...i bassi sono monofonici? (con test)

ponete qui le vostre domande
(per i cavi c'è una sezione dedicata)
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MarioBon
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...i bassi sono monofonici? (con test)

#1 Messaggio da MarioBon »

può essere vero ma anche no.
Nei vinili i bassi erano registrati in monofonia per questioni tecniche legate alla massima larghezza dei solchi. Ciò non significa che sia vero per tutti i vinili prodotti.
Con i CD questo problema non sussiste.
Nella musica classica, per esempio un quartetto d'archi con violoncello, il violoncello stesso può essere registrato prevalentemente su un canale (per riprodurre la disposizione spaziale degli strumenti) quindi i bassi non sono necessariamente in monofonia.

Chi usa un singolo sub-woofer esegue la somma dei canali destro e sinistro nel sub e quindi sente i bassi in monofonia (almeno per la parte riprodotta dal sub).

Alla fine non c'è una regola generale o una convenzione che obblighi a registrare la parte bassa in monofonia.

Anche se la parte bassa fosse registrata in monofonia, ci potrebbero essere delle differenze nella funzione di trasferimento del canale destro e sinistro dell'impianto stereo che potrebbero introdurre uno svasamento tra i due canali. Quindi anche con una registrazione monofonica quello che esce dai due diffusori può non essere perfettamente in fase.

Per finire i diffusori non sono sempre posizionati in modo perfettamente simmetrico rispetto alle pareti della stanza e/o rispetto al punto di ascolto quindi anche in questo caso si introducono, nel puntodi ascolto, sfasamenti (anche mportanti) tra i due canali.

Alla fine non è facile che, nel punto di ascolto, i segnali riprodotti dai due diffusori arrivino perfettamente in fase (anche con una registrazione monofonica). Che poi questo sia più o meno udibile è un altro discorso.

Proprio per evitare le incertezze citate si usa misurare la risposta di un sistema utilizzando due generatori di rumore rosa indipendenti (ovvero non correlati) per il canale destro ed il canale sinistro.
In questo modo la somma dei due canali nel punto di ascolto si porta sui 3 dB (modi normali dell'ambiente permettendo). Vedremo meglio nel prossimo post.
Usando lo stesso generatore per i due canali quando questi riultano perfettamente in fase la somma dà +6 dB, nel caso fossero in controfase perfetta la somma darebbe meno infinito e la misura sarebbe così più dipendente dalla posizione dei diffusori e del microfono (e sempre di più al crescere della frequenza).
Se si dispone di un unico generatore di rumore è meglio misurare un diffusore alla volta.

P.S. le misure in ambiente necessarie per tarare un DRC o un Dirac vanno fatte come indicato nelle istruzioni dei rispettivi sistemi.
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Re: ...i bassi sono monofonici?

#2 Messaggio da MarioBon »

Ma è sempre vero che con due generatori indipendeni il livello SPL complessivo al microfono (nel punto di ascolto) aumenta di 3 dB?
In effetti questo avviene quando il diffusore destro e sinistro producono, al microfono, lo stesso livello SPL. Vediamo la figura che segue ("Building HiFi Speakers System" Philips - ELCOMA - prima edizione dicembre 1969):
Immagine
Questa figura riproduce la variazione di risposta (a terzi di ottava) per lo stesso diffusore in posizioni diverse rispetto alle pareti. Consideriamo la (b) e la (c) dove la differenza di posizione cambia di 30 centimetri.
Dove il livello è uguale la somma aumenta di 3 dB, dove è diverso la somma sarà maggiore del livello inferiore (ma crescerà sempre meno di tre dB). La variazione è comunque contenuta entro 3 dB massimi (0-3 dB per la precisione quindi più o meno un dB e mezzo).

C'è anche un caso limite ovvero la somma di (a) diffusore in angoloe con (d) diffusore a due metri dall'angolo e ulteriormente spostato di 80 cm. In questo caso, e stiamo parlando di una disposizione ben asimmetrica, la risposta nella parte più bassa sarà molto simile ad (a) per presentare delle variazioni attorno a 200 Hz.
Quindi la regola dei 3 dB vale se si rispetta un minimo di simmetria nella disposizione dei diffusori.

Veniamo alle misure di Audio Review. GPM, che esegue le misure, ha un ambiente dedicato e non dispone i diffusori a caso ma li colloca avendo cura di rispettare la simmetria ripettoalle pareti. In tali condizioni non si possono generare situazioni come quella illustrata e vale quindi la "regola dei 3 dB" (con le debite tolleranze).

