L'equalizzazione della stanza d'ascolto - 3) La correzione

Veniamo infine alla terza ed ultima parte, quella più interessante perché promette con poca fatica di rendere ottimale la stanza d'ascolto senza interventi complessi sulla sua disposizione. Che è la promessa dei fornitori dei sistemi dedicati allo scopo, ma un risultato piuttosto impegnativo da ottenere se affrontato con strumenti da configurare come REW.

Prima parte: Gli strumenti / Seconda parte: La misura / Terza parte: La correzione

1. Una premessa: la conoscenza necessaria
I sistemi dedicati funzionano sul principio del flag "correzione intelligente" degli editor delle fotografia, cioè cercano di fare tutto loro e, se il risultato non è soddisfacente, forniscono alcuni parametri su cui operare per giungere al risultato desiderato. Per usare i quali, però, occorre una buona competenza sulla tecnica fotografica. Nel nostro caso il livello di conoscenza richiesto è ancora maggiore, perchè la nostra capacità di valutare il suono è molto meno sviluppata (in media) di quella necessaria un'immagine. 
In sintesi, per gestire i parametri non basta osservare l'effetto e andare per tentativi (imparando quindi a gestirli), ma bisogna prima capire (almeno a grandi linee) a quali fenomeni fisici e fisiologici fanno riferimento. Bisogna studiare.

La situazione ideale? Non proprio.

2. Circoscrivere gli obiettivi
Una stanza non arredata e disposta in modo ottimale o un posizionamento non corretto possono provocare anomalie nella risposta soprattutto sulle basse frequenze. Che sono anche le anomalie su cui intervenire è più semplice. Quelle sulle medie e alte frequenze possono essere altrettanto deleterie per l'ascolto, ma sono più facilmente correggibili con interventi a basso impatto sull'ambiente. In più, come vedremo, la loro correzione richiede strumenti e interventi più complessi.

3. Andare per gradi
L'intervento sulle basse frequenze (20-400Hz) è consigliabile che sia moderato, o almeno che si inizi con interventi minimi. Se la curva è accidentata a causa di interferenze costruttive o distruttive dovute alle riflessioni in fase o controfase prodotte da pareti o mobili della stanza d'ascolto, è opportuno concentrarsi sulle prime piuttosto che intervenire sulle seconde. Le prime infatti (i picchi) sono quelle che producono i rigonfiamenti del suono degli strumenti che operano in questo range, con gli effetti più evidenti di alterazione della timbrica e offuscamento di altri suoni, e sono facilmente correggibili con filtri digitali lineari e riduzione della risposta. Gli "abissi" invece dovrebbero essere corretti con una amplificazione ulteriore, anche di notevole ampiezza, che potrebbero mettere in crisi l'amplificatore. In più, anche se i puristi mi accuseranno di scarsa attenzione ai particolari, è meno dannoso per la qualità dell'ascolto un suono attenuato ma circoscritto di uno gonfiato. Anche se è comunque una non linearità.

4. Interventi a "fase minima"
Un intervento sulla risposta in frequenza provoca sempre una variazione (o rotazione) di fase di qualche entità che è anch'essa da correggere per evitare una distorsione dell'audio originale. REW è un'applicazione molto completa sulla parte di generazione e misura ma non è al livello delle applicazioni professionali relativamente alle correzioni di fase, che non sono supportate. Di conseguenza nell'uso di REW per l'equalizzazione di ambiente è opportuno limitarsi a quelle parti di risposta che presentano già accettabile una linearità di fase, ovvero a "minimum phase". Che sono peraltro più frequenti nella fascia bassa delle frequenze. 
Una sezione ampia della guida di REW è dedicata a spiegare in dettaglio cos'è la minimum phase e a come i dividuare le aree che non sono, azione propedeutica alla definizione della curva di correzione.

5: La scelta della misura da correggere e dei parametri di equalizzazione 
Dopo aver eseguito le misure dovremo scegliere quella più rappresentativa delle situazione reale di ascolto e selezionarla in REW come curva su cui operare la correzione. Anche se vogliamo intervenire solo sui bassi possiamo ugualmente utilizzare una curva effettuata sull'intera banda audio. Uno dei parametri è infatti l'ampiezza dell'intervento. Usando J Remore per applicare la correzione dovremo scegliere una curva "stereo" (L+R) perchè non è previsto l'inserimento di una correzione per singolo canale. La curva scelta da me nella prima prova di applicazione era 16-20000Hz e l'intervento solo sui bassi. Nella immagine seguene la misura mostrata in dBW (decibel Watt).

Immagine 1

Per creare la curva di correzione si deve selezionare il modulo EQ (pulsante in alto nel pannello iniziale di REW) che attiva il pannello mostrato sotto, con i gruppi di parametri su cui operare e che mostra anche la correzione standard. I gruppi di parametri sono nella colonna a destra: Equaliser, Target Settings, Filter Tasks, Modal Analysis, Resonances. Gli ultimi due sono per interventi più complessi di affinamento. Con i primi 3 si arriva alla generazione delle curva di correzione, che è un comando quasi nascosto nel gruppo Filter Tasks

5.1 Equaliser
REW mette a disposizione un grande numero di tecniche di equalizzazione create per vari scopi e con varie caratteristiche, più una "generica", come si vede nell'immagine. La scelta quindi richiede un approfondimento che a sua volta richiede una buona conoscenza della materia. Non è un sistema automatico come quelli proposti dall'applicazione svedese Dirac o inclusa nei componenti Anthem o Lyngdorf. Non volendo addentrarmi nella materia ma volendo intanto provare l'efficacia "base" ho scelto l'equalizzazione MiniDSP, ovvero quella messa a punto dal produttore del microfono, che ha in produzione anche numerosi componenti che effettuano la room equalization, sia con DAC integrato che senza. E che, offre l'alternativa tra il software Dirac Live (con costo aggiuntio di circa 200 €) e REW. La mia supposizione è che la loro scelta di equalizzazione sia "standard" ovvero adatta a un gran numero di situazioni.

5.2. Target Setting
La prima scelta da fare è sulla curva di equalizzazione, che prevede tre scelte: subwoofer, full range speaker, bass limited speaker. La prima è la classica curva è calante dalle medie in poi, la seconda è flat, la terza è calante verso le basse frequenze. I nostri diffusori dovrebbero essere già studiati per avere una curva leggermente calante, la più adatta all'ascolto di musica, quindi la correzione flat dovrebbe essere la scelta standard, ma in vari esempi ho visto che viene sempre e comunque preferita la prima. La limitazione dei bassi invece serve, immagino, per compensare un eventuale sbilanciamento dei diffusori. 
Se si applica la correzione solo sui bassi comunque la curva ovvia da applicare è quella subwoofer.
L'unico altro parametro da controllare in questa sezione è il Target Level. Di solito si può lasciare com'è, ma cliccando su "calculate" è possibike uniformarlo a quello misurato. Che però di solito è quasi uguale. Gli altri due parametri sono di affinamento.

5.3 Filter Tasks
E' la sezione principale, vediamo di seguito i parametri uno per uno.

• Match Range: come dice la parola stessa, indica l'arco di frequenza su cui applicare la correzione. In figura è indicato 20-200Hz nella prova che ho fatto ho poi applicato 16-400Hz.
• Individual max boost: la limitazione che viene imposta alla correzione dei "buchi" di frequenza derivanti da riflessioni in controfase. E' sempre consigliabile indicare un limite coerente con la capacità dell'amplificatore. Quello indicato (7dB) è il default, prudenzialmente e secondo le guide l'ho anche abbassato a 5dB.
• Overall max boost: in ogni caso è presente un secondo limitatore per tutto l'arco di frequenze, che riduce ulteriormente interventi di incremento locale del volume per compensare i buchi.
• Flatness Target: individua l'ampiezza entro la quale la curva corretta si deve ritenere "piatta". Il default è 6dB quindi abbastanza ampio da non mettere in crisi la catena di riproduzione e comunque già migliorativo. Si può provare a ridurlo.

Poi seguono parametri per esperti, in grado anche di agire manualmente ed applicare ulteriori ottimizzazioni, e infine arriva, ben mimetizzato, il comando per generare la correzione:

Match Response To target Azionandolo viene mostrato l'intervento di correzione, non molto drastico apparentemente con le scelte che ho fatto nel primo test (mostrate nell'immagine).

Export filter setting to text: il risultato può essere poi ovviamente salvato o esportato su file di tipo testo o di tipo "file" (ma che è sempre di tipo testo ma con una codifica differente). J River accetta file di tipo testo e quindi ho fatto questa scelta. 

6. La correzione

Essendo il file di tipo testo si può visualizzare facilmente l'intervento di correzione che l'algoritmo ha calcolato con i parametri impostati, è riprodotto qui di seguito, e agisce solo su tre parametri: 

• la frequenza su cui si applica l'intervento
• Il "guadagno" applicato (che in realtà coi parametri applicati è solo in attenuazione)
• Il fattore di merito (o quality factor, o Q factor, o semplicemente Q) che indica la curva di applicazione del filtro in termini di ampiezza dell'intervento e di selettività. In base al Q l'azione del filtro può avere più o meno effetto anche sulle frequenza adiacenti.

