Психоакустика под капотом слуха: точная настройка автомобильного звука

Я десятилетиями строю автомобильные звуковые комплексы и вижу, как психоакустика покидает кафедры и переезжает под обшивки дверей. Слух-центр человека оценивает сигнал не линией спектра, а сетью фильтров и ассоциаций, поэтому два графика с одинаковой АЧХ на экране часто рождают разное ощущение в салоне.

Басовые пики маскируют вокальный коридор, обратная маскировка встречается реже. Поэтому простой подъём эквалайзером около 60 Гц нередко ведёт к провалу ясности речи. Человеческий мозг обрезает детали в присутствии доминирующих колебаний, снижая информативность среднего диапазона даже без реального падения его уровня.

Слуховые маски

Для смягчения эффекта я использую принцип критической полосы. Клинические тесты показывают: при ширине полосного фильтра, равной примерно 15 % от центральной частоты, энергетическая плотность воспринимается сингулярно. То есть добавка в соседней полосе перестраивает восприятие сильнее, чем эквивалентный шаг в той же полосе. Поэтому всплеск на 63 Гц стоит компенсировать не прямым срезом, а тонким углублением на 80–90 Гц, создавая акустический «зуб».

В работе с низом помогает биэкспоненциальная калибровка: два разноскоростных фрейда за один ход фейдера. Медленный компонент допускает широкую зону, а быстрый компонент устраняет пик. Такой приём из студий живой записи переносится в дорожные условия без потери музыкальности.

Пространственная сцена

Ассоциативные картины возникают, когда фронтальный массив формирует псевдосферу перед приборной панелью. Для её моделирования я применяю метод «мультитональная парусность»: запускаю серию тонов с квазислучайной фазой, фиксирую ответ, строю карту «парусов» — областей, где давление выше среднеквадратичного. Карта подсказывает, куда сместить твитеры или как повернуть среднечастотник.

Бинауральность в салоне измеряю через показатель Interaural Cross-Correlation Coefficient, сокращённо UAC. Значение 0,2–0,35 даёт объём без потери фокуса. Достигают подгонкой временной задержки до 0,7 мс. При увеличении задержки фронт превращается в аморфное облако, а при уменьшении сваливает картину в моно.

Практика настройки

Дорожный гул подавляю через адаптивный резонатор с контролем добротности. Ферромагнитный поршень в узкой трубе реагирует на обратную связь микрофона, автоматически смещая резонатор выше или ниже основного гула. Метод похож на активный шок-абсорбер для звука и сокращает уровень шинного шума без суперкомпьютера.

Психоакустический параметр loudness оцениваю по шкале Zwicker. При скорости 110 км/ч слух переходит в иной режим, теряя чувствительность к краям диапазона. Поэтому я выстраиваю кривую Флетчера–Мансона в динамике: контур loudness включается от определённого ускорения, а при парковке плавно сглаживается.

Люблю метафору «звуковой витраж». Салон напоминает собор, где стекла окрашивают свет, а кресла, ковёр и обшивка окрашивают акустику. Каждый материал расщепляет отражённое поле. Практический шаг: под голову пассажира клею тонкий слой вспененного меламина. Субъективная ясность растёт на 5 Iphone без удорожания динамиков.

Довожу гармоническое искажение до уровня, когда третья гармоника лежит ниже –45 dB, а пятая ниже –60 dB. При таких значениях слух перестаёт отслеживать мметаллический привкус. Дополнительно контролирую специфический показатель «характеристический шёпот» — разность между волной основного тона и суммой нечетных гармоник. Если шёпот уходит ниже –55 dB, голос лирического тенора воспринимается живым даже через бюджетный компакт-саб.

Для финальной проверки вывожу сигнал из набора звуковых иллюзий: Shepard-тон, феномен «ползущего» аккорда, флиттер-тест. Когда illusion-маршрут проходится без скачков громкости, система готова к передаче владельцу.