|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Правда і казки про високоякісне звуковідтворення. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Аудіотехніка За останні п'ять-шість років ринок побутової звуковідтворювальної апаратури в країнах СНД явно наситився різною зарубіжною технікою, і сьогодні далеко не кожен аудіофіл, тим більше радіоаматор повірить "на слово" рекламі про її переваги, навіть якщо йдеться про клас High End. На жаль, дуже багато, вклавши чималу суму в покупку, наприклад, УМЗЧ тієї чи іншої фірми, виявляють, що основна його перевага - лише гарний дизайн, але аж ніяк не якість звуку. Відому роль дезорієнтацію покупців вносять барвисті журнали для аудіофілів, що з'явилися в останні роки. Вони майже всі матеріали розповідають про особливості апаратури, спираючись на дані, надані рекламодавцями, зазвичай, у " рожевому " кольорі. Що ж, реклама, як відомо, двигун торгівлі, але справжній любитель звукозапису, який відрізняється критичним складом розуму, завжди здатний розібратися, що таке "добре", що таке "погано". Москвич Микола Клименко, один із читачів "Радіо", з великим сумнівом сприйняв міркування та голослівну критику експертів журналу "АУДІО МАГАЗИН" (далі "AM") з приводу УМЗЧ високої вірності (далі - УМЗЧ ВВ), описаного в [1]. Зокрема, він попросив прокоментувати деякі міркування (у рубриці "Пошта" - "AM", 1996 №4, с. 3,4). Ознайомившись із замітками в "AM", можу зазначити, що експерти В. Зуєв та С. Куніловський, на мій погляд, у схемотехніці розбираються, м'яко кажучи, не дуже добре. Так, наприклад, В. Зуєв, оцінюючи схемотехніку УМЗЧ ВВ, намагався довести, що (цитую) "мікросхема на вході підсилювача... напевно вкраде віртуальну глибину стереопанорами, таку необхідну для створення ефекту присутності" (мається на увазі швидкодіючий ОУ К574 каскадом на польових транзисторах). Доречно запитати, чому саме цей ОУ "украде глибину", а десяток ОУ, через які звуковий сигнал проходить до УМЗЧ у магнітофоні, CD-плеєрі або будь-якому іншому джерелі сигналу (навіть у "лампових" CD-плеєрах ЦАП виконано, як має бути відомо та експерту, на твердотільній ІМС, усередині якої кілька ОУ), поводитимуться "порядно" і нічого "не вкрадуть"? Далі експерт "AM" намагається переконати нас у "практично неможливому отриманні хорошого звучання в аматорських умовах", оскільки "для хорошого відтворення звуку потрібні виготовлені за спеціальною технологією дорогі "хай-файні" провідники, перемикачі, складні способи їх з'єднання (безкиснева пайка, спецприпої) )". Він виправдовує "смішну" ціну підсилювачів фірм Audio Note ($120400) потужністю 17 Вт і Kegon ($247000) потужністю 45 Вт, а також, очевидно, кабелів з некристалічною структурою провідників вартістю в кілька сотень доларів. З курсу фізики відомо, що будь-який контакт металу з металом (за наявності хоча б найтоншої оксидної плівки) можна розглядати як нелінійний елемент електричного кола. І це нелінійність здатна погіршити звучання систем високої вірності. Але мені, наприклад, важко повірити, що В. Зуєв чув реальну роботу УМ3Ч ВВ і тим більше знайомий з його схемою, оскільки саме питанням усунення нелінійності з'єднувальних проводів, контактів роз'ємів і реле при розробці цього підсилювача була приділена особлива увага. Зокрема, до підсилювача введено спеціальний каскад, що компенсує не тільки нелінійність, але також активну та реактивну складові розподіленого опору з'єднувальних проводів, а ланцюг загальної ООС виконано так, що компенсує нелінійність "холодних" контактів реле комутації виходу УМЗЧ та роз'ємів. Іншими словами, ті негативні фактори, про які згадує В. Зуєв та які здатні погіршити звучання, в УМЗЧ ВВ усунуті найбільш ефективним способом – схемотехнічно. Не можу погодитись і з твердженням, що "аматорство в звукотехніці не може зараз конкурувати з фірмовою апаратурою... за якістю звуку". Якщо йдеться про дизайн та виконання корпусу - так, тут аматору важко тягатися з промисловістю. Але якщо говорити про якість звуку, то сьогодні навіть радіоаматору із середньою підготовкою цілком під силу зібрати УМЗЧ цінової категорії $300-500, витративши при цьому лише $40...50. Але для цього треба бути радіоаматором і не дотримуватися поради В. Зуєва "краще купити готовий апарат". Дещо претензійний, думається, і