真力DSP数字监听技术

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  要将DSP数字技术与监听音箱相结合,在产品设计和产品完成阶段要有一系列重大的技术突破,才能让用户最终受益。GENELEC技术编辑Christophe Anet和董事长Ilpo Martikainen在下面的文章中阐述了真力为何研究数字技术并将其应用到监听产品中。
  
  追溯到70年代,具有现代科技理念的工程师们就已经就最初的北欧广播N12阐述了控制室的监听条件。其中最主要的一项成就就是定义了控制室内录音师听音点上的频响范围。
  由此引起的疑问就是如何将这个标准适用到不同的声学环境中,一开始解决的方法是在监听音箱上配置旋钮式开关来调整频响范围,之后又被DIP开关取代。在90年代中期,GENELEC开始从全世界范围内的录音棚收集数据用以分析和研究房间声学条件的频谱及如何放置设备。通过这项工作收到了意想不到的成果,让用户最有效的使用他们的设备,使工作更加轻松。其中一项成果已经应用到了8000系列产品中,即桌面补偿控制技术,用来调整当音箱被放置在控制台表桥上时由于console-top loading 所产生的160Hz上浮。另外当 DIPtimiser软件与WinMLS测量软件同时使用时,根据测试得出的频响结果,DIPtimiser能够计算出在真力监听音箱背板上的DIP开关应设置的最佳位置。
  


  DSP分频滤波器已经有超过15年的历史了,与此同时第一套不配置有DSP分频滤波器的有源音箱系统也出现在用户手中。频响虽然很平稳但声音效果并不像期待的那样好。因此那时好的声音的标准变得很局限。现在已经被征明只有轴线声音效果好并不够,离轴的声音和动力响应同样重要。均衡复杂的误差是可行的,但在听音区域存在的主要问题是:在整个空间内针对某个听音点把频响设置到最好通常意味着其它位置的频响就不尽人意。古话说得好:预防问题的发生要比事后补救更好。因此在一开始就要尽可能的做好。图2
  那么,应用精密技术的好处是什么呢?首先,精密的分频滤波器可以提高有方向的及离轴的声音播放效果, 并且很容易与DSP技术相结合。均衡单元和相位响应也是很直接的方法,但是如果从根本上做得很完美的话那么这些优化措施的效果将不是很明显。无论如何,对房间响应的校正都是非常重要的,能让可感知到的响应效果有很大的提高。房间响应校正需要一个标尺,这其中包括信号发生器,话筒,分析软件,如果能够去发掘DSP技术更多的潜力就可以将测试分析后的结果通过一定途径传送到监听系统中。技术上讲,这是在工程学和心理声学方面向前的一个跨越,但用户普遍认为这一切应该是理所当然的。
  根据市场的需求来进行产品的定位一直都是很具有挑战性的任务,总是没有十全十美的产品,但最终的目的是要符合大部分用户的真实需求。正如前面所述,出发点应该尽可能的正确。就像我们之前推出的8000系列监听产品,其设计上避免了通常情况下经常产生的声音失真,衍射和不均匀反射的产生。将其作为一个理想的平台,与DSP分频滤波技术和房间频响校正技术相结合最为合适不过。因此8240和8250在硬件和电声学设计上是完全成熟的,在外观上是8040和8050的复制。
  同时,从模拟到数字,从立体声产到多声道,在主要技术上有了很大的变化,这也对控制台生产商提出了新的要求。然而要在已经扩展了多声道监听路径和适当音量控制的模拟和数字混合调音台上安装仍需要一段时间。
  同样的,在系统安装的时候基于每个调音台都具有不同的监听输出方式,DSP音箱配有数字和模拟两种输入格式。在数字音频信号传输格式中有很多的选择,我们只选择具有工业化标准的音频格式AES/EBU。显而易见,这就对监听音箱提出了相应的要求,结论就是要把系统内所有的音箱串联到一个网络中由软件操作如音量控制等功能及自动调整房间响应。
  有很多不同的音频控制网络系统被提出并且有很多已经被开发使用,但是没有一个能够得到普遍认同。在我们开发设计网络标准前我们已经有了前进方向,这在其他行业已经是很普遍的规律(如在每一辆高级汽车中都有CAN网络),因此我们开发了一种双向网络系统,使用的是CAT-5线缆,RJ-45接口及签有独家使用网络协议的相关电子学技术。我们称之为GLM系统即Genelec音箱管理系统它能够同时控制多达30只音箱。能够运行于Windows平台(很快将能运行于Mac苹果机)用户能够通过它进行统一音量控制,用户自定义预设电平值,单个声道哑音及独奏功能,低音管理迂回和声音减弱功能。
  GML软件是基于实用性而设计的,GML使用的时候很简单,其中的连线向导功能,帮助用户正确的连接信号线,设置声道以及基本系统连接,而声学向导用来对音箱摆放距离,房间频响控制范围和音箱灵敏度等进行设置。在操作中可将其最小化,只保留基本操作可视窗口。另外,音量控制即可通过窗口也可使用通过USB口连接的音量控制钮。
  实际上不需要掌握所有的应用程序,最好的办法就是设定用户路径。由此系统设有两个额外的操作模式:预置模式和手动模式,数字信号和模拟信号都可使用。当系统只需要标准设置和校准而不需要额外变化时使用预置模式非常方便,在GML向导协助下设置完成之后,所有的参数将会相应的存储到每一只音箱,然后网络可以断开并关闭。在预置模式下控制台监听区(无论是模拟还是数字)提供所有监听选择。在手动模式中,使用的是众所周知的DIP开关控制8000系列模拟信号产品,8200系列在8000系列的基础上进行了改版,因此不论是模拟监听系统还是数字监听系统中都能够使用。
  在7000系列超低音音箱基础上开发的7260A,7270A,7271A DSP超低音音箱,具有全面的网络控制功能和八个通道的AES/EBU低音管理系统。7200系列的所有产品只能使用AES/EBU信号。
  


