Muleteer DSP v0.78

[copah]

Уважаемый аудио-энтузиаст,

На ваше рассмотрение представлен Muleteer DSP — модуль поддержания "быстроты" звучания. Этот DSP модуль разработан чтобы компенсировать избыточную массу звукоизлучающего прибора, и тем самым освободить систему от связанных с этим икажений. В первую очередь это касается массы подвижной системы звукоизлучателя, включающей в себя сумму масс диффузора и катушки. С искажениями данного порядка в усилительной технике достаточно хорошо борется токовый драйвер. Непоятно только почему для компенсации нежелательных процессов, с крайне–выраженными реактивными характеристиками на помощь были призваны линейные приборы, которые с годами очень ощутимо улучшив свою линейность не приблизились к решению проблемы и на половину. Этот подход не имеет абсолютного решения, так как для его реализации потребовалось бы, сократив время задержки обратной связи до неопределённо малых значений, создать ещё и источник питания с запредельным запасом по току. Подобные “решения” всегда вызывали улыбку прагматика. И ведь не мудрено, раз увидев “гроб” от Sonic Frontiers который играючи, сутками напролёт, своим килоВаттом биаса, с лёгкостью прижав на лопатки, хилые, совдеповские счётчики, был готов поиграть на акустике своего обладателя всего четырьмя Ваттами которые в здравом уме, оплатить не согласится никто и никогда.
Muleteer DSP решает задачу доставки требуемого количества энергии в нужное время, не имея при этом недостатков современных решений. Во первых, алгоритм имеет информацию о будущих, пока только запланированных эволюциях. Объединив эти данные с постоянной величиной массы излучателей, требующих контроля, мы получаем возможность воздействия на реактивную систему, абсолютно комплементарно организованной системой, не применяя для этого исключительных и по сути диких мер. Таким образом, хотя бы математически, проблема избыточной массы имеет абсолютное решение. И я надеюсь, что теперь, вы имеете не менее точную, его реализацию.

Download: foo_dsp_muleteer.zip

Примечания:

1. Активируйте "Rapidity Maintainer" из списка доступных DSP.

2. Прикиньте перевес вашей системы. Современные системы имеют данное значение в районе 0.5–1.5. Попытайтесь не отклоняться сильно от этих значений. Только счастливые обладатели ламповой техники имеют возможность пробовать значения больше 2.0.

3. Так как Muleteer фунционирует на уровне более точном, чем тот который был выбран инженерами как "достаточный" (возможно неправильно интерпретирующими теорему Котельникова–Шеннона) (*), рекомендуется двух кратный апсемпл для материала CD качества. Просто вставьте ресемплер в цепочку обработки DSP –ДО– модуля Muleteer. Пытайтесь избегать всякого рода дизеринга, такого как "noise shaping" и.т.п. Особенно после модуля Muleteer, так как результат его работы, строго говоря, уже не может считаться PCM.

4. Подстройте модуль до желаемого результата.

5. Наслаждайтесь.

CYa, copah (aka Владимир Копьёв)
mailto: copah@yandex.ru

*) Теорема дискретов Котельникова–Шеннона гласит следующее: «Сигнал с ограниченой полосой может быть абсолютно точно восстановлен при условии использования бесконечно большого количества отсчётов, если, частота дискретизации равна 2-х кратному значению верхней частотной границы полосы».
Заметьте: БЕСКОНЕЧНОЕ количество отсчётов... Простой пример. Возьмём синусоидальный сигнал с частотой F и последовательностью значений [1,-1,1,-1,1,-1,1] при частоте дискретизации 2F. В таком случае, при сдвиге фазы данного сигнала на π/4 радиан мы получим последовательность [0.7,-0.7,0.7,-0.7,0.7,-0.7,0.7]. Но точно такую же последовательность мы получим просто аттеньюировав этот сигнал на 0.7. Этот пример демонстрирует невозможность дескриминации амплитуды и фазы, частоты F на живом (конечном) сигнале. Для Компакт Диска это означает неизбежность ошибок при декодировании, так как никто не пожелает, да и не сможет играть нотами бесконечными по продолжительности. С другой стороны, при частоте дискретизации 4F, сигнал может быть восстановлен с использованием лишь только двух отсчётов (эквивалентных одному отсчёту для 2F), так как первая производная может быть рассчитана до 2F отсчёта с идеальным выравниванием по времени. Таким образом, для частоты дискретизации 2F, полоса 0F — 1/2F свободна от ошибок. А полоса 1/2F — F имеет коэффициент гармоничемких искажений: E'f(t) = f/Fs*t если я правильно считаю… ;-)