відгук експерта "AM" про те, що "п. Сухов з великим запізненням звернув увагу на схемну екзотику деяких зарубіжних фірм, які не відрізняються якістю звучання своїх виробів (маються на увазі Kenwood і Akai. - Прим. автора ) і... запізнився приблизно на 10 років". Але чому ж тоді "AM" обговорює конструкцію семирічної давності як найпопулярнішу і досі не перевершену за параметрами? Для світу електронної техніки це величезний термін. Завершуючи викладення моєї думки про нотатки в "AM", хочу зазначити, що самі по собі такі журнали, звичайно, корисні. Але багато тверджень окремих авторів статей можуть здатися безперечними лише тим читачам, які, вибачте, неспроможна відрізнити транзистор від резистора. На людей же, які знаються на схемотехніці аудіоапаратури, деякі статті в "AM" справляють жалюгідне враження. Переконаний, що вчити когось можна у тому випадку, коли сам досконало, у найдрібніших подробицях, знаєш те, про що пишеш. У своєму листі до "Радіо" М. Клименко цікавився також "філософією", якої я дотримувався при розробці УМ3Ч ВВ, та проведенням експертних прослуховувань. Так ось, цей підсилювач розроблявся як кінцева ланка стенду для суб'єктивної експертизи звучання CD-плеєрів за завданням однієї з випробувальних лабораторій. Стояло завдання виконати конструкцію на вітчизняній елементній базі та забезпечити вихідну потужність 100 Вт на навантаженні 8 Ом (студійні монітори фірми JBL) при рівні спотворень та шумів на 10...20 дБ нижче, ніж у CD-плеєрів. Повторивши на вітчизняних елементах до десятка варіантів УМЗЧ провідних західних фірм, переконався, що на комплементарних транзисторах серій КТ818, КТ819 з низькою граничною частотою не вдасться отримати прийнятного (по ТЗ - не більше 0,001%) рівня нелінійних спотворень на вищій частоті. Фазовий зсув, створюваний цими транзисторами вже на звукових частотах (тобто на один-два порядки нижче, ніж у зарубіжних), змушував вводити для забезпечення стійкості глибшу частотно-фазову корекцію, що, своєю чергою, обмежувало глибину ООС на вищих. частотах та погіршувала лінійність. Проблему вдалося вирішити повністю відмовившись від включення транзисторів за схемою з ОЕ. Була введена корекція по випередженню, що компенсує полюс, що формується транзисторами вихідного каскаду, на АЧХ підсилювача з розімкнутою ООС. В результаті вимоги замовника з лінійності були виконані з великим запасом у всьому звуковому діапазоні, і підсилювач був прийнятий в експлуатацію. Але потім виявилося (я брав участь як "слухач" у більшості суб'єктивних випробувань), що компакт-диск, що програється, звучить через монітори (студійну АС), що з'єднуються з УМЗЧ різними кабелями, по-різному! Тоді, ретельно дослідивши феномен, ми зрозуміли, що тисячні частки відсотка спотворень, які давав УМЗЧ, ніщо порівняно з спотвореннями, створюваними сполучними кабелями з роз'ємами. Заміна роз'ємів на позолочені, а звичайні з'єднувальні дроти - на спеціальні з "некристалічною" структурою ($250 за кручена пара довжиною 4 м), лише частково вирішила проблему - спотворення зменшилися в кілька разів, але не зникли. Тоді, після низки експериментів зі студійними підсилювачами Kenwood із системою "Sigma Drive", спробував ввести в УМЗЧ каскади компенсації повного імпедансу проводів та нелінійності "холодних" контактів. Результат перевершив усі очікування – спотворення зникли, причому незалежно від якості (і ціни!) сполучних проводів та роз'ємів. Так народилася конструкція, описана у "Радіо" №6, 7 за 1989 р. До речі, наполегливо рекомендую всім любителям високоякісного звуку встановити згадану схему компенсації у свої УМЗЧ. Це зробити нескладно: знадобляться лише три прецизійні (або точно підібрані) резистори та один ОУ. Його тип особливого значення немає, це може бути і К140УД6, ИК157УД2. На рис. 1 показані функціональні схеми типових УМЗЧ: рис. 1 а - з вхідним каскадом на дискретних елементах, рис. 1 б - з вхідним каскадом на ОУ, інші каскади "сховані" в блок А2. Вхід ланцюга компенсації з'єднують із загальним висновком прямо на клемі гучномовця, а вихід через резистор Rдоп, опір якого має точно дорівнює опору резистора R2 в ланцюгу загальної ООС УМЗЧ, - з входом, що інвертує вхідного каскаду. Резистори у компенсаторі слід використовувати прецизійні (з похибкою трохи більше 1%).
