Стереоресиверы
Звук аудио-усилителей : Можете ли вы услышать разницу между усилителями ? (Часть 2)
Интерфейс между колонкой и усилителем
Род Эллиотт (Rod Elliott) :
Многие утверждают, что ухо - один из наиболее точно настроенных и чувствительных из известных измерительных приборов. Я не собираюсь оспаривать это - не потому, чтобы никого не обидеть, а потому, что в некотором отношении это верно. Сказав это, я должен также отметить, что хотя ухо и крайне чувствительно (точнее мозг, если быть более корректным), его также легко обмануть. Мы можем представить себе, что мы можем слышать то, чего абсолютно не существует, и так же легко можем представить себе, что один усилитель звучит лучше, чем другой, только чтобы обнаружить, что в другой обстановке верно обратное. Слушатели даже заявляли, что один
усилитель, однозначно лучше другого, когда усилитель вообще не менялся.
Могло ли это быть влияние акустических кабелей колонок, или даже самих колонок ?
Это вполне возможно, поскольку, как правило, усилитель рассматривается совместно с любимыми колонками или образцовой акустической системой рецензента. Они могут вполне подходить одному усилителю, в то время, как в других во всем остальном совершенно хороших усилителях емкость и индуктивность кабеля могут вызвать некоторую нестабильность. Хотя теоретически предполагается, что акустический кабель колонок не должен влиять на производительность хорошо спроектированного усилителя, вероятно, будут некоторые комбинации особенностей кабеля, которые просто чудят с некоторыми усилителями. Аналогично, некоторым усилителям просто может не понравиться импеданс, представленный некоторыми колонками - это область, которая была предметом многих исследований, и все усилители специально разрабатываются так, чтобы бороться с этими самыми проблемами [1].
Многие опубликованные разработки никогда не получают шанс на анализ, по крайней мере на такой, как для запущенного в производство усилителя, так что сделать результативные сравнения может быть трудно (если вообще возможно). Кроме того, порой у нас различные рецензенты делают противоречивые высказывания об одном и том же усилителе. Некоторые находят его замечательным, в то время как другие менее восторженны. Из-за различных колонок, кабелей или какого-нибудь иного влияния? Ответ (разумеется) - мы понятия не имеем.
Мы возвращаемся к общей проблеме, которая заключается в том, что стандартные тесты усилителя не являются обязательно адекватными. График частотной характеристики показывающий, что усилитель имеет ровную линеечку от постоянного тока до дневного света абсолютно бесполезен, если все говорят, что высокие "завуалированы" или что визуализация слабая. Сравните это с другим усилителем, у которого также ровная характеристика и (почти) все согласны, что высокие детализированы, прозрачны и что визуализация великолепна.
Нужно использовать различные методики тестирования, чтобы увидеть, есть ли способ установить, что может выявить тест на стендовых испытаниях (т.е. объективно), а что при прослушивании (т.е. субъективно). Это сложная задача, но это то, что нужно энергично искать, если мы хотим узнать секреты усилителя звука. Они есть - мы просто не знаем, где искать или на что обратить внимание ... пока. До тех пор, пока мы не имеем корреляцию между двумя методами тестирования, мы во власти змеиной лести поставщиков усилителей и другого волшебного зелья.
Аудиоголики:
Julian Hirsch из Stereo Review Ветеран-рецензент Julian Hirsch из Stereo Review занялся изучением звуковых усилителей звука в статье, опубликованной в 1980-е годы. Хирш был дотошным рецензентом, официально квалифицированным инженером, который полагался на строгие, повторяемые, научно-действительные тесты и процедуры. Он полностью отрицал такие неопределенные фантазии, как зеленые магические индикаторы (Magic Markers), диски Shun Mook M’pingo и межблочные кабели по $1000 за фут, которые не имели каких-либо заметных или измеримых различий по сравнению со стандартными кабелями.
После исчерпывающего тестирования нескольких усилителей с несколькими различными колонками (некоторые из которых известны как "легкая" нагрузка, а некоторые известны как "тяжело" управляемые), Hirsch сделал некоторые интересные наблюдения, которые одновременно и объясняли потенциальные звуковые различия между усилителями, и в то же время оставались совершенно точным измеряемым и повторяемым научным процессом. По моему мнению это остается лучшим освещением этой всей темы, что я до сих пор видел.