Il file di correzione è quindi di questo tipo (convol-5-16_400 L+R MiniDSP è il nome del file che ho dato):

Filter Settings file

Room EQ V5.20

Dated: 8-dic-2020 0.04.24

Notes:convol-5-16_400 L+R MiniDSP.txt

Equaliser: miniDSP

5 16-400 96K L+R dic 7

Filter  1: ON  PK       Fc   53.20 Hz  Gain  -9.90 dB  Q 11.475

Filter  2: ON  PK       Fc   77.80 Hz  Gain -15.40 dB  Q 10.534

Filter  3: ON  PK       Fc   108.5 Hz  Gain -10.70 dB  Q 17.786

Filter  4: ON  PK       Fc   166.5 Hz  Gain  -5.90 dB  Q 10.863

Filter  5: ON  PK       Fc   199.0 Hz  Gain  -8.10 dB  Q  9.270

Filter  6: ON  PK       Fc   259.0 Hz  Gain  -8.70 dB  Q  9.507

Come si vede,confrontando con la curva mostrata nella immagine 1, la correzione agisce solo sulle interferenze additive (in fase) presenti e visibili a 53,2Hz, 77,8Hz, 108Hz  e 166,5Hz (le successive non sono visualizzate nell'Immagine 1, che si ferma a 200Hz).

6. La prova d'ascolto

A questo punto non resta che applicare la "convolution" nella sezione DSP di J Remote e vedere l'effetto che fa. Per la prova ho puntato aall'ascolto di due brani che uso spesso come test a confronto e che avevo ascoltato recentemente con le cuffie Stax, facendo particolare attenzione alla risposta sui bassi: All Or Nothing At All di Diana Krall, con in evidenza il contrabbasso di Christian McBride, e un concerto di classica con forte presenza della sezione di contrabbassi (il III concerto per piano di Beethoven con la Scottish Chamber Orchestra).
L'impressione d'ascolto è stata ottima, reggeva il confronto con la cuffia elettrostatica, il distacco che avvertivo prima, dovuto probabilmente alla risposta non corretta in ambiente, sembrava molto attenuato. Alternando l'applicazione della correzione le differenze nella precisione del contrabbasso e nella modulazione della grande sezione dei contrabbassi, un tappeto del suono, erano confermate, ma in modo meno definibile e continuamente minato dal sospetto che fosse influenzato dall'aspettativa positiva. 

Cercavo dunque qualche passaggio, qualche criticità che evidenziasse la differenza, quando a sorpresa l'ho trovato. Un suono, un tintinnio, che compariva soltanto quando la correzione veniva tolta. Nella sala c'è effettivamente una libreria tradizionale, anche se non ovviamente in vista diretta delle casse acustiche. Il rinforzo dovuto all'interferenza additiva in fase, eliminato o ridotto, eliminava questo disturbo, avvertibile alzando il volume, confermando in modo oggettivo che la correzione era applicata. E contribuendo anche con ogni probabilità alla risposta più realistica dei bassi che notavo. Una conferma indiretta.

In sintesi: che fare?

La correzione ambientale, anche se applicata parzialmente e senza approfondimenti sui possibili miglioramenti ulteriori, appare molto interessante. Appare quindi una conseguenza quasi obbligata continuare a sperimentare l'applicazione dei vari fltri, estendere la correzione a tutta la banda audio, verificare anche l'efficacia di qualche intervento sulla posizione delle casse acustiche e sulla loro configurazione (tappi sui condotti reflex o meno) .

Ma un'alternativa potrebbe essere dato il promettente inizio, investire 100 € e provare anche l'applicazione più completa MathAudio, che include anche le importante correzione di fase. E puntare senz'altro alla correzione su tutta la banda. E mettere in conto però ulteriore tempo impegnato nelle prove (in un ambiente condiviso) e sottratto all'ascolto della musica.

Oppure invece, saltare il fosso e passare ad una soluzione chiavi in mano, automatica? C'è ad esempio, anche senza cambiare amplificatore, una soluzione di MiniDSP che include Dirac Live e un DAC, si usa al posto del DAC che uno ha nell'impianto, non ha prestazioni elevatissime ed è limitato a 48KHz (probabilmente per limitzioni della potnza di calcolo), ma dopo effettuato il set di misure effettua una correzione ottimizzata in modo automatico. E costa meno di 500 €. Quanto peserà il sacrificio sul lato della qualità teorica rispetto al vantaggio nell'ascolto pratico? 

Dubbi e problemi che l'"audiofilo analogico" (protagonista di un prossimo post) certamente non ha.

I segreti di MQA, spiegati

Il nuovo formato di codifica digitale MQA (Master Quality Authenticated) proposto da Bob Stuart e dalla Tidal ormai 4 anni fa si propone di sostituire la codifica standard PCM grazie ad alcuni percepibili vantaggi. La cosa non è ancora avvenuta e l'operazione suscita molti dubbi soprattutto tecnici, illustrati in un precedente post. L'occasione per tornarci con maggiore dettaglio nasce da un lungo articolo sull'ultimo numero di Audio Review, dal titolo "I segreti di MQA".

L'articolo, di taglio didattico e quindi orientato a farsi capire bene dal lettore, già dal titolo (ma non nel testo) mette in risalto uno degli elementi critici del nuovo standard, ovvero la poca chiarezza e la conseguente scarsa scientificità con cui è presentato MQA, nonostante i siti web sul quale è ampiamente presentato e promozionato.

Il sistema di misura Audio Precision APX517B utilizzato nei test presentati in uno degli articoli citati.

MQA spiegato in dettaglio
Grazie all'articolo e alle fonti disponibili sul web, in particolare agli articoli estremamente approfonditi e corredati da test effettuati con strumentazione professionale del noto super-esperto di audio digitale "Archimago", è possibile tentare un approfondimento. Iniziando dagli obiettivi di MQA, più volte ribaditi:

• elevato risparmio di spazio dati
• miglioramento della messa a fuoco temporale delle tracce audio

L'audio ha bisogno di essere messo a fuoco?

Dimentichiamo subito il primo obiettivo, a cui l'articolo dedica due inutilissime pagine. Risparmiare lo spazio dati in un mondo in cui sta arrivando il 5G, nel quale qualsiasi contratto economico garantisce 40-50GB al mese (se non illimitati) utilizzati magari per videogame interattivi 4K, nel quale hard disk da 2TB che possono contenere 1000 album in HD costano 60 € (in diminuzione) è totalmente privo di senso. Poteva essere un argomento 20 anni fa, ai tempi dell'MP3 che consentiva di diffondere la musica in rete, ma ora fa quasi ridere.

Più interessante il secondo obiettivo. La "messa a fuoco" è una necessità nella cattura delle immagini utilizzando sistemi di lenti e non si capisce cosa c'entri con la registrazione e riproduzione della musica ma, superando la diffidenza che accompagna questi claim di puro marketing, ed essendo l'obiettivo di qualsiasi audiofilo capire cosa effettivamente rende diverso e sempre più fedele l'ascolto, vale la pena approfondire. Anzitutto perché molti ascoltatori disinteressati hanno apprezzato molto l'ascolto con MQA.

Registrazione e riproduzione dei suoni impulsivi

Continuando nella lettura dell'articolo e delle altre fonti in rete (incluse quelle del consorzio MQA) si apprende che il miglioramento è indirizzato unicamente ai suoni impulsivi, la cui registrazione e digitalizzazione può presentare dei problemi con le tecniche tradizionali. I problemi sono due:

• introduzione di una sfocatura (blurring) nella digitalizzazione con codifica PCM dei suoni impulsivi;
• impossibilità di digitalizzare correttamente impulsi separati tra loro fino a 10 µs.

Sono due criticità oggettive e anche note (la prima soprattutto), ma dobbiamo farci alcune domande in merito:

• Sono effettivamente presenti sistematicamente nella musica, hanno effettiva rilevanza nell'ascolto, sono tuttora presenti e ascoltabili nella musica codificata in PCM?
• MQA risolve effettivamente queste criticità?
• Possono essere risolte anche senza ricorrere alla codifica MQA che, lo ricordiamo, è lossy, con perdita (impossibile tornare all'audio originale)?

Il fenomeno pre-ringing schematizzato

Hanno effettiva rilevanza?

I transienti (rapide variazioni temporali) sono ovviamente presenti in musica, i suoni impulsivi e brevissimi, meno. Provare o negare che siano percepibili è quasi impossibile considerando il concetto estesissimo di "musica". Quindi rispondiamo di sì, e passiamo alle altre due.

Blurring, de-blurring e apodizzazione

La prima criticità può essere presente con la codifica PCM. In presenza di un rapido transiente o di un impulso la codifica e la successiva decodifica possono introdurre un artifatto, un "pre-ringing", un rimbalzo, un'oscillazione, prima dell'impulso, e quindi uno sfasamento temporale. Qualcosa di simile alla sfocatura nel senso che vengono sovrapposte all'originale informazioni (acustiche in questo caso) che rendono meno nitida l'informazione principale. 

MQA afferma di intervenire su questa criticità in conversione con un algoritmo simile alla apodizzazione in uso nella gestione delle immagini nei radiotelescopi (quindi sempre ricavate da onde, un paragone accettabile), in pratica la eliminazione dei "ring" più evidenti e prossimi all'impulso.