Принцип роботи такого компенсатора - вимірювання падіння напруги на одному з сполучних проводів, подвоєння його та "добавка" до звичайного сигналу на виході УМЗЧ, що еквівалентно усунення проводів між підсилювачем та гучномовцями. Таке схемне рішення не потребує налагодження при заміні з'єднувальних кабелів або акустичних систем. Спробуйте, і ви переконаєтеся, що ефект перевершить усі ваші очікування (звичайно, якщо ваш підсилювач, джерело сигналу та особливо акустичні системи досить високої якості). Відповідаючи на питання про суб'єктивне порівняння звучання УМЗЧ ВВ, хочу зазначити, що я визнаю тільки "анонімні" тести, що проводяться за системою так званої А-В-Х експертизи, в ході якої пристрої А і В, що порівнюються, невидимі експертам і перемикаються випадковим чином (скажімо ,"А", потім "В", а наступні перемикання "X" не оголошуються). Так ось, в ході А-В-Х експертизи порівняння УМЗЧ ВВ був кращим або не гіршим за наявні в розпорядженні випробувальній лабораторії Kenwood КА-500, Quad 405, Yamaha А-1 вартісної категорії $400 - 1000 і набагато краще "Бріга"," -010" або лампового "Прибою". До речі, саме А-В-Х експертиза дозволила на власні очі переконатися, як багато знавців High End втрачали здатність відрізнити компоненти класів Hi-Fi і High End, як тільки об'єкт їхнього безмежного, але "сліпого" кохання зникав за чорну перегородку. Я, звичайно, не володію ідеальним музичним слухом, але, на мій погляд, багато з того, що "крутиться" зараз навколо слова "High End", схоже на релігійний диспут ("вірю - не вірю"), а ажіотаж нагнітається штучно єдиною метою – стимулювати збут. У зв'язку з цим згадується випадок із випуском свого часу фірмою Nakamichi "спецваріанту" популярного магнітофона "Nakamichi 1000 ZXL", в якому всі деталі, аж до радіаторів блоку живлення, були позолочені! Чи додало це якості звуку – читачі здогадаються самі, а ось ціна зросла приблизно втричі порівняно із стандартною моделлю. Говорячи про сучасне високоякісне звуковідтворення, не можу не поділитися деякими спостереженнями, які також не відповідають "рожевим" відтінкам. Підсилювачі лампові. Вони, справді, здебільшого звучать приємніше, ніж транзисторні. Але "приємніше" не означає точніше. Вихідний трансформатор - пристрій з набагато більшою (через петлі гістерезису та кінцевої індукції насичення магнітопроводу) нелінійністю, частотними та фазовими спотвореннями, ніж транзистор у лінійному режимі. "Чисті ламповики", які розуміють проблему, створили безтрансформаторні УМЗЧ на 6C3ЗС, але це виняток із правила. Саме через великі фазові спотворення ламповий УМЗЧ важко охопити глибокої ООС, що і проявляється в кінцевому підсумку у відносно великому вихідному опорі (одиниці ома, у транзисторних - зазвичай соті частки ома), а також порівняно плавному обмеженні при перевантаженні (на рис. 2). криві 1 і 2 зображують типові амплітудні характеристики лампового і транзисторного підсилювачів).
