SigTech AEC-1000 - pre digitale

Equalizzatore di acustica ambientale SigTech AEC-1000

Prodotto: Equalizzatore per ambienti e sistemi di altoparlanti digitale operante nel dominio del tempo SigTech AEC-1000
Produttore: Cambridge Signal Technologies, USA
Prezzo approssimativo: 7.000 ECU (sono disponibili versioni più economiche)

Dove sbaglia l'Hi-Fi convenzionale...

Nel mio sito web sull'audio, Visions in Audio, c'è un articolo che illustra i mezzi con i quali la registrazione stereo inganna i nostri sensi, facendoci percepire un palcoscenico sonoro multidimensionale. In breve, questo è il contenuto dell'articolo:

... Entro il perimetro del triangolo stereo, la posizione laterale degli strumenti può essere ricostruita: poichè si usano due microfoni, due diffusori e due orecchie, i meccanismi di rilevazione del posizionamento di entrambe le orecchie, la differenza di pressione acustica e la differenza di fase (o di tempo), partecipano a questo fenomeno. La profondità degli strumenti si trasmette in un modo abbastanza diverso. In verità, se è ancora oscuro come riesca una riproduzione stereo a trasmettere il senso della profondità, si sa per certo che un parametro fondamentale è rappresentato dall'accuratezza tonale. Un impianto pungente e in distorsione suonerà senz'altro "sparato in faccia", mentre un impianto "moscio" e sordo suonerà remotamente lontano. Perciò diffusori senza neutralità timbrica non potranno trasmettere il senso della profondità. E se invece sembrano trasmettere tale sensazione, la profondità che essi trasmettono è un mero artificio del sistema registrazione/riproduzione. Anche altri aspetti giocano un loro ruolo nel trasmettere la seconda dimensione, e le riflessioni ambientali sono fra questi, ma ancora ci sfugge quale sia la reale interazione fra essi. Basti dire che molto spesso in un impianto Hi-Fi la profonditè dell'immagine è più una questione di fortuna che un portato dell'effettiva qualità dei sistemi di registrazione e riproduzione, del software e degli apparecchi. Che dire della terza dimensione? Beh, l'altezza dell'immagine si perde del tutto, poichè semplicemente non esiste nella stereofonia un meccanismo per riprodurla. Qualche disco esibisce marcati effetti di altezza, ma si tratta sempre di suoni sintetizzati e basati sulla psicoacustica. In altri termini, questi suoni non sono il risultato di un puro processo di registrazione/riproduzione.

Riassumendo, per raggiungere una riproduzione ideale utilizzando un impianto stereofonico ci vogliono diffusori neutri posizionati in un ambiente che non aggiunga alcuna propria caratterizzazione sonora. Non esiste un soggiorno così, ed ognuno di essi aggiunge colorazioni dovute ad onde stazionarie, prime riflessioni e code di riverbero proprie. Le onde stazionarie colorano significativamente le basse frequenze. Le prime riflessioni possono essere paragonate a dei diffusori-fantasma piazzati nei muri. Se esse arrivano all'ascoltatore entro poche decine di millisecondi dal suono diretto, possono danneggiare la percezione del timbro del suono registrato, e disturbano anche la localizzazione degli strumenti nella nostra già stretta e preziosa immagine stereo.
Inoltre i sistemi di altoparlanti stessi sono qualche ordine di grandezza meno accurati dei microfoni (cioè colorano il suono), e la loro risposta fuori asse presenta ampie differenze rispetto a quelle dei trasduttori di registrazione.

Per ottenere il possibile entro i confini di un impianto stereo ci vogliono:

Sistemi di altoparlanti neutri per l'accuratezza timbrica e la profondità.
Sistemi di altoparlanti identici: una differenza di livello di una frazione di decibel già deforma la stereofonia.
Un posizionamento dei sistemi di altoparlanti perfettamente simmetrico: un ritardo fra i canali di 0.2 millisecondi sposta la sua sorgente di 10 gradi nel campo di 60 gradi proprio dell'immagine stereofonica. 0.2 millisecondi corrispondono ad una distanza di soli 7 cm, il che vi dà un'idea abbastanza precisa dell'accuratezza richiesta nel posizionamento dei sistemi di altoparlanti!
Nessuna riflessione primaria (questo riguarda il progetto della sala, quello dei sistemi di altoparlanti ed il posizionamento reciproco sistemi di altoparlanti/ascoltatore).
Nessuna onda stazionaria (questo riguarda il progetto della sala e quello dei sistemi di altoparlanti).
Una sala uniformemente riverberante, circa 0.4 secondi a metà della banda di frequenze riprodotta.