Ma come avviene l'eliminazione, e funziona?

Nella documentazione di MQA non si fornisce nessuna informazione in merito (è più o meno tutta così, poche informazioni e molta fuffa marketing) e così Archimago in un lungo articolo corredato da test approfonditi ha cercato di scoprirlo. Cliccando sul link si può leggere l'articolo, molto ricco di dati come sempre. Ma per chi ha più fretta riporto qui gli elementi principali.

• riguardo alla presenza del fenomeno del "blurring":
• (1) impulsi di ampiezza molto ridotta e transienti molto ripidi sono rari in musica ma possono introdurre artifatti analoghi alla "immagine fantasma" (fenomeno di aliasing) ben noto nella cattura delle immagini in movimento;
• il blurring può presentarsi invece in modo più sistematico quando si usano filtri digitali a fase minima molto ripidi, cosa che può essere più frequente perchè sono usati nelle funzioni DSP, per esempio per la equalizzazione ambientale;
• il fenomeno può essere affrontato e risolto solo con MQA?
• l'anomalia (1) è nota sin dall'inizio della musica digitale, quindi anche a risoluzione CD, ed è stata affrontata con diversi metodi; può essere annullata passando adottando filtri digitali anti-aliasing e portando l'eventuale rumore di quantizzazione fuori della banda audio e questa azione è risolutiva passando alla risoluzione HD;
• per l'anomalia (2) le tecniche anti-aliasing citate sopra possono essere non sufficienti e di conseguenza un algoritmo di de-blurring potrebbe essere effettivamente utile;
• l'algoritmo di MQA è efficace?
• è stato provato nell'articolo su due DAC che implementano MQA, uno relativamente economico (Meridian Explorer 2) ed uno di fascia alta (Mytek Brooklyn);
• testando il comportamento del filtro con un'atterzzatura professionale Audio Precision  nell'articolo è dimostrato che il de-blurring è realizzato con un filtro anti-imaging debole, ovvero il tipo di filtraggio utilizzato per rendere "smooth", più lineare, un segnale campionato digitalmente;
• il risultato, sempre secondo l'articolo, non è ottimale, nel senso che introduce uno slittamento temporale di 40 µs; in sostanza, elimina in parte il pre-ringing ma al prezzo di introdurre un peggioramento temporale anziché un miglioramento, quindi una minore fedeltà rispetto all'originale, con impatto non limitato solo ai file audio equalizzati e alle sezioni con fenomeni di pre-ringing;
• lo stesso risultato, sempre secondo l'articolo, si potrebbe ottenere con un intermediate phase filter (un filtro digitale a fase intermedia tra la fase lineare e fase minima) applicabile solo quando serve, ovvero ai file audio equalizzati.

La soluzione della prima criticità è un'esclusiva di MQA?

In altre parole, nel caso i test dell'articolo citato fossero non corretti o contestabili (cosa che comunque il consorzio MQA non ha fatto), il de-blurring di MQA sarebbe l'unica soluzione al problema, e quindi la probabile motivazione per l'apprezzamento di molti all'ascolto con questa codifica?

No, perché questo sfasamento temporale è, come anticipato, un noto effetto "alias" del campionamento PCM, che è risolto nei DAC, come anticipato, con un apposito filtraggio anti-aliasing. Quello che afferma il consorzio MQA  è infatti che anche questo filtraggio non è perfetto e quindi il pre-ringing e il blurring possono manifestarsi egualmente.

Indipendentementemente che ciò sia vero o no (per i produttori di DAC ovviamente no), una soluzione accettata da tutti (incluso il consorzio MQA) esiste già, ed è la codifica DSD a 1 bit, che non richiede filtraggio anti-alias, anzi questo è uno dei vantaggi, forse il principale, che sostiene il suo elevato apprezzamento. Ma, ancora una volta, il consorzio MQA ritorna sui presunti vantaggi della compressione e del risparmio di spazio (ancora superiore nel caso del DSD). Vantaggio inesistente come già scritto.
Per un ripasso sulla correzione della distorsione "aliasing" e un generale sulla codifica DSD consiglio questo articolo (in italiano) di Fabrizio Montanucci di qualche anno fa, molto chiaro e leggibile.

La soluzione della seconda criticità è un'esclusiva di MQA?

Ma il DSD invece uno svantaggio lo ha, non si possono implementare con la stessa facilità filtraggi ed elaborazioni DSP ed in particolare la room equalization, che raccoglie un notevole interesse, quindi un anti-alias più efficiente applicato anche al PCM potrebbe essere un vantaggio. (Lo so, stiamo andando veramente ad analizzare situazioni molto particolari, ma voglio andare a fondo nella ricerca dei presunti vantaggi si MQA).
La domanda quindi diventa la seguente (supponendo che il de-blurring di MQA sia invece efficace).

Il de-blurring di MQA funziona solo con audio codificato con MQA?

Il consorzio MQA ovviamente lo afferma come plus, ma sempre senza dettagli tecnici che facciano capire il perché. In particolare, non è noto come l'algoritmo usato èsia applicato nella produzione del "master authenticated" oggetto del precedente post. Ovvero, se questa particolare codifica possa essere applicata senza ricorrere all'inutile compressione per risparmiare i dati, che rimane un processo separato e con una funzione diversa, o se è integrato inevitabimente in essa. 
Sono due processi con scopo diverso ed è difficile immaginare che non siano separabili, è certo in ogni caso che il consorzio MQA non è interessato a farlo, ma anche che nessun altro pare interessato a scoprire i segreti dell'algoritmo o a inventare qualcosa di analogo, 

Non basta però (e passiamo all'analisi speculativa che conclude l'articolo): un intervento di codifica preventiva non può essere applicato indistintamente a tutto il master, ma solo in presenza degli impulsi e dei transienti che possono generare pre-ringing, operazione ovviamente manuale, anti-economica e incompatibile con la produzione di centinaia di migliata o milioni di tracce MQA.
A meno che in MQA abbiano anche implementato un raffinato sistema di AI (intelligenza artificiale) basato su un altrettanto raffinato set di misure, in grado di effettuare automaticamente questo compito. E soprattutto, avessero deciso con puro auto-lesionismo di non farlo sapere a nessuno ma avessero preferito rimanere nel vago della fuffa marketing. Quindi, in sintesi:

• è impossibile più che improbabile che la correzione sia applicata selettivamente
• probabilmente è applicata in modalità "batch" nella conversione alla codifica MQA
• potrebbe essere realizzata e applicata anche in PCM
• essendo un'esigenza molto particolare non è al momento interesse di alcuno occuparsene
• la criticità non gestita in PCM, ovvero il pre-ringing generato da filtri DSP, si può verificare solo dopo la creazione del master MQA, e quindi non è garantita la correzione dalla codifica MQA.

Aggiungo solo che, essendo l'effetto della correzione in sostanza un leggero "ammorbidimento" del suono, può darsi che sia all'origine del buon apprezzamento della codifca MQA in ascolto. Una sorta di filtro "analogico" e non a caso nelle presentazioni Bob Stuart fa criptiche allusioni al "suono analogico" di MQA.

Digitalizzazione di impulsi separati tra loro fino a 10 µs.
E veniamo infine alla seconda "criticità temporale" citata nell'articolo. Che ha una spiegazione molto semplice: 10 µs = 1/96KHz e quindi per il teorema di Nyquist è necessario, per non perdere queste informazioni, campionare il contenuto analogico a 192KHz al minimo, in modo da poter registrare contenuti fino a 96KHz.

Anche qui MQA dice di essere utile, ma solo per la riduzione di spazio dati. Dimentichiamo quindi questo vantaggio riferito a MQA e limitiamoci a considerarlo un vantaggio (sinora poco noto e poco verificato) della codifica a 192KHz. Un vantaggio che dipende però da due requisiti:

• esiste nella musica?
• siamo in grado di ascoltarlo?

Per poter riprodurre gli impulsi rapidissimi che si susseguono entro 10 micro-secondi (in un secondo ci sono un milione di micro-secondi) è necessario che questa informazione sia presente nella registrazione originale, quindi che il microfono (se è un suono acustico) arrivi a 96KHz e che l'audio originale non sia derivato da master analogici su nastro magnetico, che ovviamente anch'essi non arrivano a questa larghezza di banda. Potrebbe essere prodotta solo con suoni sintetizzati. Per arrivare al nostro sistema uditivo dovrebbe poi essere riprodotta con cuffie stereo o altoparlanti in grado di estendere la risposta sino a 96KHz. Il sistema uditivo pare che sia in grado di percepire questo tipo di suoni, anche se arriva (su suoni continui) solo a 20KHz (in giovane età) ma per cuffie e casse acustiche attuali è decisamente fuori range.

Esiste qualche prova di ascolto?

Per sapere se un umano giovane o meno può sentireil fenomeno di blurring e il suo annullamento con MQA nonché abbia la capacità di percepire suoni impulsivi ripetuti con audio a 192KHz che invece spariscono con audio a 96KHz o inferiore, sono necessarie accurate prove d'ascolto. Non si trovano riferimenti nell'articolo di Audio Review da cui siamo partiti, dove prudentemente si danno indicazioni su come dovrebbe essere organizzata una sezione d'ascolto per differenze, perché possa essere oggettiva (molto simile a quelle riportate a suo tempo in un articolo sul blog) suggerendo ai lettori interessanti (e molto pazienti e molto confidenti nelle loro capacità di ascolto) di farsele da soli.