Спробуйте штучно збільшити вихідний опір будь-якого "середнього" транзисторного УМЗЧ до 2...4 Ом (для цього досить послідовно з акустичною системою включити 10-20-ватний резистор з таким опором) і не перевищуйте чверті його номінальної потужності, щоб короткочасні піки сигналу обрізалися. Ви переконаєтеся, що звук у 95% випадків набуде "лампової м'якості". Причина полягає в тому, що багато (але не всі!) гучномовці забезпечують мінімум інтермодуляційних спотворень (за звуковим тиском) не при близькому до нуля вихідному опорі УМЗЧ, а при його величині не менше 3...5 Ом*. Однак такий опір порушує лінійність АЧХ та ФЧХ пасивних розділових фільтрів акустичних систем, які зазвичай проектуються для нульового значення вихідного опору УМЗЧ. Але ж це проблеми не підсилювачів, а акустичних систем! Саме акустики повинні подбати при розробці систем не тільки про лінійність АЧХ і ФЧХ по звуковому тиску на синусоїдальному сигналі, але і про мінімізацію акустичних інтермодуляційних спотворень при Rвих = 0 або, що гірше, нормувати Rвих, скажімо, величиною 3 Ома і розраховувати роздільні фільтр такий опір джерела. Ще одна поширена помилка аудіофілів: нібито компакт-диски (КД) забезпечують більший динамічний діапазон, ніж аналогова компакт-касета (КК). При цьому як основний аргумент наводиться формула для розрахунку шумів квантування: Nкв=6N+1,8 [дБ], де N - розрядність квантування за рівнем. Для КД прийнято N=16, отже, теоретичний рівень шумів квантування NKBKд =6X16+1,8=97,8 дБ. З чиєїсь легкої руки це значення і приймають за динамічний діапазон КД. З огляду на, що з кращих КК ставлення сигнал/шум становить (без систем шумопонижения) близько 55 дБ, роблять висновок про виграш КД більш ніж 40 дБ. Але не можна забувати, що принципи аналогової КК та цифрового КД докорінно відрізняються, тому застосовувати для оцінки динамічного діапазону КД методи вимірювання КК некоректно. У КК динамічний діапазон знизу дійсно визначається рівнем шумів, але це не означає, що так само і в КД! Поглянувши на рис. 3, на якому зображені типові залежності коефіцієнта нелінійних спотворень Кни КК і КД у функції рівня сигналу, можна легко помітити, що в аналоговому записі зі зменшенням рівня Кни монотонно зменшується, у той час як у цифрового запису зростає, прагнучи до 40% (оскільки збільшується відносний розмір сходинки квантування).
Якщо в аналогового запису в спектрі спотворень переважають не дуже ріжучі слух третя і п'ята гармоніки, то в цифровій справа набагато гірша - безліч комбінаційних складових не утворюють звичного для слуху гармонійного ряду, і їх дія стає помітною вже при рівнях близько 1%. Легко переконатися, що з рівнях сигналу порядку -50 дБ і від спотворення сигналів КД переходять поріг допустимих 1%. Знизу його динамічний діапазон виявляється обмежений шумами квантування, а нелінійними спотвореннями. І з теоретичних 97,8 дБ залишається лише 50. Але це ще не все! При перевантаженні КК нелінійні спотворення пропорційні квадрату рівня запису (при збільшенні рівня в два рази коефіцієнт гармонік зростає всього в чотири рази), тому їхня короткочасна поява на піках сигналу непомітно на слух. У КД при перевищенні номінального вхідного рівня аналого-цифрового перетворювача (АЦП) всього на 2...3 дБ нелінійні спотворення зростають у тисячі разів, тому в реальній апаратурі цифрового запису за номінальний приймають рівень на 12...15 дБ (т. на пік-фактор реального музичного сигналу) менше граничного вхідного для АЦП. У результаті вихідних 97,8 дБ залишається лише 35...37 дБ реальних, що у 20 дБ менше, ніж в КК. Ось чому, незважаючи на суб'єктивну відсутність "шипа", багато фонограм, що