Conclusione:
Utilizzando un singolo generatore di rumore rosa per alimentare entrambe i diffusori la variazione della risposta in frequenza può andare da +6dB (in fase) a meno infinito dB (opposizione di fase).
Utilizzando due generatori di rumore rosa indipendenti la variazione della risposta in frequenza rientra in più o meno un dB e mezzo.

Senza sapere nè leggere nè scrivere, quale procedura sembra più conveniente?
per me quella con due generatori indipendenti.

Quale è il limite di questa misura? che bisogna avere due generatori indipendenti. Chi li ha la fa, chi non li ha non la può fare. Con buona pace di Jacques de Chabannes, signore di Lapalisse.
Con tutti i software gratuiti che si trovano in rete, generare due segnali di rumore rosa pseudocasuale tra loro non correlati, per una persona un po'esperta, non dovrebbe essere un probema.

http://www.mariobon.com/Glossario/Livelli_Somma.htm
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Re: ...i bassi sono monofonici?

#3 Messaggio da TomCapraro »

L'argomento è serio, e m'interessa contribuire.

Iniziamo dai segnali a bassa frequenza incisi sui vinili: sono MONO, ma nel processo di riproduzione questa "monofonia" viene completamente persa.
I motivi sono legati alla linearità di lettura che un sistema analogico formato da testina-braccio NON può garantire, e difatti dalle misure ne viene fuori uno sfasamento molto simile allo stesso sfasamento che si trova nelle registrazioni digitali...purchè stereo.
Le registrazioni digitali mono garantiscono invece una perfetta simmetria tra i due canali, il che significa perfettamente in fase.

Possiamo vederlo qui, con l'estrazione del DELTA della fase (relativo alle varie frequenze) di un brano MONO.
Si nota una linea retta che circoscrive gli zero gradi a tutte le frequenze.
Il brano deriva dall'album KIND OF BLUE (Miles Davis) il titolo ""Blue in Green""

Immagine

Di contro, in gamma bassa, e nelle registrazioni digitali stereofoniche, la fase non risulta quasi mai perfetta.
Generalmente si manifestano sfasamenti che in molti casi superano anche i 105° in bassa frequenza.
Sfasamenti del genere non sono poi cosi banali, poichè durante la riproduzione a due canali (somma del segnale dei due diffusori) ci troveremo con una cancellazione di quasi 5dB (se per ipotesi fosse una frequenza di 45hz e più di 6ms di sfasamento).
E' paradossale immaginare un segnale registrato in bassa frequenza con ipotetica e presunta assenza di sfasamenti, per poi vedersi una risposta in frequenza "tormentata" che scaturisce giusto da questo.
Ovviamente il discorso è più teorico che pratico, in quanto affinchè tutto ciò accada non dovrebbe nemmeno cozzare con le interferenze acustiche, sia costruttive che distruttive di ogni locale.
Nella pratica, condizioni di effettivo funzionamento e relativo connubio diffusore/ambiente, potrebbe accadere di tutto e di più...per cui la certezza del risultato verrebbe garantita soltanto con una serie di misurazioni in loco.

Qui sotto vediamo il DELTA della fase (relativo alle varie frequenze) di un brano stereofonico.
Si nota una certa contiguità fino a circa 40hz, poi al salire di questa frequenza progressivamente si perde.
Da premettere che ogni disco presenta un determinato sfasamento, credo anche ogni brano dello stesso album, quindi si troveranno dischi con sfasamenti +/- pronunciati e distribuiti su uno spettro del tutto casuale.
Il brano è la famosa "canzone di marinella".

Immagine

Alcuni (cantinari) per stabilire il DELTA della fase in relazione della frequenza, utilizzano una tecnica fuorviante: prendono il brano registrato a due canali stereo e, prima li sommano, e successivamente (invertendo un canale di 180°) estraggono il segnale differenza (per sottrazione)...infine confrontano lo spettro FFT sperando di vedere qualcosa di attendibile.
Le registrazioni appartengono ai segnali di tipo deterministico, quindi se da un lato offrono al "misuratore" una "funzione nota" per cui un qualunque istante di tempo assunto dal segnale risulta essere esatto a priori...non risulterà attendibile in relazione al rapporto lunghezza d'onda/frequenza per quando si somma/sottrae.
Lo sfasamento relativo alla lunghezza d'onda in frequenza, fornisce un risultato del tutto aleatorio se rappresentato su FFT. (questo quando si confronta la somma e la sottrazione dei canali)
Lo vediamo qui sotto, con la linea gialla che determina il segnale differenza (per sottrazione) dei due canali, e le altre linee (viola, verde e rossa) che mostrano una macroscopica aleatorietà al variare della fase in quanto le linee in alcuni punti s'invertono migliorando parte di banda la cui dovrebbe risultare al contrario.
Tra 45hz e 200hz potrà accadere di tutto.
Sotto i 40 hz i risultati risultano essere ragionevolmente piu attendibili in virtù del fatto che realmente le registrazioni, in questa parte di banda, presentano contiguità nella fase.