Qualcuno però ha fatto alcune prove di ascolto sul blurring e il pre-ringing, accompagnate da misure tecniche molto approfondite, è il forum Audio Italia e le prove sono a cura del suo amministratore Tom Capraro. L'articolo è in italiano e i test e i risultati sono spiegati in modo chiaro e con molti esempi, rimando quindi ad esso per approfondimenti, e mi limito a citare i risultati:

• i suoni impulsivi non sono percepibili e se ne ha conferma analizzando il corrispondente spettrogramma;
• il pre-ringing generato da interventi di filtri digitali minimal phase è percepibile, ma solo se non mascherato da alcune scelte di filtraggio e soprattutto dal pre-ringing indotto dal dispositivo usato per l'ascolto.

In sintesi, cosa ci interessa in pratica di questa complessa questione teorica?

Separiamo la risposta in tre. Per chi ascolta in streaming, la scelta per l'ascolto in HD al momento è tra Qobuz (PCM) e Tidal (MQA), per chi preferisce il download digitale cominciano ad essere disponibili album codificati MQA. Le differenze all'ascolto sono minime e anche variabili in base a cosa si ascolta (qualità del master originale soprattutto), quindi equivalenti. La differenza la fa il catalogo, di gran lunga più ampio quello in PCM.

Per chi è interessato alla room equalization e all'uso del DSP la teorica e del tutto da provare efficacia di MQA per ridurre alcuni effetti (peraltro non sistematici) è ancor  più "teorica", perché potrebbe essere applicata solo al ridottissimo catalogo di album in download codificati MQA.

Infine, riguardo alla temuta "sfocatura" da aliasing, chi non si fida della qualità conclamata dei DAC PCM dell'ultima generazione deve puntare sulla codifica DSD che da' garanzie certe di essere "pre-ringing free" e quindi priva del fenomeno di aliasing, e che presenta già ora un catalogo molto ampio di scelte (solo in digital download).

L'equalizzazione della stanza d'ascolto - 2) La misura

Proseguendo nella prova dell'equalizzazione digitale della stanza d'ascolto, passiamo alla seconda parte, dedicata alla misura della risposta in frequenza e di alri parametri caratteristica del suono nel luogo dove ascoltiamo la musica.

Prima parte: Gli strumenti / Seconda parte: La misura / Terza parte: La correzione

Il microfono di misura e il suo posizionamento
Si tratta ovviamente del componente essenziale per la misura. Le varie soluzioni "chiavi in mano" di solito lo includono, nella soluzione "fai da te" invece occorre acquistarlo (anzi può essere l'unica cosa da acquistare). La scelta non è molto ampia, perché ovviamente vogliamo un microfono "digitale" ovvero collegabile al PC via USB. In particolare questo modello UMIK-1, della società di Hong-Kong MiniDSP, specializzata in questo settore e che ha progettato e produce anche il noto correttore integrato DIRAC (disponibile in più versioni).

Il microfono di misura installato su uno stabile cavalletto fotografico

Viene consegnato come si vede nella foto seguente, completo di micro-treppiede e clip per orientarlo. Il posizionamento deve essere il più possibile coerente con il nostro punto d'ascolto, ovvero con le nostre orecchie sul divano o sulla poltrono davanti alle casse acustiche, quindi servirebbe uno sgabello o uno scaffale molto alto per posizionarlo alla giusta altezza.

Un treppiede fotografico, come illustrato nella prima foto, se lo avete, può essere una soluzione molto più pratica e più stabile, a garanzia anche della correttezza delle misure. E' consentita dal fatto che la clip di sostegno è collegata al piccolo treppiede proprio con una madrevite con un passo utilizzato nei treppiede fotografici. Non però il più comune, ma quello da 3/8 di pollice utilizzato per le macchine più pesanti, a grande formato. Occorre quindi un riduttore per il più comune passo da 1/4 di pollice. Non facile da trovare nei negozi di ferramenta (o di fotografia) ma, come per il microfono di misura, ci pensa Amazon (costa 5 €).

Il microfono alla fine è posizionato stabilmente sul mio cavalletto fotografico Manfrotto (la fotografia dopo la musica è la mia seconda passione) e può essere posizionato a qualsiasi altezza e a qualsiasi angolazione con facilità. 

Per chi non avesse un treppiede a disposizione naturalmente la soluzione alternativa più semplice è procurarsi una staffa per microfono con il supporto per una clip da 3/8. Anche di queste numerose offerte su Amazon (o altri siti di e-commerce).

La calibrazione del microfono
Perché la misura sia corretta il software deve conoscere l'esatta risposta del microfono in uso. Con questo modello di microfono si può evitare il delicato processo di calibrazione perché la calibrazione è effettuata in fabbrica e viene fornita assieme al microfono. E' sufficiente collegarsi al sito del produttore e inserire il numero di serie del microfono che ci è arrivata, e viene spedito il file di calibrazione personalizzato (che ha nome uguale al S/N ed è un file di tipo testo) che è leggibile dal software di misura, ovviamente.

Le operazioni di misura
Non sono particolarmente complesse ma neppure tanto semplici, perché richiedono di fare scelte tra numerosi parametri. Ma per fortuna REW include sul sito una guida d'uso molto dettagliata e ricca di esempi, che è stata pure tradotta in italiano da utenti (a quanto si legge) di buona esperienza nel settore, perché è tradotta veramente bene ed è molto chiara. La prima operazione è comunque la più semplice, perchè è guidata e obbligata, e riguarda la dichiarazione del microfono che sarà usato (e che è ovviamente già collegato su una porta USB, scegliete quella 3.0 per prudenza) e il file di calibrazione.

Completata questa operazione banale si seleziona la scheda Measure e compare questo pannello con il quale si selezionano i parametri e si effettua il check del volume per ottenere una misura corretta. Vediamo le configurazioni indispensabili nella scheda di configurazione della misura

Figura 1 - Il pannello della fuznione di misura

Per una misura standard possono essere lasciati i parametri di default per il tipo di misura (SPL), per il metodo di misura (Sweep) e ovviamente per il playback (che si effettua con REW e con il microfono). Lo stesso vale per il livello base (-12dBFS). Anche gli altri parametri sul settaggio della misura e il timing possono essere lasciati come impostati di default. Passiamo a quelli che devono essere impostati obbligatoriamente, indicati con le frecce:

1. Livello di input. Nell'ultima versione del software REW la impostazione è automatizzata: è sufficiente regolare il volume dell'amplificatore a un livello medio-alto e avviare "check levels". L'applicazione verificherà se il livello rientra nel range ammesso fornendo un "Ok levels" come nello screenshot. In caso contrario sarò necessario ovviamente aggiustare il volume.
2. Range di misura: può essere su tutta la banda audio o solo sui bassi, e la seconda sarà la scelta normale se si vuole normalizzare la risposta solo per il subwoofer.
3. Frequenza di campionamento: come anticipato nella prima parte (post precedente) sarà quella scelta come standard, tipicamente 96KHz o 192KHz.
4. Canale su cui effettuare la misura: teoricamente dovrebbe essere separata per i canali destro e sinistro perché sarà sempre in parte differente, ma bisogna che poi il player sia in grado di applicare le correzioni separatamente. Non è il caso, ad esempio, di J River. Occorre quindi di solito selezionare la misura media R+L. 
5. Per ultima cosa deve essere dato il nome alla misura per poterla poi recuperare ed utilizzare, è possibile anche far inserire automaticamente la data.

Effettuazione della misura

Ovviamente dovrà essere inviato un segnale opportuno alle casse acustiche, REW utilizza di default un segnale sweep, ovvero un cosiddetto "spazzolmento" sul range di frequenze impostato, considerato il sistema più efficace allo scopo. E' generato direttamente da REW e quindi dal PC sui cui si sta lavorando, ed è necessario quindi che sia collegato all'amplificatore e alle casse dell'impianto che vogliamo misurare.

Si può collegare l'uscita cuffie del PC ad uno degli ingressi dell'ampli, ma è preferibile per la massima precisione utilizzare un DAC collegato a una porta USB e così ho fatto, utilizzando il DAC SMSL citato e utilizzato in un precedente post, che consente anche di verificare la frequenza di campionamento del segnale generato.

Il microfono deve essere posizionato, come si può immaginare facilmente, nelle stessa posizione e alla stessa altezza delle orecchie del punto ideale d'ascolto. La stanza deve essere sistemata come nelle condizioni normali di ascolto e le casse acustiche posizionate e orientate nel modo migliore in precedenza individuato cone le prove a orecchio, compatibilmente con i vincoli presenti.

I risultati delle misure

Dallo stesso pannello di Figura 1 è sufficiente selezionare Start e la misura ha inizia. Dura pochi secondi e si ascolta una sorta di muggito sulle note basse e un fischio a tonalità sempre più acuta sulle note alte, se il range di misura selezionato le include. Il fischio sulle note alte può essere fastidioso per l'udito e quindi conviene attenuare in qualche modo, magari con una cuffia chiusa.