  在自动房间频响校正的理念引导下开发设计的DSP技术,进步是显而易听的。经常听到对监听音箱的一些指责,低音不是太多就是太少。尽管感觉的是对的,但很多例子证明问题不是出现在监听音箱身上。然而房间的缺陷的音箱摆放位置所造成的影响往往是无法避免的。因此,要从根本上解决问题,正如我们前面所提到的:预防问题的发生要比事后补救更好。麦克风检测途径不同于人耳,可以检测到甚至细微的错误,因此系统可以纠正到以致细微的错误。
  Genelec AutoCal™ 是一个全自动校准工具,可以对同一房间内多只音箱进行校准。这个软件超越了之前提到的DIPtimiser系统,首先通过一只专用的测试麦克风对测试信号进行录制,经过处理后对运行和连接在GLM控制网络上的所有音箱进行校正和调测。AutoCal™对每一只音箱或重低音音箱的测试结果为一个正弦波扫频信号,同时在一个或几个点使用Genelec 8200A测试麦克风对测试结果进行录制。每一只音箱的频率响应将会被自动记录。此时AutoCal™会确定听音点上平稳频响数据图,并排列出所有音箱在基本听音位置的均等延迟,电平输出点及超低音分频相位点,据此调整相应的声学设置。
  AutoCal™针对7200系列超低音音箱设置了四段陷波滤波器,针对8200系列监听音箱也设置了四段陷波滤波器并设置了具有高,低频的两段搁架式滤波器。可自动的将系统校准为电平为1dB /1.5cm的标准,对于A型5.1系统的整个校准过程只需5分钟就能完成。
  Genelec 8200和7200DSP数字音箱系列中应用的技术并不是为了校正和修复在电声设计中产生错误,而是为了对复杂多变的产品提高实用性和灵活性,并使音箱高效的适应不同的声学听音环境。监听系统应最大范围的适应工作环境的需要,在有可靠的声学理论基础的8000系列和7000系列的产品基础上开发的这些新产品顺应了事物发展的规律,并最终让用户工作起来更轻松,更愉快和更高效。
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