[vladj]

Справедливости ради нужно отметить, что при применении плагина каши, т.е. какого-либо ухудшения я у себя не заметил на двухполосной.
Чуток левей от дефолтного, низов немного больше, чуток правей, верха попрозрачней (для кого-то это красивей). Ну и посколько вообще не люблю
обработку звука на компе чем-бы то ни было, то и не стал пользоватся этим плагином. Т.е. в моём случае, я не увидел явного улучшения.
Конечно акустика и усилитель не те наверное у меня, на которых что-то можно определить.

[Гость]

onv,

Если не трудно, объясните и мне, пожалуйста, по возможности доходчиво, что Вы хотите все-таки добиться при помощи меандра. Потому что я теряю логическую нить беседы и начинаю чувствовать себя идиотом.

Да, собственно, никакой конкретной цели я не преследую. Хотелось бы понять работу плагина, конечно. А меандр был предложен как широкоспектральный сигнал. Если Вы или автор, или еще кто, заинтересованный в дискусии, предложит другой сигнал, на котором можно понять работу плагина, буду очень рад. Как я уже сказал, очень может быть, что меандр не может должным образом отобразить работу плагина. Пока же мы говорим о том какие у цапов артефакты и можем ли мы верить глазам, видя выбросы на фронтах и спадах, и считать, что это часть самого меандра, а не что-то иное. Кстати, чувствовать себя иногда идиотом вполне допустимо и даже полезно ибо мотивация к движению вперед. Опасны лишь крайности.

Как я это понимаю. ЦАП-у, безусловно, все равно, что мы засунем ему на вход, сказано 00FF00FF - исполнит, как умеет. В том числе и породит при своей этой работе некоторое количество гармоник. И что ? Мы все равно не видим прямого выхода с ЦАП, да и не даст он нам ничего, если бы и был. А за ним стоит low pass filter, прямая задача которого и заключается в гашении гармоник за пределами диапазона, неважно, внешних наводок ли, артефактов, порожденных самим ЦАП-ом...

При переходе из 0 в 1 цап попытается поднять напряжение с максимальной скоростью нарастания, которая и определяется фильтром. Все артефакты цапа находятся на частотах заведомо превышающих частоту среза фильтра. Поэтому и говорить о них нет нужды. Тем не менее буду рад, если вы дадите мне ссылку на какие либо исследования в области артефактов цапов звуковых карт. Хоть что-то. Возможно я не прав.

Т.е. мы меандром на входе говорим этому фильтру - "не спи, замерзнешь, видишь - тебе на вход прет один сплошной артефакт в полный размах амплитуды, ну-ка, покажи, что ты умеешь". И он показывает, все его недоработки мы и видим на полках меандра на выходе. И что нам это дает, кроме оценки качества самого фильтра ?

Фронт меандра, возможно, для вас является артефактом, а для фильтра это бесконечный гармонический ряд и он, пользуясь вашей терминологией, говорит - все частоты ниже такой-то добро пожаловать дальше, а остальные идут лесом. И вот те, которые фейс контролем фильтра пропущены на выход звуковой карты, и формируют то, что мы видим на экране. И всплески эти вполне нормальны и законны.