Il risultato, che ovviamente è istantaneo al termine dello "sweep", può essere visualizzato in vari modi, quello più "leggibile" è il diagramma di distorsione, che contiene anche la risposta in frequenza. La vediamo prima per una misura sull'intera gamma audio.

Figura 2

Nella seconda immagine è visualizzata invece per il range di frequenza che ci interessa, la gamma bassa.

Figura 3

Come si vede la risposta è piuttosto accidentata, Se fosse questa la risposta "di fabbrica" delle mie Kef R5 dovrei preoccuparmi del mio acquisto. Ma così non è, questa è la risposta della stanza di ascolto, le casse acustiche su un segnale semplice come lo sweep o il rumore rosa o il rumore bianco, cioè i segnali usati per le misure, non evidenziano differenze (salvo sull'estensione alle basse). Se avessi fatto il test con le mie vecchie AR48S di 30 anni fa il grafico sarebbe stato quasi uguale. Per verificare la risposta propria delle casse è necessario annullare le riflessione, serve cioè una camera anecoica.

Una delle prime riviste di hi-fi degli anni '70, non avendo a disposizione una camera anecoica (che costa parecchio) ma invece avendo microfoni e strumenti di misura, magari affittati, proponeva prove dei diffusori effettuati in una stanza normale. In questo modo pero la risposta di casse AR e JBL, notoriamente molto diverse all'ascolto, erano quasi uguali, e loro si ingegnavano di individuare e motivare le minime differenze (dovute magari ad altri fattori, basta aprire o chiudere una porta). Il fatto non è sfuggito alla rivista concorrente (Suono Stereo) che invece aveva una camera anecoica e ha rimarcato che questi test erano privi di utilità. Ed è rimasta l'unica rivista hi-fi per un po'.

L'analisi delle misure

Come si vede la risposta sulla parte bassa dello spettro è molto accidentata, si notano un paio di interferenze distruttive (onde sonore di frequenza e forma d'onda simile che si annullano in controfase) e esaltazioni in diverse altri punti (in questo caso le riflessioni sono in fase).  
Il motivo è semplice, causa alcuni interventi nella stanza d'ascolto e per le caratteristiche dei nuovi diffusori, che sono più profondi dei precedenti e hanno i condotti bass reflex posteriori, la posizione precedente (non ideale ma sopportabile) produce queste anomalie nella risposta, descrivibili normalmente come "rigonfiamento dei medio-bassi".

L'intervento correttivo "manuale" è semplice e consiste nello spostare in avanti le casse (di quasi un metro) ed effettivamente in altre misure che ho fatto si confermava che le maggiori alterazioni sparivano o si riducevano.

Ma spostare i diffusori prima dell'ascolto non è esattamente la situazione ideale ed è questo uno dei motivi (a fianco della curiosità tecnologica) per impegnarmi in questa complessa prova della room equalization.

Potrà essere una soluzione, correggendo il posizionamento non ottimale?

Vedremo nella prossima ed ultima puntata che qualche interessante risultato tangibile (e ascoltabile) si ottiene.

L'equalizzazione della stanza d'ascolto - 1) Gli strumenti

Ripetiamo continuamente che la stanza d'ascolto ha un impatto sulla qualità del suono molto maggiore rispetto alle differenze tra amplificatori, DAC, lettori CD o SACD o qualsiasi altro componente della catena Hi-Fi.

Allora è venuto il tempo di metterci mano, perché la musica diventata digitale e la potenza di calcolo e la velocità dei PC attuali rendono accessibile anche ad un comune appassionato l'equalizzazione della stanza d'ascolto, attraverso un processo in due fasi: A) rilevamento della risposta in frequenza e di altri parametri caratteristici dell'impianto hi-fi nella situazione reale, ovvero nella stanza; B) Generazione e applicazione di una curva di correzione che rende l'emissione più lineare, che vedremo in due successivi post (Seconda parte: La misura / Terza parte: La correzione).

Ottenere gli stessi risultati nel mondo analogico era impossibile (solo approssimabile) e anche molto costoso, e poteva avere anche effetti sulla qualità del suono, ma ora sono sufficienti solo tre componenti, molto accessibili:

1. Un microfono di misura
2. Un'applicazione software per l'analisi e l'equalizzazione
3. Un player software che può applicare il file di correzione

Probabilmente il più versatile equalizzatore analogico commercializzato ai tempi d'oro dell'hi-fi era l'Altec Lansing Acousta Voicette. Ben 24 frequenze sull'intera banda audio, ovvero a terzi di ottava

Il microfono di misura

Componente solo professionale e dal costo accessibile solo a laboratori dei produttori o delle riviste hi-fi, anche perché doveva essere accompagnato da un mixer microfonico di qualità, ora è un microfono di caratteristiche e prestaziooni analoghe (o comunque più che sufficienti per un utilizzo "home") che si può collegare direttamente ad una porta USB del PC. Il modello consigliato e supportato dai due principali software si chiama MiniDSP UMIK-1. Uno potrebbe pensare che essendo un  prodotto di nicchia si possa acquistare solo con complicate transazioni nel Paese di produzione o in USA. Ma invece è tranquillamente disponibile su Amazon e arriva pure in 3-4 giorni, e costa poco più di 100 €. Vedremo nella seconda puntata l'uso pratico.

Il software

Le due applicazioni per PC più note ed usate sono:

1. Room Equalization Wizard (REW): gratuito, con donazione facoltativa;
2. MathAudio Room Eq: a pagamento (100 $), più completo.

Gestiscono entrambe tutto il processo, la seconda consente anche la correzione di fase, impossibile nel dominio analogico e di discreta importanza.

Poi ci sono soluzioni commerciali complete che stanno creando un nuovo mercato come Dirac Live, Anthem Room Correction, gli amplificatori Lyngdorf, integrate con l'amplificatore e quindi a valle di player e DAC. Ma siamo fuori dell'ambito "fai da te" che è l'obiettivo di questo post.

Il player 

Probabilmente ce ne sono altri, ma già due player molto diffusi possono prendere in carico il file nel quale è codificata la correzione (convolution) ed applicarla prima di passare il contenuto al DAC, sono i ben noti:

• Foobar2000 (con il component Impulse Response Convolver - foo convolve): gratuito;
• J River Media Center (di default): a pagamento (40-60 $).

Il principale concorrente di J River, ovvero Audirvana, non supporta la convolution, servono eventualmente dei componenti aggiuntivi.
Possono operare anche su un PC diverso da quello dove è stata effettuata la misura, in input serve solo caricare il file descrittivo della correzione.

Limitazioni

Ci sono, e la prima è piuttosto importante per alcuni o forse molti: è ovviamente applicabile solo a contenuti musicali digitalizzati. La musica su vinile e nastri registrati analogici può essere trattata solo se preventivamente digitalizzata (on fly) da un codec. 
La seconda riguarda la risoluzione: l'analisi e la correzione va fatta scegliendo una risoluzione (PCM) e la stessa risoluzione deve avere il file audio da ascoltare. Per ascoltare in HD senza impazzire con l'applicazione ogni volta del file di convolution coerente, è necessario scegliere una risoluzione (per esempio 24/96) e impostare il player per riportare in riproduzione il file audio alla risoluzione scelta.
Terzo limite, come si sarà già capito: non è supportata la codifica DSD.

Quindi in sintesi:

• no vinile
• no nastri pre-registrati
• no player CD e/o SACD
• no DSD 
• risoluzione PCM unificata

Per i formati non supportati rimane quindi la scelta se convertirli in digitale PCM oppure se rinunciare per essi alla room correction. 

Ai tempi d'oro dell'hi-fi si aveva grande fiducia sull'equalizzazione. Questa era la dotazione di un grande classico dell'amplificazione, l'italiano Galactron MK120. Serviva in realtà anche per equalizzare registrazioni su disco non perfette (o non gradite). Della stanza ci si preoccupava un po' meno.

La room equalization manuale

Naturalmente l'acustica della stanza si può correggere anche ad orecchio, facendo magari ricorso a dischi test. Tipicamente occorre allontanare (anche di parecchio) le casse acustiche dalla parete di fondo, ridurre al minimo le suoerfici riflettenti, evitare che tra i diffusori e il punto d'ascolto ci siano arredi o oggetti, le solite cose ben note. Che però non sempre sono possibili per vincoli sull'uso della stanza (che di solito è dedicata anche ad altre attività).

La room equalization può linearizzare con discreta efficacia le alterazioni introdotte da posizionamento non ottimale dei diffusori (con conseguenti anomalie sulle frequenze basse), può fare molto meno sulle riflessioni della parte alta delle frquenze.
In tutti i casi il consiglio è di intervenire il più possibile sulla stanza prima di passare alla correzione digitale. Che però può sempre migliorare la situazione.

L'utilità delle misure

la misura della risposta nella stanza d'ascolto è comunque utile anche quando la correzione applicata dal player (o dall'amplificatore) non è possibile per scelta dell'audiofilo, ovvero per impianti solo analogici o solo con sorgenti CD, SACD o DSD.

In questo caso rilevare la risposta prima e dopo gli interventi correttivi può aiutare a individuare quelli più efficaci e quelli ancora necessari. Un ausilio molto efficace ed oggettivo all'ascolto, che comunque rimane decisivo.

