Усилителя

Материал из ПИЭ.Wiki

Перейти к: навигация, поиск

Выбор усилителя

Существуют ли вообще объективные критерии качества звучания, и можно ли как- нибудь классифицировать необъятную номенклатуру импортной техники? Начать этот разговор нужно, конечно, с самого главного - с усилителя, который является "сердцем" любой аудиосистемы. На самом деле квалифицированному специалисту по схемотехнике может быть заранее понятно, почему конкретный аппарат звучит именно так и не более того. Схемотехника - это прежде всего область точных знаний, не приемлющая таинственности, непознаваемости и эзотеризма, так густо намешанного в рассуждениях об аппаратах, сравнимых по цене с автомобилем. И специалист во многих случаях способен, взглянув на схему, оценить характер звучания, даже не включая аппарат, хотя на звук, конечно, влияют и монтаж, и конструкция. Но что делать, если вам доступна только инструкция? Некритичное отношения к заявленным фирмами параметрам, приводимым в них, могут ввести вас в заблуждение. Важнейшими параметрами, определяющими качество усилителя, являются коэффициенты гармонических и интермодуляционных искажений. Они являются следствием нелинейности вольт-амперных характеристик транзисторов и ламп. Эти искажения тесно связаны друг с другом и, как правило, их измеренные значения имеют один порядок. Для характеристики параметров усилителей часто используют обобщенный термин - коэффициент нелинейных или гармонических искажений (КНИ, THD). Понятно, что чем меньше КИИ, тем выше верность звучания. Этот показатель учитывается и в стандартах на аппаратуру. Так еще в советских ГОСТах более низкому КНИ соответствовал более высокий класс аппаратуры. На международном же уровне существует только один общепризнанный стандарт качества Hi-Fi - немецкий стандарт DIN 45500, в котором указаны конкретные значения. Усилители такого класса должны иметь коэффициент гармонических искажений не более 1% в полосе частот до 12,5 кГц при номинальной мощности и коэффициент интермодуляционных искажений не хуже 3% (измеряемый при подаче на вход усилителя двух частот: 250 Гц и 8 кГц с соотношением амплитуд 1:4). Такие соотношения параметров в Hi-Fi стандарте не являются случайными. В них были учтены результаты исследований физиологических особенностей слуха. Основная масса потребителей именно при таких характеристиках рассматривает соотношение цена-качество аппарата как наилучшее. Иными словами, только незначительная часть меломанов готова заплатить большую цену за более высокое качество. Для качественного усиления желательно также иметь широкий частотный диапазон, простирающийся вплоть до 40-60 кГц (при отклонении по уровню не более на -3 дБ). Это означает, что усилитель должен практически одинаково передавать сигналы не только во всем слышимом диапазоне, но и далеко за его пределами. Дело в том, что при увеличении частоты происходит уменьшение эффективности обратных связей и, следовательно, увеличение коэффициента нелинейных искажений. На верхней границе полосы мощности обратные связи теряют свою эффективность. Поэтому, чтобы во всем рабочем диапазоне обратная связь имела достаточную глубину и могла эффективно подавлять нелинейные и интермодуляционные искажения, необходимо иметь линейную частотную характеристику до частот, в несколько раз превышающих верхнюю границу звукового диапазона. Дальнейшее расширение полосы рабочих частот, например, до сотен килогерц и выше, значительно усложняет и удорожает усилитель. Еще один важный параметр - скорость нарастания выходного напряжения усилителя (Slew Rate), который связывает между собой его частотные и мощностные характеристики. Многие дешевые усилители хорошо передают только небольшие всплески музыкального сигнала, а на мощных пассажах тяжелого рока "надсаживают" свой голос, не в силах получить из источника питания подобающую моменту мощность. Поэтому при покупке не только интересно, но и желательно оценить размеры силового трансформатора и общую емкость электролитических конденсаторов фильтра. На практике не помешает иметь некоторый запас по этому параметру. Следующий параметр, который необходимо обязательно учесть - это коэффициент демпфирования (Damping Factor). Он измеряется как отношение рекомендуемого сопротивления нагрузки (катушки громкоговорителя) к собственному выходному сопротивлению усилителя. Если демпфирование недостаточно, то диффузор будет совершать свои собственные "телодвижения", никак не