Эквализация комнаты с Sony HT-A9
Предыстория к моему проекту.
На руках имеется своего рода соундбар Sony HT-A9. Позиционируется как акустическая система.
Вводные данные
Важным качеством данного набора является наличие отдельных фронтальных и тыловых активных сателлитов. Они из себя представляют набор из 3-х динамиков: среднечастотного, высокочастотного и динамика для отражения от потолка.
Да, раз зашла речь про отражения от потолка, это означает, что набор адаптирован под Dolby Atmos.
В каждом сателлите имеется фазоинвертор.
Каждый кроссовер имеет собственный усилитель.
К системе подключаются совместимые сабвуферы, в данном случае Sony SA-SW3.
Данная система из коробки дает возможность сделать прослушивание «комнаты» для выставления уровней громкости (но это не точно) и эвализации сателлитов.
Это похоже на то, что позиционируют они себя уже как начальная сборка на ресивере. Далее в меню процессора можно выбрать примерное положение акустики и местонахождение пользователя. Но я бы сказал, это очень условная регулировка.
Немаловажным фактом является наличие виртуальных каналов в этом наборе. Хоть сателлита и 4, но система виртуализирует входящие каналы до 7.1.4. То есть устройство располагает каналы в виртуальной среде, построенной после калибровки. И обнаруживается в системе при подключении к ПК как 7.1 и все производные, при наличии платного драйвера можно включить прямой режим Dolby Atmos.
Качество звука достаточно динамичное. В целом на небольших громкостях приятно слушать. Но на уровне от 40 выражен низкочастотный пик, который мешает прослушиванию. Как выяснилось по итогу, причина в том, как расположена. Так основное, да, наверное, даже 90 процентов влияния на звук создаётся именно комнатой.
Как, в общем-то, это и должно работать, именно так работает звук. Все тракты оказывают незначительное искажение, но когда звуковая волна создается динамиком, двигается в уши пользователя, на своём пути встречает множество неоднородностей, которые и создают картину АЧХ слушателя.
Основной принцип построения или поставления излучателей — это как можно дальше от стен. По-хорошему, колонка должна находиться не в углу, сзади 1 метр до стены.
У меня же картина совсем не про правильную установку полочников. Левый фронт стоит в плотном углу, в 5 сантиметрах от стен. То же касается и BL. Правый фронтальный тоже не в самом лучшем положении, он находится на краю стены, и правее него нет ничего. BR установлен как нужно, за ним стена и нет углов. И, кстати, в подтверждение факта правильности, его АЧХ самая ровная из коробки. Не самая правильная для меня, но без явных провалов и подъёмов.
О подключении саундбаров
Как работает этот «саундбар», а точнее, подключается? Основная фишка саундбаров — это подключение по одному кабелю к TV. А именно, кабелю HDMI с поддержкой ARC и eARC. Это возможность по одному кабелю пустить всё сразу, да ещё и в обе стороны. Видеосигнал с саундбара посылается в телевизор для доступа к меню и настройкам нашей «TV-приставки», а телевизор, в свою очередь, поздоровавшись с устройством ARC и eARC, принимает решение, что можно и звук послать по HDMI.
В дополнение к этому скажу что Sony HT-A9, но возможно и другие подобные устройства, передают сквозь себя и HDMI видеосигнал с источника. Грубо говоря, можно подключить PC как источник видео сигнала и звука. Звук будет перехватываться саундбаром, а видео пойдёт на TV.
И ширина канала в такой связке очень даже знатная. Особенно в HDMI выше 2.0 eARC. Грубо говоря, можно пропускать 9.1.6 канал без сжатия, и это даже не предел. Вообще, спецификация говорит о 32 каналах при таком подключении. Но вот с HDMI ниже 2.0 ARC уже поскромнее, но тоже неслабо. Можно передать 8 каналов со сжатием без потерь, тоже вполне себе неплохо. Подробнее можно посмотреть в спецификации на HDMI или WIKI.
По итогу такое вот решение — это одновременно крутое решение, так как всё в одном еще и с превосходным качеством передачи, но одновременно проблема, если требуется как-то подкорректировать сигнал. И вот со вторым казус. Sony HT-A9 — это самый топовый «саундбар». Лучше него особо нет ничего на рынке. Дальше по сегменту — иди собирай сетап самостоятельно.
И даже на вершине сегмента, Сони умудрились из функций по части настройки звука добавить ровным счётом ничего, кроме четырёх пресетов эквалайзера.
Далее я покажу 2 способа подключения к саундбар, я думаю что у подавляющего большинства сородичей всё организовано примерно так же.