Possiamo dire, basandoci sull'esperienza, che gli impianti stereofonici convenzionali (chiamateli high-end, se vi pare) raggiungono solo un 50-60% di ciò che è possibile ottenere con la stereofonia. Gli audiofili più incalliti si dibattono tra scelta dei componenti, cavi ed altre deludenti abarthizzazioni per ottenere miglioramenti che raggiungono, nella migliore delle ipotesi, pochi punti percentuali del valore assoluto.

Il trattamento acustico della sala d'ascolto e il posizionamento ottimale dei sistemi di altoparlanti possono condurre, invece, a miglioramenti forse del 10-20% verso l'ideale. Ma il 100% delle potenzialità del sistema stereofonico non possono essere raggiunte con i mezzi che abbiamo comunemente a disposizione.

Qui, allora, può essere di aiuto il processamento digitale del segnale. I cosiddetti correttori di acustica digitali operanti nel dominio del tempo, una specie animale rara e costosa, riescono ad equilibrare la risposta diretta di un sistema di altoparlanti rilevata nel punto di ascolto entro il limite di +/- 1 db. Con tale sistema si possono anche eliminare gli effetti indotti dal comportamento acustico della sala nell'importante finestra temporale dei primi 50 ms dall'istante di generazione del suono diretto. Un tale dispositivo aumenta la nostra suestesa lista dei desideri senza toccare il resto dell'impianto o della sala!

Il DSP accorre in soccorso!

Con l'introduzione sul mercato di processori digitali di segnale (DSP) economici e potenti sono diventate possibili cose precedentemente assolutamente impensabili. Infatti, mentre il complesso processamento del segnale nel dominio analogico è un'operazione molto pesante e reca anche molti danni al nostro prezioso segnale audio, il processamento digitale del segnale non distrugge la qualitè - una volta che si è nel dominio digitale - ed è piuttosto semplice, o, almeno, è categorizzato facendo ricorso ad applicazioni scientifiche esatte di teoremi matematici sui segnali.
La forza bruta di calcolo permette di inviare ai diffusori un segnale pre-compensato invece del segnale musicale diretto proveniente dalla sorgente. Questa pre-compensazione, combinata con le deficienze dei diffusori e della sala d'ascolto, fa sì che il segnale finale che raggiunge l'ascoltatore sia interamente esente da errori, come se si usasse il diffusore perfetto in una sala inesistente.

Tale metodo è stato concepito ala fine degli anni '70, presso la Acoustic Research negli USA. Da allora anche altri sono saliti su queste treno, a volte solo con sistemi sperimentali (la correzione ambientale della B&W, JM-Lab e Celestion con la pre-correzione digitale per i loro diffusori) o con sistemi con una disponibilità commerciale limitata (equalizzatori ambientali della NAD/TACT e della Meridian, i diffusori attivi digitali di Philips, Meridian e Revox). Però nessuno di tali dispositivi ha mai avuto un reale impatto sulla scena high-end... Forse l'unico produttore che fabbrica questi apparecchi e sa come venderli - al segmento professionale del mercato - à la SigTech (nota anche come Cambridge Signal Technologies). Ed il motivo è questo: la SigTech è di fatto una derivazione della AR, che ha proseguito le ricerche di base sulla correzione digitale dell'ambiente e dei diffusori e, più importante, che ha registrato abbastanza brevetti in questo settore da renderla davvero dura per i concorrenti.

