1.3. Разновидности стереофонии

Различают интенсивностную, временную и смешанную стереофонию.

Интенсивностная стереофония (Δτ = 0)

Перемещение КИЗ в зависимости от разности уровней ΔL и величины угла между направлениями на громкоговорители имеет сложный характер: влево/вправо, в глубину, в высоту.

При приближении слушателя к громкоговорителям на расстояние ν < В наблюдается уменьшение S при неизменном ΔL,.

Смещение КИЗ в глубину и зависимость величины подъема КИЗ от угла направления на громкоговорители показаны на рис.1.4.а [4].

Максимальный подъем КИЗ имеет место при нахождении слушателя в центре базы и равен В/2. При удалении, равном В/2, т.е. при угле между направлениями на громкоговорители, равном 90°, подъем КИЗ составляет 0,35 (рис. 1.4.6). При угле меньше 30° подъем КИЗ практически не ощущается. Поэтому с учетом этого эффекта фронтальные громкоговорители следует располагать несколько ниже головы слушателя, а тыловые — на уровне головы.

Временная стереофония (ΔL = 0)

Перемещение КИЗ для сигналов с достаточно однородным спектром мощности имеет практически линейную зависимость до величины S = 0,8B/2 при изменении Δτ от 0 до 0,8...1,2 мс. Дальнейшее увеличение Δτ до 6...8 мс вызывает медленное перемещение КИЗ на участке (0,8...1,0)B/2. Для сигналов с неравномерным распределением мощности по частоте (например, скрипка) монотонное перемещение КИЗ наблюдается только для сдвигов, не превышающих 0,5...1,0 мс. При дальнейшем увеличении сдвига до 6...8 мс смещение КИЗ носит колебательный характер (с неоднократным возвращением КИЗ к центру базы).

Смешанная стереофония

При смешанной стереофонии наблюдается линейная взаимокомпенсация временного сдвига 0...1,2 мс интенсивностной разностью 0...7 дБ. Опережающий и задержанный сигналы создают единый устойчивый КИЗ при Δτ < 3...4 мс, при этом положение КИЗ на линии базы громкоговорителей определяется значениями ΔL и Δτ. При увеличении задержки между сигналами громкоговорителей до 7... 15 мс локализация КИЗ затрудняется, звучание приобретает гулкость, объемность и размытый характер. Для источников звука, расположенных в позициях громкоговорителей, различия в канальных сигналах велики: ΔL > 20 дБ, Δτ > 3...5 мс. В этом случае КИЗ превращается в действительный, не подверженный пространственным искажениям.

Для взаимозаменяемости ΔL и Δτ при локализации КИЗ часто используют коэффициент эквивалентности:

В диапазоне частот 300...5000 Гц оба фактора примерно в одинаковой степени оказывают влияние на локализацию КИЗ. На частотах выше 5 кГц оценка азимута в основном определяется величиной ΔL.

Наличие отраженного звука (реверберации) в помещении прослушивания практически не влияет на азимутальное положение КИЗ, однако величина реверберации влияет на протяженность КИЗ. Объясняется это тем, что повторения звука в интервале времени от 1,5 до 30...50 мс подавляются слуховой системой — эффект предшествования.

1.4. Особенности звукового материала

В музыке обычно используется 8 октав:

16...32 Гц................субконтроктава;

32...64 Гц................контроктава;

64...128 Гц..............большая октава;

128...256 Гц.............малая октава;

256...512 Гц.............первая октава;

512...1024 Гц...........вторая октава;

1024...2048 Гц.........третья октава;

2048...4096 Гц.........четвертая октава.

Поскольку субконтроктава используется очень редко, полосы частот 30...4000 Гц достаточно для передачи мелодии. Однако количество высших гармоник и соотношение между их амплитудами у разных музыкальных инструментов неодинаково. Именно это и объясняет различие в их звучании, даже если они воспроизводят одну и ту же ноту. Аналогично и голос каждого человека имеет характерный, присущий только ему, гармонический состав, что придает голосу неповторимую тембровую окраску.

В процессе исполнения уровень акустического сигнала непрерывно изменяется. Диапазон его изменения может быть довольно широким. Для сравнения в табл. 1.1 приведены усредненные динамические диапазоны звучания отдельных инструментов и музыкальных ансамблей.

Таблица 1.1

Усредненные динамические диапазоны звучания отдельных инструментов

Источник звука	Уровень, дБ (мин/макс)	Динамический диапазон, дБ
Гитара	40/55	15
Квартет струнных инструментов	35/75	40
Орган	50/85	35
Небольшие вокально-инструментальные ансамбли	40/85	45
Рок-группа	80/110	30
Эстрадный оркестр	45/100	55
Духовой оркестр	50/100	50…100
Большой симфонический оркестр	35/110	75

Чтобы сохранить тембр звучания музыкальных инструментов и голосов певцов, микро- и макродинамику музыкального произведения, требуется полоса частот усилителя от 2...5 Гц до 60... 100 кГц и акустической системы от 20...30 Гц до 35...60 кГц, отношение сигнал/шум не менее 75 дБ, и звуковое давление в точке нахождения слушателя, превышающее уровень шумов в помещении прослушивания на величину динамического диапазона музыкального материала.