I limiti dell'equalizzazione analogica

Come si può intuire già dalla prima immagine, il primo limite è che le frequenze su cui si può intervenire negli equalizzatori tradizionali sono fisse. Se l'intervento è sui 57Hz ma il cursore più vicino è a 40Hz l'intervento è impossibile o comunque impreciso. Sono stati realizzati in seguito equalizzatori parametrici, nel quale la frequenza d'intervento è variabile. A parte che in questi apparecchi i punti d'intervento sono molti di meno, rimane il problema del Q, ovvero della pendenza della correzione, che tipicamente non era mai più ripida di 12dB/ottava. Queso significa che anche l'intervento preciso a 57Hz poteva avere effetto su un gran numero di frequenze (e di suoni) vicini.

Infine, il problema della fase. Come vedremo in una prossima puntata, per linearizzare la risposta in frequenza occorre operare in "fase minima" cosa non possibile con equalizzatori elettronici, che introducono comunque una rotazione di fase.
In sintesi: si può ottenere una correzione,  ma con molte approssimazioni e limitazioni e possibile degrado dell'ascolto. Per questo motivo l'equalizzazione analogica è stata abbandonata, a cominciare dai mitici controlli di tono degli amplificatori.

Provare la room correction

Non resta che provare, iniziando da REW che sembra già sufficiente per apprezzare i risultati, e verificare in una situazione reale cosa bisogna fare e cosa si ottiene nei processi di misura, di generazione della correzione e di applicazione della correzione.

Una prova che ovviamente ho fatto. Il resoconto, che funge anche da guida,  nelle prossime puntate, ad iniziare dalla misura della risposta in una stanza reale. 

L'audiofilo e la pre-enfasi dei CD

Un audiofilo attento a tutto quello che può minacciare i buoni ascolti deve sempre stare sul chi vive, dopo la loudness war scatenata anni fa dalle major, una nuova minaccia arriva dal lontano passato, e potrebbe essere nascosta nei suoi CD. E proprio quelli più vecchi, i primi comprati con fiducia e grandi aspettative nei primi anni '80, quando costavano il doppio degli LP, quelli che portano con loro ricordi di quei tempi gloriosi. E' un problema noto, ma è tornato all'attenzione (almeno alla mia) con una serie di post di TNT-Audio dedicati ai "CD vintage". Ho voluto quindi approfondire e provare.

Il CD è nato ed è stato commercializzato quando i chip dei codec (i convertitori digitale-analogico) erano ancora a 14 bit (come quello del mio primo lettore CD della Philips, uno dei primi modelli usciti) e potevano indurre un udibile rumore di quantizzazione dopo la conversione, in special modo sulle alte frequenze.

Per non ritardare il lancio fino alla disponibilita di codec più performanti, i progettisti della Philips e della Sony sono ricorsi allo stesso tipo di intervento adottato per il microsolco, la pre-emphasis, ovvero applicare una enfatizzazione (solo sulle alte frequenze, in questo caso) sul CD registrato, da eliminare non  a cura del codec, ma della successiva sezione analogica, prima dell'ascolto.

In questo modo si riduceva il rumore di quantizzazione, perché sul contenuto a volume più vicino al massimo il codec introduceva meno rumore, ed era anche possibile, sempre nella sezione analogica, filtrarlo ulteriorrmente e ridurre al minimo la possibilità di udirlo. Tagliando ovviamente anche qualche eventuale segnale musicale ad alta frequenza in quella zona.

Il primo lettore messo in commercio dalla Philips, il CD100 (1983)

L'applicazione limitata della pre-enfasi
La pre-empahsis o o pre-enfasi o pre-enfatizzazione non era però applicata su tutti i CD, ma a scelta della casa discografica e, secondo la migliore tradizione di questo standard, non era dichiarata sulla confezione del CD nè su altre fonti. E' stata riservata soprattutto alla musica classica ed è stata applicata in modo abbastanza esteso solo nella prima metà degli anni '80, salvo casi particolari (vedi in seguito).

Come la gestivano i CD player e i lettori su PC 
La pre-enfasi è stata codificata in una successiva versione del RED Book e quindi i produttori dei lettori CD erano tenuti a implementare sui loro modelli il riconoscimento di questa codifica ed il processo contrario di de-enfasi prima dell'invio del segnale all'amplificatore. 

La curva di de-enfasi che il lettore CD deve applicare. Come si vede l'intervento di enfatizzazione è molto significativo.

Un intervento di normalizzazione che i CD player hanno eseguito diligentemente fino agli anni '90, dopodichè le informazioni diventano vaghe e discordi. Secondo alcune fonti, essendo previsto dallo standard, solo pochi CD player non hanno inserito il rilevamento e il trattamento della pre-enfasi, secondo altre fonti è stata praticamente abbandonata (violando la compatibilità all'indietro). In ogni caso, sempre mantenendo la tradizione di scarsa trasparenza dello standard CD, nelle specifiche dei CD player questa funzione non è quasi mai specificata. Da tutte le fonti si esclude invece che i lettori CD inclusi nei PC abbiano la funzione di de-enfatizzazione.

Finché il CD rimaneva fisico e si scoltava con un CD player Hi-Fi c'era quindi una buona probabilità che la pre-enfasi fosse corretta e non ce ne dovessimo preoccupare ma, da un certo punto in poi (fine anni '90) il contenuto del CD è stato convertito su file, che mantenevano ovviamemte la pre-enfasi, essendo applicata direttamente in digitale. La de-enfasi in questo caso doveva essere applicata dal lettore del PC, e questo in alcuni casi è avvenuto (per esempio da  iTunes, sia in lettura che in importazione, notizie incerte invece su WMP).

Il primo CD player commercializzato dalla Sony (e il primo in assoluto), il CDP-101 (1982)

Come ascoltare i CD pre-enfatizzati
Dovrei quindi  passare in rassegna i sistemi disponibili per l'ascolto corretto dei CD pre-enfatizzati, ma forse prima è necessario porsi una domanda; quanti sono quelli nella nostra libreria digitale? Magari sono pochissimi, o nessuno, e quindi squesto ipotetico problema lo si può dimenticare, anche perché sono ben pochi, si presume, gli audiofili interessati a comprare CD usati dei primi anni '80.

Individuare i CD con pre-emphasis
Visto che se ne parla da anni e che ci sono applicazioni software per ogni esigenza ci si aspetterebbe che qualcuno abbia realizzato un tool che legge il CD inserito sul PC e ce lo fa sapere. Ma non è così, per la ricerca esiste solo un metodo indiretto, e neanche in grado di scoprire tutti i casi. Prima però bisogna chiedersi come fa il lettore CD a sapere che il CD è registrato con la pre-emphasis: l'informazione può essere riportata nella TOC (Table Of Contents) del CD oppure nel "subcode" del CD. Nel primo caso si riesce a scoprire, nel secondo caso no (se non con analisi approfondite del CD).

Come si trova la pre-enfasi
Basta utilizzare un'applicazione di ripping che genera anche il file cue del CD. Si tratta di quel file usato per "splittare" un CD che (per ignoti motivi, ma ne esistono) è stato rippato su un solo file. Questo file che ,nonostante l'estensione, è un semplice file di testo, contiene anche i tags del CD, che vengono consultati dal lettore. Tra questi c'è un tag chiamato FLAGS PRE che indica che la pre-enfatizzazione è stata applicata. I ripper con questa funzionalità sono CueRipper (si trova nel pacchetto free CueTools), EAC (versioni vecchie, pare) e DBpowerAmp. Io seguendo le informazioni riportate su TNT-Audio ho usato il primo. Le operazioni sono molto semplici:

• avviare CueRipping (è un eseguibile)
• inserire il CD sospetto: CueRipper lo riconosce automaticamente
• avviare il ripping con il pulsante Go
• se il ripping non interessa, sospendere dopo completata la prima fase "detecting gap"
• nella cartella di destinazione (quella dove si trova la cartella CueTools) sarà stato generato un file .cue con il nome del CD
• cambiare l'estensione da .cue a .txt
• accedere al file e verificare se è presente il temuto tag FLAGS PRE

Se non c'è non è detto che la pre-emphasis non sia applicata, potrebbe essere indicata nel misterioso "subcode", L'unico sistema per scoprirlo è ascoltare il CD. Se suona come se i controlli di tono ci fossero ancora e fossere alzati al massimo gli alti, probabilmente la pre-enfasi c'è (oppure è il master che fa schifo).

Come scoltare i CD pre-enfatizzati (2)

I file audio rippati si possono comunque ascoltare, anche se non è semplicissimo. Ma forse prima di elencare i sistemi per ascoltarli è meglio farsi ancora un'altra domanda: quanti sono nella nostra libreria musicale digitale?

Quanti sono i CD pre-enfatizzati in una tipica libreria musicale

Riepilogando, la pre-emphasis era usata solo nell'era pionieristica del CD, e soprattutto per la musica classica, poi non serviva più ed è stata progressivamente abbandonata, con alcune eccezioni. Secondo molte fonti hanno continuato a produrre CD con pre-emphasis la Denon nella sua collana Denon Classical, e molti CD prodotti per il mercato giapponese la includevano, fino a tutti gli anni '90.
Anche diversi CD di rock e pop erano codificati così e qualcuno ha tentato di censirli, la lista si può consultare qui, ma se sparisse o se preferite controllarla con i titoli in ordine alfabetico si può anche scaricare qui dal nostro sito.