L'AEC-1000 della SigTech

Il sistema di correzione acustica ambientale AEC-1000 (A.E.C. sta per "Acoustic Environment Correction", n.d.t.) è un equalizzatore digitale indirizzato al mercato degli studi di registrazione professionali e degli auditorium (però ne esiste una versione domestica). L'apparecchio va posto fra una sorgente digitale, di solito una meccanica di lettura per CD, ed un DAC (convertitore digitale/analogico., n.d.t.). Pertanto, dispone di ingressi ed uscite digitali nei formati coassiale S/PDIF, ottico Toslink ed AES/EBU. Se lo volete interfacciare nel dominio analogico, ad esempio inserendolo nel loop per processore o per registratore di un amplificatore, all'interno c'è anche un ADC (convertitore analogico/digitale, n.d.t.) ed un DAC, entrambi a 18 bit.

All'interno del contenitore del SigTech alberga un computer grande e potente che esegue un programma per la correzione in tempo reale della vostra sala di ascolto e dei vostri sistemi di altoparlanti. E' possibile scegliere tra quattro diversi algoritmi - per esempio per diversi sistemi di altoparlanti o per differenti posizioni di ascolto - che possono essere inseriti e disinseriti tramite un comodo telecomando a filo. Durante l'installazione del sistema e la sua calibrazione ci vogliono altri due dispositivi: un microfono a condensatore di precisione ed un PC per eseguire il necessario programma di sintesi di filtro e scaricarne i risultati nell'AEC-1000. Nessuno di tali ulteriori due dispositivi è fornito dalla SigTech, in quanto la procedura di calibrazione normalmente viene effettuata dal rivenditore o dal distributore. Il vostro amato recensore, che non si tira indietro quando si tratta di apparecchi, siano essi della schiatta digitale oppure analogica, ha fatto tutto da solo nelle tre settimane di convivenza col pargolo...

Una stanza, diffusori Quad, il computer della SigTech, ed un microfono della Schoeps

Il giradischi è rimasto inoperoso nel corso di questo esperimento solo digitale!

Bene, allora in che consiste questa procedura di calibrazione? Durante l'installazione il SigTech funziona come un generatore di segnali, ed emette degli impulsi destinati alternativamente al diffusore di destra e a quello di sinistra. Questi impulsi vengono dal SigTech anche misurati tramite un microfono posto nella posizione di ascolto, quindi quando sono usciti dall'impianto e dopo che sono stati sottoposti al degrado gentilmente fornito dalle elettroniche, dai diffusori ed infine dall'ambiente. Se ve ne siete procurati uno buono, il microfono non costituisce un fattore limitante. Nel nostro caso si trattava di un microfono omnidirezionale della Schoeps che probabilmente costa proprio quanto tutto il mio impianto.

Torniamo agli impulsi sonori. Un impulso infinitamente veloce può apparire un segnale molto semplice, mentre di fatto è oltremodo complesso, perchè in teoria porta con sè sovratoni (armoniche) fino all'infinito. Perciò gli impulsi costituiscono un ottimo mezzo per mettere sotto sforzo i sistemi di altoparlanti e per caratterizzarli in funzione della risposta all'impulso dell'impianto, o della forma d'onda risultante dall'invio di un impulso noto insieme al segnale.

La figura successiva può chiarire qualche punto. E' la risposta all'impulso di un normale diffusore a due vie cono/cupola, piazzato su supporto ad un'altezza di circa 1 metro e posto ben distante dalle pareti. Questa risposta è stata misurata nella normale posizione di ascolto a 2.5 m dal sistema di altoparlanti.

Il primo impulso ad 1 ms è il suono diretto proveniente dal diffusore, di fatto il segnale proveniente dalle elettroniche dell'impianto, ma già distorto dal diffusore; l'impulso a 2.7 ms è la prima riflessione della parete laterale e, come si nota, è ancora più distorto. Inoltre presenta un ampiezza che è ancora il 30% di quella del segnale sorgente (cioè si piazza solo 10 db al di sotto), e con tali caratteristiche deve essere chiaramente udibile. Riuscite ad immaginare quale possa essere l'influenza di un tale diffusore-fantasma sulla qualità del suono?