Вы совершенно правильно говорите, что сам ЦАП тут ни при чем. Согласен, что спектральная смесь в пределах звукового диапазона для анализа интереснее голого синуса. Но в пределах, а не далеко за, как в случае с меандром.

Так то, что мы видим на экране, и есть то что в пределах. То, что за, отсечено фильтром.

Согласен по поводу "слишком общё" и упругого баса. Но не вижу меандру применения, хоть убей. И последнего Вашего дополнения с осциллограммой совсем не понял. Что там с чем совпадает, если синус, как Вы говорите, 40 кГц, а частота перерегулирования на полке меандра - где-то 100-120, поскольку период примерно втрое меньше. Это о чем вообще ?

Вопрос применимости меандра открыт, но ведь вы напираете не на неприменимость звукового спектра меандра, а на то, что там де сплошные артефакты. С чем я, естественно, согласиться не могу.
Сигнал на осциллограмме действительно 40 кГц, а совпадают там вершины всплесков с вершинами синуса. Сам фронт по крутизне подъема совпадает с синусом около 80 кГц. 100-120 быть не может, т.к. фильтр режет все что выше 90-95 кГц. Эту осциллограмму я привел для того, чтобы показать, штатность работы цапа. Видимо не удалось.

copah,

Ну так знаете, можно и дойти до того что мы перестанем понимать что имеется в виду под словом "число". Давайте разбирать моё изначальное утверждение.

Я не буквоед, но терминологические неточности чреваты взаимонепониманием. Хотелось понять как называть то, что попало в штатный диапазон цапа.

В ЦАПе как вы сами же заметили имеется фильтр, для преобразования дискретного сигнала в аналоговый. Это наиважнейший элемент этого прибора, и к сожалению наверное самый несовершенный. Несоврешенность в первую очередь выражается в наличии переходной характеристики, на которой этот фильтр в принципе не может дать предсказуемых результатов. Наиболее же мощная спектральная составляющая меандра как раз и попадёт нашему фильтру туда где он "не может".

Фильтр нам нужен для среза той части спектра, которая не может быть представлена на данной частоте дискретизации.
А самое несовершенное устройство это сам цап и наиважнейший элемент это генератор опорной частоты.
Переходная характеристика показывает АЧХ и ФЧХ фильтра. Что там непредсказуемого или загадочного? Да и какая разница? Вот у нас есть сигнал после фильтра и мы с ним работаем. Мы даже не обязаны знать, что изначально это идеальный меандр. Есть сигнал с выбросами и мы принимаем это как данность и смотрим на действие плагина. Только и всего. Если вам хочется, то можно даже поставить эквалайзер до вашего плагина и срезать все что находиться за 20 кГц. У нас будет немного другой сигнал и плагин будет обрабатывать уже его. Так какая нам разница, если мы видим сигнал до плагина и после? Возможно ваш плагин не работает с частотами выше 20 кГц, тогда мы просто обрежем спектр и увидим его влияние на расчетный спектр.
Еще раз скажу, что я не против взять любой другой сигнал, который Вы предложите и который продемонстрирует работу Вашего алгоритма. С мощной спектральной составляющей вы, мне кажется, погорячились. С ростом частоты, амплитуды тонов в ряду фурье только уменьшаются. Тот мощный фронт, что Вы видите на картинке, сформирован именно сигналами из звукового спектра. Суперпозиция.

[skipyrich]

Странный вопрос: зачем для анализа работы плагина вмешивать в цепочку ЦАП? Не легче ли преобразовать исходный меандр, прогнав его через цепочку DSP, и анализировать цифру в любом из аудиоредакторов или в speclab?

[PitKon]

Так он (ЦАП) уже вмешался в звуковой карте...или...ну, короче - до ФУ с ДСП.

[skipyrich]

Так он (ЦАП) уже вмешался в звуковой карте...или...ну, короче - до ФУ с ДСП.