Начиная с огромного и существенного предположения, что усилитель при тестировании не будут вводить в искажение или эксплуатировать таким образом, чтобы вызывать сбои, перегревание, или затрагивать любую схему защиты, Hirsch пришел к следующим выводам:
• Некоторые системы предусилитель/усилитель мощности/колонки составлены так, чтобы производить слегка возрастающую или спадающую частотную характеристику через весь слышимый спектр на 20-20 кГц. Это могла быть комбинация, объединенная из предусилителя и усилителя мощности на основе входного/выходного импеданса; это было возможно из-за способа, которым конкретный усилитель вел себя с определенной нагрузкой, которую дает конкретная марка/модель колонок; но были и комбинации системы, при которых частотная характеристика показывала изменение по всему частотному диапазону.
Это были небольшие колебания. Возможно, порядка +0.5 дБ в басах до -0.5 дБ в высоких частотах. Суммарный наклон 1 дБ, + / -. Но в широком диапазоне частот, на много октав, это определенно слышно. На самом деле, это явление официально известно в аудио инженерных кругах как «наклон спектра». Если система "А" наклонена вверх на 1дБ по всей ширине спектра, а система "B" наклонена вниз на 1дБ по всей полосе, искушенные слушатели непременно это услышат, без вопросов. Godehard Guenther, руководитель ADS Speakers в 1970-х годах, детально говорил об этом эффекте, когда представлял свою высококлассную колонку ADS 910. Очень незначительные изменения в «наклоне» колонки произвели существенное изменение в воспринимаемом балансе низкие-высокие и её «выразительности». Таким образом, в зависимости от используемого музыкального материала, взаимодействия различных компонентов и т.д., такие изменения спектрального наклона бесспорно может склонить слушателя или рецензента охарактеризовать звук усилителя как «резкий», или «сладкий», или «музыкальный» и т. д.
• Hirsch также обнаружил, что небольшие, даже несущественные, изменения в соотношении сигнал-шум усилителей часто оказывали существенное влияние на восприятие их звука.
Разница в отношении сигнал/шум не слышалась как шипение, как таковая. Но он нашёл, что несколько дополнительных дБ шума могли подсознательно смешиваться с музыкальным материалом и придавать едва заметный более «яркий» или «жесткий» характер звуку. Конечно, если усилитель "А" имел соотношение сигнал/шум 80 дБ, а усилитель "B" - 75 дБ, оба будут обоснованно считаться более чем достаточно «тихими» с точки зрения HiFi. Но разница между их сигнал/шумом могла обнаружиться как воспринимаемое различие в тональном характере. (Прим. переводчика: сегодняшние показатели ресиверов существенно превышают указанные величины, характерные для 80х, но остальное остаётся справедливым ).
Это было большое исследование, пожалуй, лучшее из когда-либо сделанных по звуку усилителя, по нескольким причинам:
• Во-первых, как высококвалифицированный научный профессионал, каковым он являлся, Hirsch начинал свое исследование без какого-либо предвзятого мнения относительно его результата. Он не пытался подогнать данные под предпочтительный вывод, как делают многие «эксперты» более низкого уровня.
• Во-вторых, его результаты всегда основывались на выражаемых количественно, измеримых тестах. Они не являлись «ощущениями» или «впечатлениями» или чем-либо еще, имеющим неточную природу.
• Наконец, даже при том, что он не подписывался на "субъективистский" подход к рассмотрению, у него не было колебания в высказывании, что действительно были различия, а затем он продолжал объяснять почему они были в точных, конкретных терминах. Слишком многим рецензентам присущи очень сильные чувства об их подходе или личных навыках слушания, и эти чувства слишком часто препятствуют тому, чтобы делать действительно объективные наблюдения, особенно если наблюдение противоречит их ранее заявленной позиции.
Hirsch не страдал от подобного рода ограничений, основанных на эго и, следовательно, его выводы были более защищёнными с чисто научной точки зрения. По моему опыту, это исследование дает ясные реальные, измеримые, повторяемые доказательства того, что существуют характерные слышимые различия между усилителями.