Suono diretto e prime riflessioni causate da un diffusore in cassa a due vie posizionato in un normale soggiorno

Dopo che il SigTech ha registrato la risposta all'impulso del vostro impianto, calcola una forma d'onda di correzione, che essenzialmente è data dall'impulso perfetto (o desiderato) meno la risposta dell'impianto. Attorno a questa forma d'onda viene poi sintetizzato un completo algoritmo di filtro o un programma per computer che, scaricato nell'AEC-1000, moltiplica continuamente i dati musicali in entrata per la forma d'onda di correzione. Tale operazione rende la macchina di fatto equivalente ad un equalizzatore grafico variabile nel tempo che opera su 200 bande di frequenza per canale. Il risultato di queste complesse azioni è che l'ampiezza e la fase (o l'allineamento temporale) della risposta in frequenza dell'impianto vengono linearizzate nella posizione dell'ascoltatore. Vengono anche cancellate le riflessioni della sala d'ascolto, almeno finchè queste siano correggibili (che non tutte le riflessioni possano essere eliminate non è un difetto del SigTech, quanto piuttosto la conseguenza di certe proprietà fisiche di queste riflessioni. In altre parole, nessun altro apparecchio le potrà mai compensare).

Questo è tutto. Oppure no? Lo schema precedente nasconde un tranello. Si compensano le pecche del suono dell'impianto con una specifica procedura di ascolto. Per far ciò i diffusori riproducono contemporaneamente la musica ed il segnale di correzione. Ma come suonerebbero questi segnali di correzione se ascoltassimo da un'altra posizione? Avete centrato il problema?

Caratteristiche dell'impianto

Data la mia pigrizia, non volevo davvero ricostruire il mio impianto attorno all'AEC-1000. Perciò ho fatto così: il Rega Planet funzionava come meccanica di lettura per CD che inviava i dati al processore della SigTech attraverso un comune cavo di segnale analogico.
L'uscita digitale del processore era collegata, attraverso un cavo video a 75 Ohm a conduttore solido con dielettrico in teflon, ad un DAT Sony DTC-690 che, posto in pausa di registrazione, funzionava da solo DAC. Il resto dell'impianto era il solito: Quad 34, 306 e diffusori ESL sui loro supporti, ai quali ho alternato all'ascolto un paio di vecchi diffusori in cassa, i Quintet della BNS.

Ora, prima che tutti voi audiofili paranoici cominciate a tremare (gioco di parole con il "Jitter", letteralmente "tremolio", qui usato nell'accezione di instabilità temporale della cadenza del segnale digitale trasmesso dalla sorgente al DAC, n.d.t.), voglio spiegarvi che quello stupido cavo di segnale sul percorso digitale non fa assolutamente alcuna differenza, almeno finchè non si perdono dati. Non si può parlare di jitter relativamente al collegamento fra Rega e SigTech, in quanto tutti i dati vanno comunque a finire in un banco di processori, ognuno simpaticamente operante alla propria velocità. Ecco spiegata la mia apparente mancanza di amore per l'HiFi...

Analisi Finale

Ed ora iniziamo ad analizzare i miei fedeli elettrostatici QUAD nati nel 1976. Ora, sapendo che questi sono diffusori dipolari - cioè, reativamente ai bassi ed ai medi - posti circa 80 cm di fronte ad un muro e ad una finestra, possiamo facilmente predire come si comporteranno sonicamente. L'onda sonora posteriore sfasata proveniente dal diffusore si riflette sulla parete posteriore e si combina col suono diretto passando attraverso il diaframma del diffusore. Per mezza lunghezza d'onda di 2x80=160 cm, che corrispondono a 106Hz, questa combinazione è additiva e causa un picco pronunciato a quella frequenza. Per la lunghezza d'onda corrispondente a tutti quei 160 cm, o 212 Hz, l'interferenza è negativa, provocando un netto avvallamento in tale zona. Beh, questo è ciò che dice la mia calcolatrice da taschino. Qual è l'opinione del SigTech, che si basa su delle misure?

Risposta in frequenza nell'ambiente di ascolto dei Quad ESL.

Ha, non è bellissima, la scienza? Predice che c'è un problema e poi ti dimostra inconfutabilmente che c'è un problema! Sfortunatamente mi debbo tenere questo piazzamento dei diffusori finchè viviamo in un soggiorno piccolo, e così mi debbo tenere anche la relativa caratterizzazione sonora: basso spesso e confuso e mediobasso sottile e senza corpo, tutto per colpa della sala, non dei diffusori!!