ой-вей... в где?
меандр сгенерён, записан в WAV, фубаром конвертим WAV в другой WAV с применением DSP с подключенным плагином.
где здесь ЦАП?

[PitKon]

skipyrich, дошло...мерять-смотреть в редакторе (вчитался внимательнее:)

[copah]

Естественно, на другой частоте все разъедется.

Не должно.

Можно было бы, конечно, тупо регулятор баланса крутануть, но тогда точка равенства была бы в любом произвольном месте

Это гениально ;-) Сойдётся всё правильно. Должно по крайней мере.

предположу, что плагин может быть полезен исключительно для однополосных звукоизлучателей

Мы тут с onv, уже обсудили эту тему на пяти страницах раньше. На нормальной аппаратуре, всё будет работать правильно. И про кроссоверы тоже уже был разговор.

Добавлено спустя 8 минут 25 секунд:

Что там непредсказуемого или загадочного?

Фильтр должен иметь абсолютно прямоугольную характеристику. На деле это не так. Скажем на 21K фильтр работает ещё штатно... и на 22K уже штатно. А всё что между, территория Валдиса Пельша — угадай мелодию. Если к этому прибавить точность, которой там нет. Получается чистой воды гадание на кофейной гуще ;-)

Добавлено спустя 12 минут 39 секунд:

Тот мощный фронт, что Вы видите на картинке, сформирован именно сигналами из звукового спектра.

Неужели вы думаете, что мне повезло ? И я вплоть до миллиметра, не знаю, что в дискретах из чего состоит... ;-) Спектр A=1/F, упомянутый вами, называется натуральный. У меандра же, он наоборот ближе к A=F в зависимости от скважности.

Добавлено спустя 14 минут 17 секунд:

Не легче ли преобразовать исходный меандр, прогнав его через цепочку DSP, и анализировать цифру в любом из аудиоредакторов или в speclab?

Ну приплыли. Это что-ли как в анекдоте... «Товарищ ! Ваша дама уже давно ушла...». И мало того, что смысл этого предприятия довольно туманен, однако совсем непонятно, зачем вообще это делать, когда в ветке есть исчерпывающие отчёты о двух успешных тестах, проведённых на расстоянии 3000 км один от другого с разницей в месяц... ;-) Нет, если конечно удастся повысить точность измерений, тогда я безоговорочно — за.

[onv]

onv писал(а):Естественно, на другой частоте все разъедется.
Не должно.

А, кстати, почему ? Чисто теоретически, без плагина на другой частоте Z в левом уедет, Rакт в правом останется, работать будем при одинаковых Rвых на разные нагрузки, амплитуды должны разъехаться, как и фазы. Т.е. плагин компенсирует реактивную составляющую нагрузки ?

[copah]

Т.е. плагин компенсирует реактивную составляющую нагрузки ?

Дак ну конечно же. Да оно по другому так бы клёво и не работало. Туплю я что-ли, мне казалось мы об этом уже говорили... ;-)

[onv]

Сейчас, наконец, перечитал первый пост, смотрю, его содержание здорово изменилось по сравнению с первой редакцией (в плане доходчивости)

[skipyrich]

И мало того, что смысл этого предприятия довольно туманен, однако совсем непонятно, зачем вообще это делать

Вы спорили о влиянии ЦАП на форму сигнала (в частности меандра), и ваш оппонент выражал желание исследовать работу плагина в "чистом" виде. Я предложил способ.

На нормальной аппаратуре, всё будет работать правильно. И про кроссоверы тоже уже был разговор.

Хорошая система или плохая, кроссовер - есть кроссовер, а компенсация - есть компенсация, и чтобы порезче двинуть тяжёлый диффузор, ему придётся дать пинок, который явно выскочит в другую частотную полосу, и чем тяжелее диффузор, тем дальше "убежит" "пинок".

