedy nakładają się na siebie dwie lub więcej fal o jednakowej częstotliwości. Jeśli częstotliwości są inne zsumowanie sygnału nie spowoduje przesunięcia faz składowych i suma będzie miała fazę niezmienioną. Ponadto w momencie nałożenia się fal o różnych fazach dochodzi do miany częstotliwości, jednak tylko w jednym cyklu, czyli częstotliwość na jeden okres się zwiększy lub zmniejszy.

Skoro do przesunięcia fazy dochodzi nawet kilkaset razy w czasie trwania dźwięku, w sensie poszczególnej nuty, a ponadto za każdym razem zmienia się na jeden cykl częstotliwość, to te zmiany nie mogą być słyszane, bo wprowadziłyby ogromne zmieszanie. Zupełnie jak to, że nie możemy być wrażliwi na fluktuacje amplitudy. A zamiana amplitudy jest najważniejszym aspektem nakładania się na siebie fal o różnej fazie. Zmiana amplitudy jest zjawiskiem najprostszym do zmierzenia. Zmiana częstotliwości i zmiana fazy jest trudniejsza do pomiaru, ale jak najbardziej możliwa.

Zmiany fazy a także częstotliwości i zwłaszcza głośności są możliwe do wykazania w pomiarze, ale raczej tylko dla sygnałów testowych, czyli sinusoid. W sygnale kompleksowym a zwłaszcza muzycznym pomiar będzie trudny albo nawet niemożliwy. Natomiast usłyszenie tych zmian czy nawet sama chęć ich usłyszenia nie ma sensu.

200 wat dla monitora czyli dopasowanie mocy wzmacniacza do kolumn po raz ostatni

Każda opinia, nawet bezsensowna, ma jakieś swoje źródło. Także obiegowy pogląd, że monitory wymagają silniejszych wzmacniaczy niż kolumny podłogowe.

Zdjęcie pokazuje profil zapotrzebowania na moc wzmacniacza dla kolumny Infinity Alpha 10.

Według czasopisma, które tabelkę opublikowało do tych małych kolumn potrzeba wzmacniacza, który ma co najmniej 200W na 4 ohmy. Co najmniej 200, czarno na białym, "ab 200W" jest napisane wyraźnie. Skoro wzmacniacz ma mieć co najmniej 200W, wobec tego dla spokojności trzeba sobie kupić taki, który ma 250W, oczywiście na kanał.


Kilka stron dalej ta sama gazeta testuje monobloki. Nie są to te ogromne monstra, które trzeba nosić we czterech, ale mimo wszystko sprzęt jest dużego kalibru. Testowane są cztery typy urządzeń. Moce urządzeń, oczywiście wszystko dla obciążenia 4 ohm wynoszą: 227W, 176W, 192W oraz 146W. Jak widać, według kryteriów dotyczących testowania kolumn, ciężka artyleria w postaci monofonicznych wzmacniaczy mocy albo ledwo wystarczy, albo - w trzech przypadkach na cztery - ma moc niewystarczającą.

W danych dla tych głośników podaje się jednak, że można je obciążać mocą do 80W. Większość małych głośników w ogóle nie jest w stanie przyjąć dużych mocy. Można znaleźć monitory trochę większe i bardziej wytrzymałe, jednak małe kolumny z małym głośnikiem z małą cewką nie są w stanie sobie poradzić z dużymi mocami. Większość prądu przecież zamienia się w ciepło i malutka cewka z naprawdę cieniutkim drutem nie ma szans z mocami rzędu 200W. Uzwojenie cewki małego głośnika to nie żarówka dwusetka. Drut niby taki sam na grubość, ale jednak w żarówce jest wolframowy i bańka z gazem powoduje, że nie odparuje, choć się mocno nagrzeje. Drut miedziany nie wolfram, a kolumna nie żarówka.

Jeśli ktoś chciałby zagrać głośno na małych monitorach, to może być pewny, że jeszcze będzie trochę brakowało do 100W a już cewka zacznie tłuc w magnes, co niechybnie świadczy o tym, że głośnik wkrótce dokona żywota.

Skąd wzięły się te absurdy?

Gazeta przyjęła, że moc którą podaje jako potrzebną do wysterowania kolumn będzie taką, która pozwoli osiągnąć "głośność oryginału". Nie wiadomo dokładnie jaka jest ta głośność oryginału, ale prawdopodobnie coś w okolicach 96 dB. Problem w tym, że większość monitorów nie jest przystosowana do pracy z takimi poziomami. Są takie, które w ogóle nie są w stanie osiągnąć takich głośności, a większość tych, które potrafią robią to przy dużych zniekształceniach.

Monitory często nie są w stanie sprostać wymaganiom "głośności oryginału", Mają za małą powierzchnię membran, za małe cewki, za małe skrzynki itd. Często uda się dopchać monitory do tej abstrakcyjnej "głośności oryginału" ale zawsze wiąże się to z przesterowaniem, kompresją i przeciążeniem. Dla wielu typów monitorów praca przez dłuższą chwilę z mocą podawaną jako minimalna moc wzmacniacza skończy się ich zniszczeniem.

Przykładowo nawet bardzo dobre monitory, zdecydowanie high-end, uznawane za jedne z najlepszych w swojej klasie, potrafią co najwyżej 91 dB, oczywiście przy niskich zniekształceniach i braku kompresji.

Gazeta, która publikowała te oderwane od realiów dane dotyczące zapotrzebowania na moc już od dawna tego nie robi. No ale co się stało, to się nie odstanie. I nikt nie cofnie już tego nonsensu, że te Alphy 10 potrzebują wzmacniacza 200W. Tych testów jest zresztą więcej i praktycznie za każdym razem można znaleźć kosmiczne zalecenia co do mocy wzmacniaczy w odniesieniu do monitorów.

O absurdalności takich zaleceń najlepiej wiedzą posiadacze małych monitorów. Próba grania z dużymi mocami nie ma sensu, bo już przy dość umiarkowanych takie głośniki mocno zniekształcają. Jeśli ktoś nie wierzy, niech zabierze swoje monitory do kogoś, kto ma wzmacniacz dużej mocy wyposażony we wskaźniki. Kilka minut z mocą podawaną jako minimalna moc wzmacniacza będą ostatnimi w życiu tych głośników.

Skąd brały się te bezsensowne zalecenia mocy minimalnej. Stąd, że przyjęto oderwane od realiów założenie głośności oryginału. Założenie jest od czapy, bo jest bardzo dużo głośników, które temu wymaganiu nie sprosta. Z drugiej strony efektywność monitorów jest przeważnie mniejsza niż kolumn większych - podłogowych. Stąd, o ile głośnik w ogóle jest w stanie tak głośno zagrać, moc potrzebna do osiągnięcia "głośności oryginału" dla monitorów jest większa niż dla dużych zestawów.

Niższa efektywność kolumny nie oznacza, że potrzebuje ona do pracy silniejszego wzmacniacza. W normalnej praktyce słucha się z mocami poniżej jednego wata. Słuchanie z mocą 1 W jest często nieprzyjemne, bo ponad 80dB w domowych warunkach jest już ponad zwyczajną głośność. Natomiast moce rzędu 10 czy 20 W oznaczają, że trzęsie się cały dom, sąsiedzi dzwonią na pały, że zakłóca się porządek i ciszę, a uszy tracą swoje właściwości słyszenia. Znaczy głuchną.