Ma, vedete, anche se fossi una completa bestiaccia in acustica, il SigTech mi avrebbe mostrato dove le cose andavano male. E ciò mette in grado la gente di prendere i relativi provvedimenti, modificando il posizionamento dei diffusori o la forma della sala d'ascolto. E così il processore della SigTech può contribuire ad un suono notevolmente migliorato anche se non è in funzione!

Però noi siamo qui per esaminare l'apparecchio al lavoro, quindi si dia inizio allo spettacolo...

Ascolto con diffusori elettrostatici

I recensori audio spesso usano termini quali "neutralità", "dettaglio", "immagine", "microdinamica", etc. Io oso dire che, se non hanno mai avuto un'esperienza d'ascolto con un impianto come questo, non conoscono nemmeno il significato di quelle parole. Accendere l'AEC-1000 è stato come sollevare il proverbiale velo. Ma un velo vero, stavolta, non un'iperbole dello scrittore. E' come se, girando un interruttore, passassi da una grossolana foto scattata con una fotocamera digitale a colori ad una grande stampa a colori di una foto scattata con una Hasselblad di medio formato: Il SigTech ha praticamente fatto sparire l'impianto che conoscevo e dalle sue ceneri ha fatto nascere una fenice aurale, che suonava non dissimile da una gigantesca cuffia Stax. Ma anche meglio.

Immaginate un ampio palcoscenico sonoro, dal muro di destra a quello di sinistra, che suona al meglio della sua consistenza, dal limite inferiore dei diffusori (70 Hz, con le ESL) fino ai confini dell'udibilità. I diffusori che si comportano come un pezzo unico, senza alcuna sensazione della dissezione artificiale che anche i migliori progetti manifestano fra i vari altoparlanti. Ed ancora, entrambi i diffusori che suonano in maniera completamente identica, cosicchè l'immagine stereo non solo è estremamente ampia, ma presenta anche un'enorme risoluzione spaziale e dettaglio.

Gli strumenti e le voci suonavano con piena facilità, ognuno nella sua posizione, non impilati uno sull'altro e non uno che urla sull'altro. Questi suoni semplicemente coesistevano, senza reciproca interferenza, completamente distaccati dall'impianto di riproduzione musicale, sembravano quasi provenire dal processo di riproduzione in sè. Sì, è qui che voglio arrivare a parare: il SigTech ha fatto suonare la musica molto più come musica vera - con tutte le sue sfumature che spesso si perdono con gli impianti comuni - e molto meno come un pugno di componenti che provano a suonare come l'evento reale.

Spegnere l'AEC-1000 è poi stato il vero colpo: suono ispessito, perdita di ritmo, medio nasale, ed un'immagine molto meno dettagliata. Dopo questo volevo solo riaccendere il suono corretto quanto prima possibile. Ed una volta riavutolo, volevo solo suonare musica, e musica, e musica...
Il che è esattamente ciò che ho fatto. Per molte ore, e spesso fino a notte fonda. E ciò perchè la musica, quando assunta in questo modo, dà parecchia assuefazione.

Oh, ed ora voi potreste stare pensando che questo accrocchio che si basa su un computer è troppo clinico e rivelatore - nel senso sbagliato - e poi vorreste essere rassicurati che sostanzialmente larga parte dei CD che gli ho dato in pasto alla fine suonavano bene, anche quelli compressi fino alla morte e sordi come quello di Heather Nova. Questo vi farebbe meditare circa le regole prestabilite dell'Hi-Fi, no?

Risposta in frequenza ambientale dei diffusori Quad ESL corretta dal SigTech.

