Статья легендарного Рауля Санчеса «О фазолинейности».
В 70-е годы многие производители акустических систем выпускали так называемые фазолинейные АС или, иначе, АС с линейной фазовой характеристикой (Linear Phase). Попробуем разобраться, что это такое. Начнем с общих понятий:
Минимально-фазовой называется система, которая при заданной АЧХ (т.е. зависимости уровня звукового давления (в дБ) от частоты) способна передать к выходу энергию, поступающую на ее вход, за кратчайшее время.
Фазочастотная характеристика (зависимость фазы от частоты или ФЧХ) минимально-фазовой системы называется минимально-фазовой характеристикой (МФХ) и получается путем применения преобразования Гильберта к АЧХ. Верно и обратное — АЧХ минимально-фазовой системы можно получить, применив преобразование Гильберта к МФХ.
Сама по себе МФХ не особенно интересна — гораздо интереснее так называемая избыточная ФЧХ (Excess Phase), которая представляет собой разницу между измеренной ФЧХ АС и МФХ, рассчитанной по измеренной АЧХ. Иными словами, избыточная ФЧХ (ИФЧХ) показывает тот дополнительный, избыточный фазовый сдвиг по отношению к минимально возможному для данной АС. Поэтому если АС является реально 100% минимально-фазовой, то ее ИФЧХ должна представлять собой практически прямую линию (0°). ИФЧХ, таким образом, описывает то, насколько реальная АС далека от минимально-фазовой.
А производной с обратным знаком от ИФЧХ является известное многим специалистам понятие «избыточное групповое время задерживания» (Excess Group Delay или ИГВЗ). ИГВЗ зачастую несколько проще интерпретировать, чем избыточную ФЧХ, но рассказ об этом выходит за рамки данной статьи.
Считается, что большинство отдельных динамиков характеризуется практически минимально-фазовым поведением, т.е. их ИФЧХ предполагается идущей вдоль отметки 0° во всей полосе частот, которую они призваны воспроизводить. В реальности дело обстоит не идеально «красиво» — никакого строгого нуля там, конечно, нет, а есть неоднородность порядка ±20°, что для реальных условий неплохо.
Однако законченные акустические системы собираются, как правило, из нескольких динамиков (кроме широкополосных АС), которые, хотя сами и являются практически минимально-фазовыми устройствами, но увязываются воедино при помощи кроссоверов, которые далеко не всегда являются такими же минимально-фазовыми. Более того, даже если сделать минимально-фазовыми и переходные фильтры, то этого все равно недостаточно — нужно еще разместить акустические центры (в дальнейшем АЦ, не путать с центром масс!) всех динамиков в одной плоскости. Именно АЦ, а не корзины динамиков, как это делается в подавляющем большинстве АС, — вот тогда можно рассчитывать на то, что вся АС как целое окажется минимально-фазовой в широкой полосе частот. Поэтому истинно минимально-фазовые многополосные АС встречаются довольно редко. Но если АС действительно таковы, то, вне зависимости от числа полос, звучать они должны так же, как хорошие широкополосники.
Это может показаться удивительным, но при разработке минимально-фазовых многополосных АС достаточно следить за одной только переходной характеристикой (ПХ), добиваясь ее идеальности путем внесения изменений в кроссоверы. Как только получится идеальная ПХ — все остальное приложится автоматически. Давно известно, что идеальная импульсная характеристика (а ПХ — лишь другая, более удобная для практической работы форма отображения импульсной характеристики) всегда дает идеальную АЧХ. Но обратное неверно — из идеальности АЧХ совершенно не следует идеальность импульсной характеристики.
Применительно к АС можно сказать, что гладкая, плоская осевая АЧХ с малой неравномерностью, снятая в безэховой камере, вообще говоря, почти ничего не говорит о том, что мы слышим, о чем я уже неоднократно писал. С другой стороны, если имеется практически идеальная ПХ, то отсюда автоматически следует, что и АЧХ будет практически идеальна. Разумеется, на той же оси, где получена идеальная ПХ.
Почти любая акустика на основе типовых конусных широкополосных динамиков (масса примеров приведена в статье О широкополосной акустике) является минимально-фазовой. Таковыми же являются электростаты от Quad — ESL-63 и ESL-969. А вот минимально-фазовую акустику с числом полос более одной целенаправленно выпускало всего несколько фирм в мире: Dunlavy, Spica, Technics, Thiel и Vandersteen.
Единичные экземпляры можно обнаружить у Bang & Olufsen — модель BeoVox M100, выпускавшаяся с 1977 по 1979 год и, что особенно удивительно, у B&W — модель DM6 1976 года выпуска.