А ВЧ с плагином прикольные. Но такого же (на слух) эффекта можно добиться просто добавкой второй гармоники, что делается элементарно )

[copah]

skipyrich А я как раз, о том и говорю, изучать математику вне контекста для которого она была создана, это то же самое, что изучать динамик как таковой. При этом хотелось бы заметить динамик был доступен для изучения все 100 лет что он существует. Так что даже с точки зрения вероятности эта затея мало эффективна. А вот в ситеме можно потихоньку всё расколупать под ноль.

Нет, кроссовер – кроссоверу рознь. Любой кроссовер имеющий минимальный КНИ будет абсолютно прозрачным для математики. Именно это мы и обсуждали выше с onv. А тоесть, нормальные производители, подбирают головы с одинаковой удельной массой. И благодаря этому, им не приходится решать задачу как бы сломать меньше чем удалось построить... И как выясняется, таких, не так уж и мало.

[onv]

Нет, кроссовер – кроссоверу рознь.

В ML CLX вполне съедобный кроссовер, на 360 Гц

Любой кроссовер имеющий минимальный КНИ будет абсолютно прозрачным для математики.

Ну да, использовать программный, психануть на Electromotion ESL, отломать ей к чертям низ вместе с кроссовером и через биампинг подсунуть от 500 Гц что-нибудь приличное снизу

[copah]

Видимо не очень понятно ? Поясняю. Масса излучателя это фактор. Основанием же является сам процесс воспроизведения. И поскольку масса постоянна, интересующую нас величину целиком составляет производная исходного сигнала. Тоесть плагин противодействует процессам, причиной которых и я явился исходный сигнал. В результате и исходник и коррекция преодолевают совершенно идентичный путь, подвергаясь пропорциональному уровню воздействия. Своего рода balanced ;-) Словом, с плагином, в любом случае ближе к истине, чем без него.

[onv]

Да это-то как раз понятно, и речь не о применимости плагина. А о том, какие бескроссоверные варианты, кроме ушей, из приличной акустики реальны в природе, для людей, зарабатывающих деньги, а не ворующих множеством разных способов. Поэтому о CLX речь вообще не идет, а о ESL ... Если жена случайно узнает цену полуфабрикатов для самодельной акустики, вызовет санитаров, будет в районе ящур, поголовные прививки

[Владимир]

Фильтр должен иметь абсолютно прямоугольную характеристику. На деле это не так. Скажем на 21K фильтр работает ещё штатно... и на 22K уже штатно. А всё что между, территория Валдиса Пельша — угадай мелодию. Если к этому прибавить точность, которой там нет. Получается чистой воды гадание на кофейной гуще ;-)

Даже не имея прямоугольной характеристики, фильтр вполне предсказуем. Но дело не в этом. При выводе сигнала через дефолтное устройство, т.е. через микшер ОС влияние вашего плагина заметно лишь в подавлении НЧ части. Всплесков нет. Таким образом мы приходим к выводу, что все те всплески, что мы видели это артефакты, но не цапа, а вашего плагина на частотах выше 20 кГц. Не зря вам нужно более 4 точек дискретизации на период. Имеет смысл поставить фильтр на входе вашего плагина, чтобы он резал все что выше 25 кГц, например, и сделать это опционально. В общем ваш плагин не виноват, что ряд уходит за 20 кГц, просто при недостатке дискретизации начинают вылезать артефакты. Для 20 кГц ваше требование 96 кГц дискретизации вполне понятно и оправдано. Меандр со спектром в 20 кГц не проливает свет на работу плагина.

Вы спорили о влиянии ЦАП на форму сигнала (в частности меандра), и ваш оппонент выражал желание исследовать работу плагина в "чистом" виде. Я предложил способ.

Хороший способ. Правда форма получается рубленная. Но тут ничего не поделаешь.