Oggi per fortuna si dispone di strumenti molto precisi e adatti allo scopo, mostrare valori inattendibili nonostante tutta l'elucubrazione non fa bene alla sana divulgazione.

Immagine

Sul discorso relativo all'utilizzo di due generatori Mario ha già dipanato la situazione, situazione che in ambiente assume tutte le casualità possibili.

Ne vediamo qualcuna:

Qui sotto il DELTA della fase in relazione della frequenza con una coppia di generatoti scorrelati rilevati in ambiente domestico simmetrico.

Immagine

Qui sotto il DELTA della fase in relazione della frequenza in ambiente domestico simmetrico con singole acquisizioni di segnale correlato.
Alla fine, tranne la maggiore densità nel campo diffuso, sotto la frequenza di Schroeder (in questo locale fissata a 300hz) si manifestano comunque sensibili sfasamenti.
Come dire: in ambiente può accadere di tutto e di più-

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Re: ...i bassi sono monofonici?

#4 Messaggio da TomCapraro »

Mi sono tolto anche il dubbio di verificare se brani dello stesso album presentano sfasamenti alle basse differenti.

Qui sotto il brano "Bocca di Rose" il quale presenta sfasamenti piu accentuati rispetto la canzone di marinella.

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Re: ...i bassi sono monofonici?

#5 Messaggio da TomCapraro »

I dischi che all'ascolto presentano una separazione accentuata delle basse frequenze sono quelli di Ray Brown, specie il trio dell'album "Super Bass1".

Ne posto qualcuno...

Chi monta un subwoofer unico, e lo filtra a circa 100/120hz, con questi brani falsifica l'originalità della stereofonia in quanto va a costipare un area che verte maggiormente verso la localizzazione del canale destro con quello sinistro.

Osservando il DELTA della fase si capisce nettamente. (da osservare che l'asse verticale dei gradi occupa una scala di +/- 180°)

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Re: ...i bassi sono monofonici?

#6 Messaggio da MarioBon »

Come preannunciato nel mare magnum delle registrazioni di programmi musicali (indipendentemente dai supporti siano essi file, vinili o CD) si possono osservare tutte le situazioni possibili.
La conclusione da trarre è una sola: le generalizzazioni e le semplificazioni troppo spinte, sono sempre pericolose e fuorvianti.
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Re: ...i bassi sono monofonici?

#7 Messaggio da Carlo »

Mi sono letto per due volte l'intero thread, che reputo molto interessante
Volevo chiedere qualcosa a cui sono interessato sapere sul tema dei segnali che si sommano in fase e che darebbero un spl maggiorato di +6db e quando non sono in fase la cui somma genera un spl di +3db
In virtu del fatto che la ripsota in frequenza non risulta spesso uguale tra i due canali, e che un canale emette un spl maggiore dell'altro, a quali valori di spl andiamo incontro con i canali se questi dovessero avere spl e fase diversa ?
Spero di essermi spiegato bene dall'altro del mio basso lessico
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Re: ...i bassi sono monofonici?

#8 Messaggio da TomCapraro »

Carlo ha scritto:Mi sono letto per due volte l'intero thread, che reputo molto interessante
Volevo chiedere qualcosa a cui sono interessato sapere sul tema dei segnali che si sommano in fase e che darebbero un spl maggiorato di +6db e quando non sono in fase la cui somma genera un spl di +3db
In virtu del fatto che la ripsota in frequenza non risulta spesso uguale tra i due canali, e che un canale emette un spl maggiore dell'altro, a quali valori di spl andiamo incontro con i canali se questi dovessero avere spl e fase diversa ?
Spero di essermi spiegato bene dall'altro del mio basso lessico
Esistono "due" modi per calcolare la somma dei segnali in relazione all'ampiezza e fase.