связанные с музыкой, но зависящие от упругости подвески. Однако в подавляющем большинстве моделей эта проблема успешно решается. Можно считать достаточным, если значение коэффициента превышает сотню. Уровень шума, фона, разделение стереоканалов - это уже вторичные параметры, в известных пределах не влияющие на характер звучания и, как правило, имеющие приемлемую величину даже в самых дешевых моделях. Все выше сказанное не является секретом для технически подкованных читателей, и гораздо интереснее вопрос о том, как эту информацию использовать при выборе усилителя. Просматривая проспекты и инструкции, прилагаемые к аппаратам, можно все усилители условно разделить на две группы: одна с КНИ в доли процента (0,5%-0,1%) и другая - в пределах 0,01%-0,001%. Если внимательно проанализировать состав второй группы, то окажется, что наряду с дорогой и классной техникой вошли даже "дохайфайные" аппараты. По качеству звучания они намного хуже даже низшего Hi-Fi, а с High End их и рядом нельзя поставить. Окажутся такие усилители и в первой группе. Как это объяснить? Возможно, приведенные в проспектах параметры никак не связаны с качеством звучания и ориентироваться по ним нельзя. Или что-то не в порядке с самими данными. На самом деле данные можно показать привлекательно, не говоря всего. Если, например, одновременно увеличивать и мощность, и частоту, то происходит обвальное нарастание искажений. Максимум их достигается, как правило, на высшей частоте и предельной мощности, то есть полученное значение КНИ всецело зависит от режима его измерения. Традиционный метод измерения КНИ на частоте 20 кГц и при максимальной выходной мощности хорошо характеризует фактическое качество усилителя. На иллюстрации приведен график, наглядно демонстрирующий зависимость искажений от выходной мощности. Если усилитель имеет КНИ 0,02% на частоте 1 кГц и амплитуде выходного сигнала всего 1 вольт (на 4 Ом нагрузки это соответствует всего 0,25 Вт), то на максимальной мощности и частоте 20 кГц указанный параметр может оказаться в диапазоне от одного до пяти процентов, что неприемлемо для качественного звуковоспроизведения. И наоборот, аппарат с коэффициентом гармоник 0,02% на максимальной мощности и частоте 20 кГц, при мощности всего 0.25 Вт и частоте 1 кГц, скорее всего будет иметь исчезающе малый КНИ. Такая же картина и с интермодуляционными искажениями. По всем правилам они должны измеряться по двухчастотному методу при максимальной амплитуде выходного сигнала. Если же в процессе измерений выбрать амплитуду 1 В, то в результате получится очень небольшая и весьма привлекательная для покупателей величина, но никак не связанная с реальным качеством звука. Усилители класса Hi-Fi обязаны тестироваться в соответствии со стандартом DIN45500. Если знака Hi-Fi нет, то фирма сама решает, какой режим измерения использовать. Естественно, выгодней выбрать именно такой режим, при котором параметры выглядят наиболее привлекательно. На совести подобных фирм остается и отсутствие указаний в паспорте, как именно измерялся КНИ и другие характеристики. Вот так и получается: усилители имеют одинаковый КНИ, а звучат радикально по-разному - один дышит музыкой, а другой ею давится. Крайними как всегда оказываются неискушенные в подобных уловках меломаны. В магазинах не всегда возможно критичное прослушивание и тут, казалось бы, паспортные данные должны беспристрастно выдать всю правду, чтобы решить проблему выбора. Однако, это не совсем так. Если рядом со значениями КНИ указано, что измерения проводились на частоте 1 кГц, то независимо от других условий по этим данным никак нельзя судить об истинном характере звучания усилителя. Впрочем, чаще всего режимы тестирования вообще не указываются. Типовая зависимость коэффициента нелинейных искажений для усилителя с выходной мощностью 100 Вт Для того, чтобы ухо не заметило искажений, достаточно, чтобы они были тише естественного шума в помещении. Можно сказать, что при КНИ меньше 0,03% (при номинальной мощности и во всем диапазоне частот) усилитель претендует на высокое качество звука. Только претендует, поскольку на качество звучания может оказать влияние целый набор дополнительных параметров и условий, анализ которых требует отдельного разговора. Итак, отсеяв все подозрительные по объективным параметрам, - вперед к прослушиванию, которое только может определить истинные возможности выбранного усилителя! Дмитрий Авхимков, журнал "Stereo" N5 1997 г.