-
Представлена схема подключения через телевизор. Он выступает в свою очередь хабом для всех HDMI устройств, пропуская через себя звук на выход ARC/eARC. -
Данный способ так же предусмотрен производителем, и тоже является правильным. Но в данном случае хабом выступает саундбар, но это "условный хаб", так как есть только один вход и выход. Этот вариант предусмотрен разработчики на случай отсутствия в телевизоре ARC/eARC.
Предположения по реализации
Из данных изображений следует, повлиять на звук можно исключительно на источнике. Но источником может быть как TV, так и PC на Windows, так и игровая приставка. Или например TV приставка. Всё перечисленное является источником как звука так и видео. И далеко не каждый источник может позволить себе параметрический эквалайзер который бы отвечал за эквализацию по всем каналам по отдельности. Я бы сказал что так может разве что PC на Windows или другой операционной системе.
И вот тем самым рассуждением выше мы плавно подходим к цели сей страницы. А именно централизовано внести корректировку в звуковой тракт прямо перед саундбаром но после всех источников звука. Сразу предупреждаю это категорически не оптимальный способ.
Данную задачу можно решить из "коробки" купив одно устройство miniDSP nanoAVR HD с микрофоном UMIK-1 от той же фирмы за 400 и 80 долларов соответственно. В России купить я не смог, как и способов привезти из за границы. Но если это было бы возможно то, это был бы лучший способ решить мой вопрос. Но есть и еще одна сложность miniDSP, нужен аккаунт, и софт, который они могут попросту не предоставить в Россию.
Лучший этот способ тем, что все манипуляции со звуком выполняются исключительно в цифровом виде. Это важно. Мой способ имет в себе ЦАП и АЦП. Что создает нелинейные искажения как ни крути. Измерения показывают что они равны 0.02 процента, но о них подробнее позднее. Тут уже каждому решать много это или мало.
При детальном сравнении на слух, разница различима. Без всех этих преобразований "прозрачность" незначительно выше. Но возможно есть иная причина. Я лишь сообщаю что разница при лобовом сравнении крайне небольшая но заметить можно. Но эта разница на данный момент незначительна, на фоне пользы от эквализации каждого канала, при любом источнике.
Небольшой отчет о проделанных работах / Неудачных попытках
Дополню про полностью цифровой тракт.
Изначально возникала мысль найти какое то устройство, способное принять сигнал по HDMI, передать на компьютер, внести корректировку и вывести дальше.
Но любой поиск в этом направлении всё больше убеждал, что это бесполезно. Я не знаю каким образом miniDSP смогли получить декодер для Dolby Digital и DTS - и все их производные, но суть проблематики именно в этом. Есть все общий запрет на декодирование данных форматов при передаче из по HDMI и оптике, в общем с устройств на которых воспроизводится лицензионный контент.
Так что по итогу, нет декодеров из цифры в цифру, например в тот же PCM но многоканальный.
Той же проблематикой обладает и оптический SPDIF или Toslink. Декодеров из цифры в цифру нет. Есть программная реализация декодирования, написанная энтузиастами (spdif-loop, spdif-decoder, audio_async_loopback. Но с имеющимися устройствами со входом SPDIF/Toslink не позволили вести захват многоканального звука. Исключительно стерео PCM. Опять же есть оптический деборд от той же miniDSP, но достать его практически невозможно. А если и возможно то цена категорически неадекватная, при сомнительном успехе, и довольно большими задержками.
После проведения всех выше перечисленных манипуляций, я опустил руки на возможность обойтись исключительно цифровым трактом.
Начинается история со схемы, хотя бы теоретической.
В идеальных условиях схема выглядела бы вот так:
Когда так называемый DSP, находится на конечном этапе и работает исключительно со звуком. Но при этом обладает обратным каналом ARC или eARC, для того чтобы можно было получить доступ к интерфейсу настройки акустической системы. Там нет особых требований по версии HDMI, так как это служебная информация.
Но тот же miniDSP nanoAVR не может внедрится в схему как на картинке, он будет обязан находится перед входом в TV. Если DSP на входе то невозможно сделать телевизор хабом для HDMI.
Я же хочу, у меня задача, оставить TV как хаб, так как в нём все порты HDMI 2.1. После чего TV должен отдать звук дальше на обработку и в конечном итоге на акустическую систему.
Что важно увидеть на этой схеме?
А то что требуется сохранить обратный канал ARC/eARC.
Иными словами я хотел бы задействовать под всю эту систему всего 1 порт на телевизоре. Как раз единственный порт ARC/eARC. Но при этом иметь возможность получить изображение с акустической системы для настроек. В теории я видел решение через тот самый дополнительный порт на процессоре от Sony HT-A9. Допускаю что можно получить HDMI audio only, или что то вроде того, а подключаться к процессору через ARC/eARC.
Но немаловажным фактором работы ARC/eARC является наличие изображения. Я так понимаю чтобы два устройства договорились нужно чтобы был монитор. Некое устройство которое претворяется монитором. В общем у этого устройства должно быть разрешение и частота кадров.