Non dovrebbe essere quindi molto frequente la presenza di CD con questa codifica in una libreria discografica ma chi avesse un certo numero di CD "sospetti" in base a queste indicazioni, può fare il controllo illustrato prima.

Un test
Nella mia libreria musicale i CD dei primi anni '80 sono pochi e quelli Denon non ci sono (solo uno pop-rock) ho testato tutti quelli sospetti (una trentina) e quello Denon ma il risultato è che nessuno era codificato con pre-emphasis, il tag FLAG PRE non è mai comparso. Consultando le varie fonti in rete ci sono testimonianze di audiofili con miglaia di CD (molti più dei miei) che ne hanno individuati solo 4-5 pre-enfatizzata, a conferma che non dovrebbe essere un problema diffuso.

Aggiornamento 23/12/2020

Mi lasciava insoddisfatto non aver verificato su nessun CD della mia discoteca la presenza della pre-enfasi, ho cercato quindi se erano disponibili da qualche parte i CD presenti nella lista linkata sopra. Uno piuttosto diffuso e quindi disponibile a basso prezzo era acquistabile su Discogs da diversi venditori, tra cui uno in UK, era Working with Fire and Steel dei China Crisis. L'ho acquistato 3 settimane fa e, sfidando brexit e seconda o  terza ondata in UK, la Royal Mail è riuscita a farlo arrivare fino a casa mia. E il famoso FLAGS PRE effettivamente c'è:

TRACK 01 AUDIO

    FLAGS PRE

    PERFORMER "China Crisis"

    TITLE "Working With Fire and Steel"

    INDEX 00 00:00:00

    INDEX 01 00:00:33

Come ascoltare o rippare i CD pre-enfatizzati (3)

Anche se, come abbiamo visto, è una situazione rara, occorre però trovare un sistema per ascoltare comunque i CD individuati con pre-enfasi. Le soluzioni possibili sono le seguenti:

1. Ascoltarli con il lettore CD, anche se sono stati rippati (la soluzione migliore, se li abbiamo ancora)
2. Ascoltarli con Foobar2000 dopo aver installato il component foo_deemph; attenzione però: occorre aggiungere ad ogni traccia con pre-emphasis (tutto il CD, tipicamente) il tag PRE_EMPHASIS o PRE-EMPHASIS con  valore 1 oppure on oppure yes (il tag si aggiunge con il comando +add new in properties)
3. Ascoltare con Roon il file audio rippato attivando la gestione della de-enfasi (presente nelle ultime versioni di Roon)
4. Editare il file audio per de-enfatizzarlo, con un editor audio come SoX. La guida per fare questa operazione si trova nel blog del noto audiofilo e grande esperto di musica digitale Archimago (link).
5. Cercare l'album su un servizio streaming lossless e ascoltarlo così.
6. Non ascoltarli con J River MC, perché non implementa la de-enfasi.

A parte gli utenti di Roon (nell'eventualità che l'operazione sia veramente automatica), le uniche azioni sensate a mio parere sono la 1 e la 5. Anche perché un altro esperto del settore su web (Steve Hoffman) fa notare giustamente che la de-enfasi è un processo da effettuare (come la pre-enfasi) nel dominio analogico, replicarla in digitale non è facile ed in particolare non è facile recuperare la fase originaria, si ripristina solo la risposta in frequenza. Una modifica in parte irriversibile, quindi. 

Per il ripping dei CD con pre-enfasi si procede nello stesso modo, ovvero attivando la de-enfasi nella sezione post-processing. Bisogna poi ricordarsi di toglierlo.
Ovviamente dopo aver fatto questo lavoro rimane a curiosità di verificare se c'è effettivamente una differenza in ascolto. Con questo CD e con questa musica elettronica dei China Crisis, non molto estesa sugli alti, in realtà non emerge in modo netto e immediato. Cercando nei vari brani, in uno piuttoso veloce e contrastato (Tragedy and Mistery) si percepisce in modo abbastanza evidente la maggiore asprezza della versione con pre-enfasi non corretta. Per chi ricorda i controlli di tono, è come se fossero incrementati, ma non di moltissimo.

In sintesi: il problema non c'è

La minaccia ai buoni ascolti dell'audiofilo, peraltro subdola, difficilmente individuabile, si rivela quindi poco consistente. Se i dischi sospetti sono pochi, a livello di curiosità il test si può anche fare. Negli altri casi conviene non fare nulla. Soltanto, quando si ascolta un CD con gli alti "sparati",  come se i controlli di tono ci fossero ancora e fossero al massimo, eseguire il test ed applicare eventualmente il rimedio.                

Guida all'uso di un registratore a bobine (Akai 4000 DB)

Premessa
Qualche entusiasta ha definito i nastri preregistrati (ree-to-reel prerecorded tapes) il "nuovo vinile", nel senso che sono analogici e hanno però una qualità del suono anche superiore e minori problemi di degrado del supporto. Una grossa differenza la fanno però i lettori-registratori perchè, a differenza dei giradischi, dove i produttori sono ora più numerosi di quelli che erano presenti quando il vinile era il principale supporto fisico, nessun nuovo produttore si è avventurato nella proposta di nuovi modelli, con le uniche eccezioni di un paio di produttori high-end a prezzi elevatissimi di cui solo uno (Ballfinger, tedesco) è ancora attivo alla data del post. Nel post sui supporti fisici alcune informazioni su dove si possono acquistare i nastri reel-to-reel.

Un registratore a bobine classico
Per ascoltare i nastri preregistrati (dal suono spesso sorprendente) bisogna quindi rivolgersi all'usato (ancora con discreta offerta) e i modelli della Akai, i 4000 soprattutto, erano negli anni d'oro dell'Hi-Fi (anni '70) i più diffusi nella fascia media e tuttora sono abbastanza accessibili.
Utilizzare un registratore a bobine per chi non li ha mai usati all'epoca o arriva adesso non è affatto immediato, anche l'interfaccia utente è "analogica" ed è utile quindi ripercorrere le azioni da fare per ascoltare un nastro preregistrato o registrarne uno.
L'Akai 4000 ha una disposizione dei comandi abbastanza simile ai modelli di altre marche e quindi può fungere anche da guida esplicativa generale questo post. E' ovviamente una macchina per nastri da 1/4 di pollice come tutti i modelli semi-professionali o amatoriali.
La lettura può essere aiutata dal manuale originale che si può consultare qui.

1. Montare un nastro
Inserire un CD è intuitivo ed immediato, mettere sul piatto un vinile è intuitivo ma richiede attenzione (per non lasciare ditate sul disco), inserire un nastro da ascoltare richiede invece un minimo di manualità:

• la bobina con il nastro da ascoltare va inserita a sinistra, quella ricevente a destra
• si inserisce sul perno che ha tre alette (sistema di fissaggio "Cine" simile come si intuisce, a quello delle "pizze" o rulli dei film) ed è diviso in due parti, per far entrare la bobina le alette devono essere allineate
• una volta che la bobina è inserita si tira il perno, che ha una molla, e lo si gira per fissare stabilmente la bobina (più difficile descriverlo che farlo)
• il capo del nastro (solitamente di plastica colorata) deve quindi essere condotto a mano seguendo il percorso della figura 1; il percorso passa ovviamente per il gruppo testina e poi tra il capstan e la rotella di trascinamento, fino ad arrivare alla bobina ricevente
• nel percorso passa anche a un perno mobile che serve per lo spegnimento automatico quando il nastro finisce
• tutto questo passaggio di nastro deve essere ovviamente eseguito mantenendo il lato magnetizzato (quello opaco) sempre interno alle bobine e al contatto delle 3 testine di lettura, scrittura e cancellazione
• anche l'aggancio alla bobina ricevente non è immediato: bisogna far arrivare il capo del nastro alla fessura presente sulla bobina, tenerlo fermo con un dito e far girare la bobina per un giro in modo che il nastro si sovrapponga a quello del giro precedente, per attrito dopo un paio di giri è agganciato e si può far partire l'ascolto.
• al termine dell'ascolto del nastro si deve andare in fast forward (seconda leva verticale) sino a far uscire il nastro dalla bobina di sinistra, e quindi togliere la bobina (tirando il perno e allineando le alette) e portare la bobina destra, rivoltata, sul perno di sinistra, e ricominciare da capo.

Figura 1

Nella immagine sopra e nella visione ravvicinata visibile sotto si vede il percorso che deve fare il nastro per passare da una bobina all'altra e, ovviamente, anche davanti al gruppo testine. Il capo del nastro, infilato nella apposita fessura, esce quel tanto che basta per fermarlo nei primi giri.

Nelle successive due foto il particolare dei perni per inserire le bobine con bobina inserita e non.