== Тонкомпенсация

==

Среди многочисленных органов управления на передней панели современных усилителей присутствует кнопка или реже вращающаяся ручка с названием "LOUDNESS" ("тонкомпенсация"). Теоретической основой необходимости схемы, осуществляющей эту регулировку, являются так называемые кривые равной громкости, которые приняты в качестве международного стандарта. Эти зависимости были получены на основании исследования особенностей слуха человека и представляют некую усредненную зависимость, так как в качестве испытуемых привлекались люди с нормальным слухом в возрасте от 18 до 25 лет. Незначительные отличия имеются как индивидуальные, так и по возрастному, половому и расовому признакам. Суть этой зависимости сводится к тому, что слух человека имеет неодинаковую чувствительность к звукам разной частоты, которые по объективным измерениям имеют одно и то же звуковое давление, Самые тихие звуки человеческое ухо способно улавливать на частотах около 3 кГц, а с повышением или понижением частоты чувствительность падает. И если максимальная разница чувствительности при низких уровнях громкости составляет более 70 дБ, то с повышением интенсивности звука она уменьшается и при достижении уровня болевого порога (это около 120 дБ) разница только чуть больше 20 дБ.


Кривые равной громкости

Так чем же управляет в усилителе тонкомпенсация? Одной из основных задач звукорежиссера во время записи является установка тонального баланса при определенном среднем уровне громкости прослушивания, который обычно соответствует стандартному уровню звукового давления 90-92 дБ. Другими словами, звукорежиссер изменяет некоторым образом частотную характеристику так, чтобы воспроизведение при указанной громкости оценивалось слушателем как естественное. Если у вас дома громкость будет меньше, а характеристика усилителя установлена линейной, то субъективно будут ощущаться недостаток высоких и низких частот. Именно для устранения этого недостатка и предназначена схема тонкомпенсации. В совсем древние времена было достаточно регулировать только низкие частоты. Так появился регулятор тембра низких частот. Впоследствии, с расширением диапазона частот, был добавлен регулятор и по высоким частотам. Однако характеристики стандартных схем регуляторов тембров не вполне соответствуют требованиям для исправления характеристики с точки зрения тонкомпенсации и поэтому потребовался еще один специально для нес. Глядя на кривые равной громкости, можно было бы предположить, что требуемый подъем на низких и высоких может составлять до 15-20 дБ. Но если принять во внимание сказанное относительно установки тонального баланса звукорежиссером, то нужно говорить только о разности в частотной характеристике, и в этом случае подъем должен быть уже значительно меньше: 3-5 дБ. На самом деле, если бы прослушивание в домашних условиях проводилось бы всегда при уровне, для которого и сделал свою работу звукорежиссер, то необходимость в тонкомпенсации отпала бы. Некоторые фирмы ориентируются на это и какой-либо тонкомпенсации в своих усилителях не предусматривают. А в режиме прямого тракта, который предполагает достижение минимальных отличий от оригинального замысла звукорежиссера, во всех усилителях, как правило, отключаются не только регуляторы тембра и баланса, но и тонкомпенсация. Но тут возникают проблемы с неодинаковым уровнем выходного сигнала различных устройств. Например, вы при прослушивании CD-проигрывателя выставили необходимый уровень на усилителе, а впоследствии при воспроизведении с магнитофона фонограммы уровень приходится выставлять уже другой. В таких условиях можно предложить два выхода. Или иметь два регулятора уровня, линейный и тонкомпенсированный, или возможность регулировать чувствительность по каждому входу. Кое-кто, может быть, вспомнит, что во времена поступления в нашу страну Hi-Fi аппаратуры через магазин "Березка", был популярен усилитель известной западногерманской фирмы Uher. Отличительной особенностью этого аппарата были маленькие ручки регулировки чувствительности по каждому входу, которые располагались прямо по нижней кромке передней панели, что позволяло всегда иметь сигнал с одним и тем же уровнем от всех источников. В некоторых современных дорогих аппаратах подобное согласование уровня можно осуществлять даже с пульта ДУ, как мы это наблюдали, например, у ТЕАС А-V3000P или Yamaha DSP-A3090. А в случае более доступной ценовой категории вам необходимо побеспокоиться, чтобы отдельные компоненты имели, кроме фиксированного, еще и регулируемый выход. Фиксированная тонкомпенсация, которая включается кнопкой, рассчитана на определенное положение регулятора громкости. Если регулятор имеет шкалу, то этому положению соответствует отметка -30 дБ. Иногда это ограничение создает непреодолимые трудности, и тон-компенсацию приходится отключать, а компромиссное решение пытаться находить с помощью простых регулировок тембра. Плавное независимое изменение тонкомпенсации, которое можно найти в усилителях Denon, Yamaha и некоторых моделях других фирм, позволяет не только всегда установить требуемую громкость, но и получить естественную тональную окраску музыки в широком диапазоне уровней громкости. Поэтому наличие или отсутствие тонкомпенсации должно всегда, конечно, с учетом условий эксплуатации, приниматься во внимание при выборе усилителя. Алексей Грудинин, журнал "Stereo" N12 1996 г.

Просмотры
Инструменты

Besucherzahler russian mail order brides
счетчик посещений
Rambler's Top100
Лингафонные кабинеты  Интерактивные доски  Интерактивная приставка Mimio Teach