Иначе ARC/eARC выход на телевизоре считается неактивным, телевизор не считает что по нему можно выводить звук. Так что можно уже заложить в схему некое устройство которое заставляет договорится с телевизором.
Теперь можно переходить к самому корректору. Требуется понять что же там внутри должно быть, чтобы выполнять этот функционал.
Начал я копать в направлении декодеров для HDMI. Как выяснилось такие на рынке есть, как американские так и на китайском рынке. Не сказал бы что очень дорогие. В пределах 40 долларов. Первым таким устройством для меня стала вот такая пот коробочка. Смотрим картинку.
Называется она UD851B (5.1-канальные декодеры звука USB-плеер с автоматическим переключением на функции последнего использованного канала).
Название как обычно, китайское.
Тестирование данной коробочки показало не удовлетворительные результаты.
Что в ней не так.
- Если поступает стерео сигнал на вход, то данная коробочка дублирует его на последующие выходы. L поступает BL и на C. R поступает на BR и LFE. И это никак не исправляется. При подаче закодированного сигнала Dolby и подобного, каналы работают правильно.
- Есть возможность отрегулировать громкость каналов, а это очень важно для меня, но при отключении питания настройки забываются. Плюс нет вообще никакого способа отобразить эти настройки. В общем чёрный ящик.
- Ну и еще одна странность это выходной сигнал. Довелось провести измерения осциллографом. Выяснилось что сигнал на выходе странноват. Апроксимация воистину огромная. Смотрим картинки ниже. Хоть на коробочке написано 192 килогерца, слабо верится. Но или как минимум должны быть какое то сглаживание.
Ещё были надежды что у данного девайса USB вход будет позволять принимать многоканальный звук, но нет. Как и везде исключительно два канала PCM.
В целом эти 3 пункта ставят крест на применении её в схеме. Так что на продажу.
Ладно пора всё таки перейти к схеме. В какой то момент мне стало понятно какие блоки будут, оставалось только найти подходящие и где их купить:
Что не учтено в этой схеме. Как раз таки возможность подключаться интерфейсу акустической системы. Но будем решать проблемы по мере поступления.
Начнём с декодера. Выше я уже рассмотрел вариант декодера. Он не подошел. Опять же долгое капание и чтение форумов, натолкнуло меня на следующую информацию.
Как оказалось китайцы не изобретают никаких декодеров. Да их в принципе нельзя никому изобреть кроме Dolby и DTS. Китайцы берут процессор из ресиверов, не самых новых, но это не важно. Важно то что техпроцессы у данных процессоров большие. Китайцы делают реверс инженеринг или буквальном смысле ставят процессоры из ресиверов. Возможно я сейчас рассказываю что то несуществующее, но это очень похоже на правду.
Ну в общем эта информация не столь ценна, ценно тут одно слово, ресивер.
Я решил начать копать в сторону ресиверов. Или их еще называют AV ресиверы. Потому что аудио видео ресивер.
Как я понял обычно это довольно мощные комбайны, основная задача которых, это быть тем самым хабом для различных устройств, который мы хотим подключить к телевизору, и вывести звук. Так уж сложилось что усилителем звук обычно является сам ресивер. А значит нужно покупать акустику. В общем то это реально назначение данного класса устройств. Хаб - усилитель.
Но моя задача то немного расходится с основной функцией ресивера. Мне не требуется усиливать звук, мне требуется декодировать цифровой закодированный сигнал и передать его дальше. С как можно меньшими изменениями.
И в целом этот функционал в ресиверах есть. Но обычно в среднем классе и выше. Конечно же у данной техники есть классы. В основном их 3: лох, мидл, топ. Есть еще полный разрыв шаблона, всё что можно то и запихнули. Но это не наш вариант, речь обычно всё таки про усилитель.
Современный усилитель среднего класса находится в ценовом сегменте от 1000 долларов. Мягко говоря бессмысленное вложение в моё мероприятие.
Совсем забыл упомянуть система Sony HT-A9 стоит 2000 долларов, 400 долларов нужно отдать за Sony SA-SW3. Итого сет 2400 долларов.
Раскопки привели к БУ рынку и avito.
Я искал ресивер по следующим критериям:
- Ресивер должен иметь выходы pre OUT на все каналы
- Должна быть поддержка 5.1 или 7.1 каналов
- Наличие HDMI выходов, от версии 1.2. Хотя спецификация одинакова для 1 - 1.2a. В этой версии мы имеем 192 килогерца. Или иными словами 192000 выборок в секунду, 24 бита, число каналов 8.
- Цена в пределах 20000 рублей.
В общем поиск дал результаты на несколько моделей из далёкого 2007 года. Да свежее устройства стоят значительно дороже.