Компьютерный измерительный комплекс
Особенности использования звуковых карт в измерительном комплексе
Сдвиг фаз между стереоканалами
Все, кто занимается стереофонической звукозаписью, знают, что сдвиг фаз между левым и правым каналами должен быть минимальным. Это необходимо для неискаженной передачи пространственного образа музыкальной программы. Особенно важным является условие минимального сдвига фаз на средних и высоких частотах звукового диапазона, на которых собственно и формируется стереообраз.
Измерим сдвиг фаз между стереоканалами АЦП, то есть записывающей части звуковой карты. Для этого потребуется особый звуковой кабель, соединяющий выход левого канала ЦАП звуковой карты одновременно с левым и правым входами АЦП. Таким образом, на оба входа звуковой карты будет подаваться один и тот же сигнал.
Настроим приборы на работу с частотой дискретизации 96 кГц и разрядностью данных 16 бит, как было показано выше. На генераторе установим частоту сигнала левого канала равной 5 кГц и амплитуду –10 дБ. Уровень входного микшера установим на 50 %. На графической панели осциллографа установим уровень синхронизации равный нулю. Включим процесс измерения. Если все было сделано правильно, то для звуковой карты “Audigy SE” получим картинку наподобие той, что изображена на рисунке.
Здесь на нижней графической панели изображен тот же самый сигнал, что и вверху, но в виде отдельных точек, каждая из которых соответствует отдельному отсчету произведенному входным АЦП. Разность фаз, измеренная мультиметром, составляет приблизительно 18.5º.
Установим частоту сигнала равную 10 кГц. Видим, что фазовый сдвиг удвоился и достигает уже 37º. Легко убедиться, что для данной звуковой карты фазовый сдвиг между стереоканалами АЦП прямо пропорционален частоте.
На нижнем графике рисунка видно, что этот фазовый сдвиг между стереоканалами равен точно одному отсчету АЦП при работе последнего на частоте 96 кГц.
Таким образом использовать звуковую карту “Audigy SE” для высококачественной стереофонической звукозаписи следует с большой осторожностью, принимая меры по компенсации вносимого фазового сдвига при последующей обработке в каком-либо звуковом редакторе.
Несколько слов о причине такой ошибки. Она заключатся, по-видимому, в недоучете авторами драйвера особенностей программировании АЦП WM8775 от фирмы Wolfson, установленного на данной звуковой карте. На возможность фазового сдвига в одну выборку сигнала при определенных режимах работы АЦП WM8775 прямо указывается на странице 21 технического описания.
Для коррекции этой ошибки в Осциллометре начиная с версии 5.58 имеется функция произвольного временного сдвига между каналами, задаваемого непосредственно на панели управления анализатора спектра цифровым регулятором под надписью “Delay R–L”. Для указанного выше случая коррекция должна быть установлена на величину “+ 1”. Для точной коррекции ошибки частота дискретизации в панели управления “Creative Device Control” при этом также должна быть 96 кГц.
Теперь проверим фазовые соотношения при воспроизведении стереофонического сигнала данной звуковой картой.
Соединим вновь вход и выход звуковой карты обычным стереокабелем. Для коррекции фазовой ошибки АЦП величину “Delay R–L” установим на +1. Установим на генераторе частоту 5 кГц в обоих каналах и нулевой фазовый сдвиг между ними. В звуковой карте, использованной автором, сдвиг фаз, измеренный мультиметром, составил величину –0.25º на частоте 5 кГц и –0.5º на 10 кГц. Это можно считать отличным результатом даже по меркам профессиональной звуковой техники. Таким образом, в воспроизводящей части звуковой карты “Audigy SE” никаких межканальных фазовых ошибок практически нет.
Подведем итоги:
1. Звуковые карты фирмы Creative для работы в режиме 24 бита и 96 кГц требуют специальной настройки в панели управления.
2. Измеренная частотная характеристика 7 Гц … 45 кГц вполне соответствует частоте дискретизации 96 кГц.
3. Заявленный фирмой режим 24 бита является формальным, фактическая разрешающая способность составляет 16 бит.
4. Аномально большой фазовый сдвиг между каналами АЦП требует дополнительной программной обработки при высококачественной стереофонической звукозаписи.
В завершении следует отметить, что все описанные в данном разделе опыты, кроме первого пункта «Специфическая настройка звуковых карт фирмы Creative» могут быть проделаны и со звуковыми картами любых других типов.