Tutto perfetto, dunque? Naturalmente no. Ho qualche lamentela circa il suono che ho sentito. Ma riguardano difetti minori, poichè possono essere compensati.
Il bilanciamento tonale generale era troppo brillante. Però va considerato che il SigTech per come era stato installato equalizzava la risposta per renderla completamente piatta, il che spesso nei soggiorni non è desiderabile. In alternativa, la macchina può essere programmata per un leggero calo a circa 4KHz o giù di lì. La mia versione del programma non lo permetteva, o forse io sono stato troppo stupido per abilitare questa funzionalità del sistema, così mi sono tenuto solo la risposta di riferimento.
Inoltre c'era un'apparente perdita nella ricostruzione di piani sonori. Ma, come avete letto prima, molte registrazioni stereofoniche non contengono proprio informazioni reali e corrette sulla profondità, il che si trova abbastanza con i miei risultati. Inoltre, stavo ascoltando tramite il convertitore digitale/analogico del Sony, che non è un riferimento quanto a musicalità ed altri parametri audiofili.

E per quanto riguarda la dipendenza da posizione? Aha! Questa è la parte curiosa. La SigTech ha fatto un ottimo lavoro sotto questo aspetto, in quanto mentre il suono durante l'ascolto in posizione ravvicinata rispetto ai diffusori (fra 1 metro ed 1.5 metri) era positivamente divertente, massiccio e coeso, il campo sonoro percepito ascoltando nell'ampia area retrostante la mia poltrona da ascolto era ancora piuttosto buono, e sicuramente migliore del suono non corretto.

Ascolto tramite diffusori economici con altoparlanti a cono montati in cassa

I miei vecchi diffusori BNS costavano circa 450 ECU nel 1989. Sono diffusori da stand di taglia media e montano un tweeter a cupola morbida Audax HD25 ed un woofer Audax/Siare con membrana giallo brillante in Kevlar^®. C'è anche un radiatore passivo, che conforma l'allineamento del diffusore più o meno ad un tipo accordato smorzato.

Un ritorno dal passato, ed un dolore per le mie orecchie...

Il loro suono al naturale? Beh, queste casse debbono essere state il mio più grosso sbaglio in Hi-Fi (assieme al giradischi Linn Axis). Secche, sul limite dell'irritante, senza alcun basso reale di cui parlare, e, pur nella mia ampia sala d'ascolto, senza molto effetto stereo: c'è la sinistra, poi un buco, il centro, ancora un buco e la destra. Immaginatevi il suono di una gigantesca cornetta del telefono.

Risposta in frequenza in ambiente dei diffusori Quintet della BNS.

Questa è la situazione finchè le piloti con una scatola piena di quelle robette di silicone. Padroni di non crederci - ma fate meglio a crederci - ma dopo il trattamento con il SigTech c'era ampiezza stereofonica, da muro a muro. E c'era un basso in senso proprio. E calore. E neutralità lungo tutta la banda. Di fatto i diffusori BNS pilotati attraverso il DSP arrivavano a suonare significativamente meglio dei Quad ESL ascoltati senza il SigTech, tranne che per una residua asciuttezza. E, sì, erano quasi assuefacenti quanto gli ESL alimentati con il SigTech. E comunque, li battevano quanto a forza del basso e potenza generale. Ciò giusto per dimostrare che se si applica abbastanza potenza di calcolo ad un impianto scadente, alla fine questo canterà!!!

Risposta in frequenza in ambiente dei diffusori Quintet della BNS corretta con il SigTech.

Conclusioni

L'AEC-1000 è in commercio da qualche anno. Se si scorre la stampa statunitense, si trovano pochi commenti positivi su di esso. Ma la cosa divertente è che se si sfoglia la stampa inglese, il SigTech (ad altri apparecchi del genere) sono stroncati del tutto! Ho letto commenti del tipo "...solo un sottile cambiamento, non un vero miglioramento" e "...mia moglie - una ballerina - mi ha chiesto cosa diavolo avessi fatto all'impianto...". Può essere che questi autori hanno pensato che - per la loro sanità mentale - dovevano dire male di questo apparecchio, per stroncare una abitudine sul nascere, per sopprimere il desiderio di un prodotto che non potevano permettersi, un prodotto che minaccia il concetto stesso dell'Hi-Fi?
Già, perchè io, sicuramente, ho sofferto un dolore fisico e psichico i giorni successivi alla scomparsa dell'AEC-1000 dal mio impianto...

Ho ascoltato il futuro, e appare assolutamente diverso dal passato.

© Copyright 1998 Werner Ogiers for TNT-Audio (www.tnt-audio.com).

Traduzione: Carlo Iaccarino

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