[copah]

Что-то извините, ваши мысли совсем потеряли саязь с контекстом. Для чего нужен 2x оверсемплинг у меня в верху прямо сказано. Более того приведено полное мат-обоснование. Двльше, с чего вообще вы взяли что там какие-то артефакты появляются ??? Лично для вас повторяю ;-) Muleteer DSP работает во всём доступном частотном диапазоне начина с частоты 0 герц. Математика имеет исключительную точность. Ни о каких артефактах и речи быть не может. Математика является точной моделью влияния массы на выходной тракт. И позволяет компенсировать данный эффект с мат точностью. Намного превышающую High-End стандарты.

[onv]

copah, может, знаете какое-нибудь самостоятельное сч-вч звено статики, без низа ? Вижу Loewe Individual Stand Speaker SL, но для такой неслабой цены они какие-то стремные, без внятных параметров, сплошная дешевая рекламная волна ...

[Владимир]

Что-то извините, ваши мысли совсем потеряли саязь с контекстом. Для чего нужен 2x оверсемплинг у меня в верху прямо сказано. Более того приведено полное мат-обоснование. Двльше, с чего вообще вы взяли что там какие-то артефакты появляются ??? Лично для вас повторяю ;-) Muleteer DSP работает во всём доступном частотном диапазоне начина с частоты 0 герц. Математика имеет исключительную точность. Ни о каких артефактах и речи быть не может. Математика является точной моделью влияния массы на выходной тракт. И позволяет компенсировать данный эффект с мат точностью. Намного превышающую High-End стандарты.

Вот я и говорю, что при выходе за пределы максимальной рабочей частоты(более 24 кГц) ваш плагин начинает работать нерасчетно. Это не критика, а констатация факта, которая не умаляет его достоинств(если они есть), ведь речь идет о частотах более 24 кГц. А наличие артефактов следует во-первых из ваших же требований (4F), которые ограничивают диапазон до 24 кГц при дискрет. 96 кГц, а во-вторых из опыта(см. последнюю осциллограмму).
А с математикой я и не спорю. Вопросы могут быть только к реализации физической реальности в математической модели.

[copah]

Дак вы HD чтоли играете ? Если сидишку апсемплить там особо нечему будет взяться. Я считаю выбор частоты дискретизации f2 это очень большая ошибка. И её совершили ещё один раз не ограничив спектр 20-ю К при переходе на HD. (Хотя это ещё надо проверить) Производить расчёты, а тем более говорить о какой-то там точности, на частоте дискретизации f2 невозможно даже теоретически в силу принципа неопределённости Гейзенберга. Так что всё что касается этого вопроса, проблемма никак не моя. Тем более что я против.

Вопросы могут быть только к реализации физической реальности в математической модели.

— «Всё построено на силах природы с разрешения месткома и культпросветкомиссии. И представляет собой виталлопатию! На основе учения индийских йогов угнетаемых английским империализмом.»
— «Прошу вопросы, товарищи.»

Добавлено спустя 19 минут 36 секунд:

может, знаете какое-нибудь самостоятельное сч-вч звено статики, без низа ?

Знаю. Ван дер Клей такое ставит в свои Пантеоны:
http://www.6moons.com/industryfeatures/siltech/pantheon.html
Вообще гад он... Я так и хотел акустику делать. А он виш-ка раньше успел. У его акустики практически полностью отсутствует реактивная составляющая. (Кстати вот вам и от скуки игра: найти 10 решений которые позволили это сделать. 2 упомянуты в статье...) Они 4-ома во всём диапазоне. Несмотря на то что динамические бошки стоят Сканинг, а они в этом никогда не блистали, хотя это скорее следствие их крутизны ;-)

Добавлено спустя 5 часов 19 минут 25 секунд:
Владимир, почитайте вот, тут до буржуев начинает доходить на тему моего замечания по поводу частоты дискретизации. Частично затронуты негативные моменты, и пути их решения. Но про то что они с наукой обкакались — опять тишина: http://cl.ly/0f291Y333A2f