відтворюються з КД, призводять до швидкої стомлюваності і мають помітно гіршу "глибину стереопанорами", ніж та ж фонограма, що відтворюється з аналогової вінілової грамплатівки або якісної КК. До речі, сучасні грампластинки, виконані за технологією Direct Metal Mastering, забезпечують динамічний діапазон 60...65 дБ та високо цінуються аудіофілами. Не можна не згадати і ще про два "наїзди" на КК - з боку фірм-розробників цифрової компакт-касети DCC та міні-диску MD. З моменту появи DCC (1989) і MD (1993) фірма Philips - розробник DCC - намагалася переконати аудіофілів, що саме DCC через 1-2 роки повністю витіснить КК. З аналогічною заявою, але вже щодо MD, виступала і Sony – розробник MD. Але... час минав, а КК досі є основним побутовим носієм аудіопрограм із можливістю запису. Більше того, якщо спочатку формат DCC був підтриманий світовим гігантом Matsushita і рядом інших відомих фірм, то сьогодні DCC виробляє тільки Philips, та й лише кілька моделей (на тлі десятків моделей КК). Фірма Sony, також пригнічена суб'єктивною оцінкою якості звучання, проведеної німецьким журналом "Audio", в результаті якої MD розташувався на останньому місці з 45 балами зі 100 після програвача компакт-дисків (1 балів) і касетного магнітофона ( 2 балів) і 85-85-і місця програвача вінілових грамплатівок (3 балів) і DCC-магнітофона (4 балів), що посіли 80-80 місця, почала гарячково вдосконалювати систему стиснення цифрових аудіоданих, в результаті чого за 4 роки було народжено чотири (!) версії алгоритму стиснення ATRAC 1 - ATRAC 4, причому попередні не сумісні з усіма наступними (тобто "старі" MD-плеєри не здатні відтворювати "нові" записи). Тут саме час згадати, що в DCC і MD застосовано, як і в КД, 16-розрядне квантування за рівнем, але для зниження потоку даних, що записуються на носій даних використано цифрове стиск за алгоритмами відповідно PASC (Precision Adaptive Subband Coding) і ATRAC (Adaptive TRansform) Acoustic Coding), що зменшують потік цифрових даних з 2 Мбіт/с до 384 кбіт/с і 300 кбіт/с, тобто і DCC, і MD менш точно відтворюють звук, ніж КД. Прогноз - справа невдячна, але задля справедливості згадаймо долю ще одного (теоретично перевершує за якістю КД) формату R-DAT, якому в момент його появи в 1987 р. також пророкували місце спадкоємця КК. Показовим у цьому сенсі є досить точний прогноз автора цих рядків, опублікований у [2]. У той час, як практично вся зарубіжна та вітчизняна преса писала про те, що до 1991 р. R-DAT повністю замінить КК, це була, мабуть, єдина публікація, в якій R-DAT відводилося скромне місце хіба що напівпрофесійних студіях звукозапису. Насамкінець, користуючись нагодою, висловлюю глибоку вдячність усім кореспондентам і шанувальникам, чия моральна, інформаційна та матеріальна підтримка уможливила розробку багатьох моїх конструкцій. Примітка *"Чи має УМЗЧ мати низький вихідний опір?" в "Радіо", 1997 №4, с. 14-16. література
Автор: Н.Сухов, м.Київ, Україна
Штучна шкіра для емуляції дотиків
15.04.2024 Котячий унітаз Petgugu Global
15.04.2024 Привабливість дбайливих чоловіків
14.04.2024
▪ Вирішено головну проблему літієвих акумуляторів нового покоління ▪ Звукові процесори xCORE-Audio
▪ Розділ сайту Історія техніки, технології, предметів навколо нас. Добірка статей ▪ стаття Як правильно вибрати та випробувати монітор. Мистецтво аудіо ▪ стаття Як утворюються озера? Детальна відповідь ▪ стаття Робота на копіювально-розмножувальному обладнанні. Типова інструкція з охорони праці ▪ стаття Креми для обличчя та рук. Прості рецепти та поради ▪ стаття Проникаюча кулька. Секрет фокусу
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page