2. Ascoltare il nastro

Il comando è di uso semplice e intuitivo, è la leva verticale di sinistra (vedi la prima foto) che ha solo due posizioni: FWD-Forward per l'ascolto e REC per la registrazione. Prima però bisogna fare alcune operazioni preliminari in base al tipo di nastro, partiamo dal più comune:

• nastro stereo a 4 tracce, velocità 7-1/2 ips (7,5 inches per second, ovvero ca.19 cm/sec):
• selettore traccia su stereo
• equalizzatore velocità su 7-1/2 (fin qui tutto facile)
• equilizzatore nastro: su low noise (ma serve solo per la registrazione)
• SOS (sound on sound) su off
• Dolby:su off
• livelli di controllo registrazione: non servono, ovviamemte
• nastro stereo a 4 tracce, velocità 3-3/4 ips (3,75 inches per second, ovvero ca.9cm/sec)
• ovviamente tutto uguale salvo l'equalizzatore velocità
• nastro mono a due tracce
• traccia 1: selettore traccia su 1-4
• tirare verso fuori il pomello di regolazione volume registrazione microfono destro: in questo modo la lettura si limita alla traccia 1 (corrispondente al canale sinistro nello stereo) e non viene letta (al contrario) la traccia 3; per tutto l'ascolto deve essere lasciato così
• traccia 2 (quando si volta il nastro): selettore traccia sempre su 1-4
• tutti gli altri comandi come sopra
• nastro mono a 4 tracce
• traccia 3: selettore traccia su 3-2
• traccia 4 (quando si volta il nastro): selettore traccia sempre su 3-2
• tutti gli altri comandi come sopra

Note:

• La sequenza delle tracce mono nei nastri 4 tracce (rari per la musica) è illustrata a pagina 8 del manuale;
• L'ascolto dei nastri mono avverrà solo sulla cassa acustica di sinistra; se l'amplificatore ha un (raro, ormai) comando per miscelare i due canali stereo si potrà ascoltare dalle due casse; in alternativa servirebbe un selettore / ripartitore (assai difficile da trovare) e usare un ingresso diverso dell'ampli;
• I nastri preregistrati possono avere solo questi formati, nastri master o professionali sempre a 1/4 di pollice possono essere anche a 2 tracce stereo, e non possono essere letti da registratori di questo tipo.

3. Il cambio della velocità

Essendo un modello (come tutti quelli analoghi) a due velocità, ci si aspetta di trovare un selettore per selezionare quella richiesta. Ma non è così (e il neofita probabilmente si perderebbe senza un aiuto o il manuale). Il cambio avviene invece in modo meccanico, il motore elettrico va sempre alla stessa velocità. Si ottiene cambiando il diametro del capstan, il componente che trascina il nastro davanti alle testine alla velocità esatta opponendosi alla rotella gommata vista prima, con lo stesso principio del cambio di una bicicletta. Per cambiare il diametro bisogna fisicamente estrarre il cilindretto esterno e posizionarlo su un perno poco superiore (che serve solo per non perderlo). Con il diametro maggiore si ha la velocità superiore di 7-1/2 ips.

Nella foto sopra il registratore settato per la velocità inferiore di 3-3/4 ips. Il cilindretto di diametro maggiore è stato tolto svitando la rondella zigrinata e posizionato nel perno sopra a destra. Il capstan (al centro) è al diametro inferiore e trascina il nastro a velocità costante in concorso con la rotella gommata. E' in esecuzione un nastro mono a 2 tracce 3-3/4 e il selettore a sinistra è quindi posizionato su 1-4. A destra il comando per lo spegnimento automatico, che scatta quando il nastro finisce e la molla fa scendere il perno nella posizione inferiore. 
Nella foto sotto il registratore settato invece per la velocità standard di 7-1/2 ips.

4. La ricerca dei brani
Niente accesso immediato come nei CD e neanche a vista come negli LP e neppure con un sistema di ricerca automatica della pausa come nelle ultime piastre a cassette. Tutto manuale, gli album si sentono normalmente per intero, una facciata dopo l'altra.
Un aiuto per la ricerca del brano però esiste, è il contatore, molto preciso, a 4 cifre.

Per cercare un brano occorre quindi al primo ascolto di un nastro preregistrato azzerare il contatore e segnare su un foglietto i numeri del contatore all'inizio di tutti i brani, e poi mettere il foglietto nella confezione del nastro. Con il comando fast forward (avanti veloce) si raggiungerà l'inizio e il brano. Tutto analogico.

5. La registrazione
La registrazione era certamente l'uso primario dei registratori (che infatti si chiamano così) quando erano stati comprati negli anni '70. Registrazioni sia di esecuzioni proprie o di amici, con i microfoni, sia per copia di LP. Due esigenze ora coperte con facilità d'uso incomparabilmente superiore e qualità comparabile dalla registrazione digitale.
A parte la sperimentazione e il divertimento di padroneggiare tecniche di un tempo, rimane interessante la possibilità di registrare contenuti analogici, LP o radio FM Stereo, rimenendo nel dominio analogico. E anche di registrare esecuzioni dal vivo (casalinghe o meno) per chi non ha un set di registrazione digitale. E' utile quindi ripercorrere brevemente la tecnica di registrazione con un registratore a bobine.

Attenzione: Ricordarsi però sempre di non usare per distrazione nastri pre registrati o nastri già registrati. Non esiste alcun fermo o controllo e i contenuti originali sarebebro cancellati e andrebbero persi per sempre.

Comandi e strumenti
I comandi e gli strumenti da utilizzare nelle registrazioni sono mostrati nella foto che segue.

Da sinistra in alto, sono:

• Ingressi microfoni stereo (qui va collegata anche l'uscita di un eventuale mixer per più microfoni)
• Ingresso cuffia stereo (indispensabile)
• Selettore Dolby (da usare solo se necessario, raro sui registratori a bobina)
• Vu meters per i due canali
• Regolatori volume per i due canali; ghiera esterna per registrazione linea, interna per registrazione microfono
• Selettore Monitor Tape-Source: sui registratori a 3 testine come questo è possibile confrontare in tempo reale la sorgente e la sua registrazione su nastro
• Selettore sound-on-sound: da non usare, lasciare su normal (uso particolare)
• Selettore velocità: ovviamente la registrazione sarà sempre a 7-1/2, massima qualità
• Tipo di nastro: sempre low noise
• In alto a destra: 
• Comando registrazione: schiacciare il tasto (di sicurezza) e ruotare la leva su REC, si accende la spia rossa
• Comando pausa: comodo per l'avvio sincronizzato, predisporre la registrazione e mettere in pausa, poi con il solo comando Start si avvia
• Utile anche per verificare i livelli prima di registrare, ovviamente selezionando Source sul tasto Monitor

Il livello di registrazione

Chiunque si sia cimentato un tempo con la registrazione analogica sa che il passaggio critico per il successo dell'operazione è la regolazione del livello di registrazione. Troppo alto va in saturazione il nastro, troppo basso si sente il rumore di fondo, e regolare al centro non è facile perchè il livello in una musica cambia di continuo, e nella musica classica può essere molto ampio, dal pianissimo al fortissimo. E' la famosa dinamica di cui tanto si parla.
In un registratore a bobine usando la velocità superiore 7-1/2 ips però è un problema marginale (per questo i più esigenti li preferivano alle piastre a cassette), la dinamica del nastro è sufficiente anche per la musica classica con grande orchestra. In casi particolari o anche per comodità di regolazione può tornare utile il Dolby incluso in questo apparecchio, che in pratica è un espansore di dinamica.

I nastri non registrati

E i nastri cosiddetti vergini dove li trovo? Una fabbrica che li produce ancora esiste, si chiama Recording The Masters ed è francese, produce vari nastri con vari prezzi tra cui nastri con le stesse caratteristiche degli Agfa o Emtec non più in produzione da anni (marchio Pyral o LPR). Non costano moltissimo, modelli buoni a meno di 30 €. Il distributore italiano si chiama Datatex.

Si trovano anche sul mercato dell'usato, quindi su eBay e affini, ma la qualità è una scommessa (consultare sempre Soundfan per approfondimenti e consigli). I prezzi inoltre sono simili se non superiori. Il nastro ha una grande importanza nel risultato e quindi, se volete impegnarvi in registrazioni di qualità sfruttando questa tecnologia analogica tuttora molto valida, bisogna dotarsi di nastri buoni.

Durata di un nastro

Per questo modello di registratore il nastro standard è quello da 7" (18 cm) e con lo spessore più comune contiene 48' per lato a 19cm/sec - 7-1/2 ips, quindi proprio quanto serve per contenere facilmente un LP.

Come si spegne il registratore

Con il selettore on-off di accensione a destra, penserete voi. Invece no, non sempre, se la bobina è montata e agganciata alla bobina ricevente il perno scorrevole che indica se la registrazione o l'ascolto sono finiti rimane in posizione "non finito" anche a selettore off, e il capstan continua a girare. Per spegnere occorre arrivare alla fine, secondo Akai è quello che dovrebbe avvenire in una sessione standard, salvo brevi sospensioni. Se la sospensione invece è più lunga e vogliamo lo stesso spegnere luci e motori si può aggirare questa funzionalità standard semplicemente facendo scendere il perno nella posizione "fine" (tutto in basso) facendo scendere il nastro dalla bobina ricevente.

La manutenzione

I nastri possono depositare sulle testine particelle del materiale magnetizzabile, che, se in quantità eccessiva, può degradare l'ascolto o la registrazione. Il manuale consiglia di pulire le testine, con un cotton fiocc o simili e alcool, dopo ogni uso anche di media durata.