1) Con valori di tensione (campo) (fase uguale) la regola di calcolo è: 20×log10(10 (dB1 / 20)+10 (dB2 / 20) +... 10 (dBn / 20)

2) Con i valori di energia ( potenza ) (fase casuale) la regola di calcolo è: 10×log10(10 (dB1 / 10) + 10 (dB2 / 10) +... 10 (dBn / 10) )

Poniamo l'emissione di due diffusori il cui livello di ciascun diffusore è pari a 90dB.
Se le due emissioni sono perfettamente in fase ed entrambi emettono lo stesso livello si otterrebbe una SPL di 96,02dB.
Di contro, se la fase risulta casuale il livello scenderebbe a 93,01dB.

Affinchè si ottengano i medesimi livelli, il calcolo in tensione dovrebbe tenere conto di un angolo di fase di 90° con emissione dei due canali allo stesso livello SPL.
Se per ipotesi un diffusore dovesse emettere 96dB e l'altro 90dB, si otterrebbe una SPL di 99,53dB, con angolo di fase a zero.
Nelle condizioni piu comuni (casuali) quando un diffusore emette 96dB e l'altro 90dB, si ottiene una SPL pari a 96,97dB.

Il tutto è calcolabile, con risultati degni di tutta la relatività e complessità di ciò che può avvenire, sia in ambiente che con le registrazioni (sia mono, che stereo) giusto perchè il tema principale è la fase (meno controllata in genere) e un po meno la SPL, che è piu semplice da verificare.
saluti, Tom
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Re: ...i bassi sono monofonici?

#9 Messaggio da Carlo »

Benissimo Tom, osservando i grafici di fase se in bassa frequenza viene rilevato un intervallo compreso tra 50 gradi e 150 gradi la pressione sonora si dovrebbe attestare entro pochi e irrilevanti deciblel e mi chiedo allora perchè non rendere tutto mono se lo scopo è di emettere livelli simili
Grazie sempre
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Re: ...i bassi sono monofonici?

#10 Messaggio da MarioBon »

I due canali dello stereo trasportano due segnali che hanno una parte in comune:

canal_destro = dx + centro
canale_sinistro = sx + centro

dove "centro" è la parte comune ai due segnali che genera quello che viene percepito come "canale centrale virtiale". Dato che il segnale "centro" è lo stesso nei due canali (coerenza massima) genera interferenza.

Se i due diffuori hanno la stessa risposta in frequenza ed emettono lo stesso livello SPL il canale centrale (dx+sx) acquista 6 dB.

Se un canale suona più forte dell'altro l'ascoltatore percepisce uno spostamento della posizione del canale centrale (verso destra o verso sinistra).

Se i due diffussori non sono alla stessa distanza dal punto di ascolto l'effetto èlostesso ma può essere accompagnato da un po' di confusione in gamma media

Se la risposta in frequenza del diffusore destro e sinistro non sono uguali l'ascoltatore percepisce un senso di sfocatura dell'immagine (che diventa meno precisa).

I segnali destro e sinistro sono diversi ma possono essere totalmente o parzialmente non correlati ed è difficile dire in generale cosa può succedere. Meglio non fare ipotesi troppo fantasiose.

Fin qui abbiamo detto cosa percepisce l'ascoltatore dalla sua poltrona. Poi possiamo passare ad una analisi più approfondita. Ipotesi: i due diffusori non sono alla stessa distanza dal punto di ascolto. Supponiamo che la differenza sia di 3.44 centimetri.
Se i diffusori sono a due metri la differeza tra 2 metri e 2.0344 metri produce una variazione di SPL di 0.15 dB (la somma viene 5.947 invece di 6). Possiamo far finta che il livello SPL sia uguale. Qusto significa che consideriamo solo la differenza di fase.

3.44 centimetri corrispondono a
360° a 20000 Hz + 6 dB
180° a 15000 Hz - infinito
360° a 10000 Hz + 6 dB
180° a 5000 Hz - infinito (interferenza distruttiva)
90° a 2500 Hz + 3 dB
45° a 1250 Hz + 4.5 dB
36° a 1000 Hz + 5.58dB
22.5° a 625 Hz + 5.8 5dB

In sostanza alle frequenze molto basse la distanza provoca uno svasamento piccolo e l'ampiezza complessiva tende a +6. Salendo con la frequenza l'ampiezza diminuisce fino ad arrivare a 5000 Hz dove i diffusori risultano in controfase e si genera un bel buco. Oltre i 5kHz la risposta passa per massimi e minimi (filtro a pettine). Questo per il campo diretto. Ma nel punto di ascolto arriva anche il campo riflesso che non è completamente correlato con quello diretto e "maschera" i buchi.
Qundi è un casino. Tuttavia molti riescono a percepire differenze di distanza tra i diffusori minori di un centimetro. Più il tempo di riverberazione è basso più si sentono le differenze.
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