ГВЗ — это важный параметр для акустических систем

Разбираемся в вопросе

Восемнадцать лет назад гость нашего сайта обратился к пользователям форума, что узнать важный для него вопрос. Как он написал, он является начинающим колонкостроителем, поэтому автора топика интересует, что такое ГВЗ.

«Не секрет, что начинающий колонкостроитель, научившись моделировать в симуляторе акустическое оформление, получает в результате расчета параметр – ГВЗ, и делает заключение о возможности применения того или другого акустического оформления. Что такое ГВЗ? Каковы уровни чувствительности человеческого слуха к ГВЗ? Влияет ли уровни звукового давления на уровни заметности ГВЗ? Возможно ли использовать для анализа ГВЗ в чистом виде, или необходимо рассматривать его в связке с другими параметрами, например с чувствительностью?», — задал массу вопросов гость форума.

Групповое время задержки (ГВЗ) в акустике — это показатель, отражающий, насколько равномерно устройство задерживает разные частотные составляющие сигнала. Когда звук проходит через акустическую систему, фильтр или другой элемент тракта, отдельные частоты могут «запаздывать» по‑разному. Это приводит к фазовым искажениям: форма сигнала меняется, появляются нежелательные эффекты — например, размытие резких переходов или «звон» вокруг импульсов. В аудиосистемах неравномерное ГВЗ способно искажать тембр и нарушать синхронность работы многополосных акустических систем.

Идеальная ситуация — постоянное ГВЗ во всём рабочем диапазоне: тогда все частоты задерживаются одинаково, и сигнал сохраняет исходную форму. На практике ГВЗ зависит от конструкции устройства и варьируется с частотой. Особенно важно контролировать ГВЗ в областях, критичных для слуха (например, около 3 кГц). Чем ровнее график ГВЗ, тем меньше фазовых искажений и тем естественнее звучит система. Поэтому при разработке аудиоаппаратуры стремятся минимизировать неравномерность ГВЗ в полосе пропускания.

Чувствительность к ГВЗ зависит от частоты: наиболее критичен диапазон 500–3000 Гц, где ухо обладает максимальной разрешающей способностью (сюда попадает основная энергия речи и многих музыкальных инструментов). В этой зоне даже небольшие отклонения ГВЗ (от 1–2 мс) могут субъективно ощущаться как «размытость» звучания, потеря чёткости атаки или нарушение тембра.

На низких частотах (ниже 200 Гц) слух менее чувствителен к фазовым искажениям: ГВЗ в 5–10 мс зачастую остаётся незаметным. На высоких частотах (выше 5 кГц) роль ГВЗ снижается — здесь восприятие в большей степени определяется амплитудно‑частотной характеристикой.

При этом заметность ГВЗ зависит и от типа сигнала: импульсные звуки (ударные, перкуссия) выявляют фазовые искажения лучше, чем стационарные тона. Также важна сложность акустической системы: в многополосных АС неравномерное ГВЗ между полосами может вызывать явные артефакты, тогда как в однополосной системе те же значения могут быть неощутимы.

Уровень звукового давления (SPL) влияет на заметность группового времени задержки (ГВЗ).

При повышении громкости слуховая система становится более чувствительной к фазовым искажениям. На уровне свыше 85–90 дБ человек легче различает нарушения временной согласованности частотных компонентов: звук может восприниматься как «размытый», «мутноватый», теряет чёткость атаки. Это связано с тем, что на высокой интенсивности сигнала нелинейные механизмы работы уха и центральных отделов слухового анализатора усиливают восприятие временных расхождений между частотами.

Напротив, при низком уровне звукового давления (например, ниже 60 дБ) многие фазовые искажения остаются незамеченными: слуховая система хуже фиксирует временные задержки между частотными составляющими. Одно и то же значение ГВЗ, неощутимое при тихом прослушивании, на высокой громкости может стать явно различимым.

При этом степень влияния SPL на восприятие ГВЗ зависит также от спектрального состава сигнала, его динамических характеристик и индивидуальных особенностей слуха слушателя.

13 ноября 2025 года

Константин Смородин