Так, иногда (не все время) существуют различия в звуке усилителей, но, по словам Хирша, наверное, не по тем причинам, по которым мы могли бы думать. Имеются ли другие причины слышимых различий между усилителями, подобные "красивому дизайну", которое возникает при виде красиво разведённой схемы усилителя, массивных радиаторов, накопительных конденсаторов с внушительным количеством микрофарад и большого тяжелого торроидального трансформатора, сопровождаемого убедительным техническим литературным текстом и внушительным набор цитат рецензентов, восхваляющими звуковое совершенство дизайна ?
Любому из нас трудно сказать, что мы не поддаемся этому влиянию.
Pass Labs X350.5 Two-Channel Amplifier
Измеряемые характеристики производительности
Род Эллиотт (Rod Elliott) :
Нам нужен способ соотнести субъективное тестирование с объективным. И то и другое важно, проблема в том, что один интересуется исключительно тем, как ведет себя усилитель на испытательном стенде, где можно ожидать целый ряд более или менее одинаковых результатов. Другой прячется за "рецензент говорит", и, хотя это может быть полезно когда рецензент известен и надежен, но не поддается измерению или повторению.
Основная цель – попытаться определить какие физические факторы служат причиной того, что усилители звучат по-разному, несмотря на то, что традиционное тестирование показывает, что они должны звучать одинаково.
Подробное описание наиболее важных (с точки зрения звука) различных параметров усилителя приведено ниже:
• Входная чувствительность: Уровень сигнала, необходимый для получения полной мощности на выходе усилителя. Это обусловлено коэффициентом усиления и номинальной мощностью усилителя. Для получения полной мощности при одинаковом входном напряжении 10-и ваттный усилитель требует гораздо меньшего коэффициента усиления, чем 200 ваттный усилитель. Было бы полезно, если все усилители имели тот же самый коэффициент усиления, независимо от мощности, но это не тот случай. Чувствительность широко варьируется в диапазоне приблизительно от 500 мВ до 1,5 В или больше.
• Коэффициент нелинейных искажений (КНИ/THD): Это мера количества искажений (модификации) входного сигнала, который добавляет дополнительные частоты сигналу на выходе, которые не присутствуют во входном сигнале. КНИ обычно измеряется в процентах и может составлять от 0.001% до 0.5% для типичных Hi-Fi усилителей. Теоретически идеальный усилитель не вносит никаких искажений.
(Прим. переводчика: показатели некоторых сегодняшних ресиверов и усилителей могут достигать уровня 0.0005% и даже немного ниже).
• Интермодуляционные искажения: Форма искажения звука, при котором продукты искажения проявляются на частотах, которые представляют собой сумму и разность входного сигнала. Например, если входной сигнал 500 Гц и 2200 Гц, то продукты интермодуляционных искажений будет происходить при 1700 Гц и 2700 Гц. Интермодуляционные искажения особенно нежелательны, поскольку они никоим образом гармонично не связаны с исходным сигналом, в отличие от гармонического (нелинейного) искажения.
• Частотная характеристика: Мера сравнения входного сигнала с выходным сигналом с точки зрения зависимости частоты от амплитуды. Идеальный усилитель усиливает все сигналы одинаково, независимо от частоты. Реально, для уверенности, что все звуковые сигналы воспроизводятся с минимальными изменениями усилителю нужна полоса примерно от 5 Гц до 50 кГц.
(Прим. переводчика: в русскоязычном варианте обычно используется термин амплитудно-частотная характеристика - АЧХ).
• Фазовая характеристика: Показывает количество времени, на которое входной сигнал задерживается до достижения выхода в зависимости от частоты сигнала. Вариации в абсолютной фазе в усилительной системе не слышны, но, как правило, рассматриваются прессой как нежелательные для Hi-Fi. Так как обеспечить линейность фазы нетрудно, это, как правило, не является проблемой для дизайна, за исключением ламповых усилителей.
(Прим. переводчика: в русскоязычном варианте обычно используется термин фазо-частотная характеристика - ФЧХ).
• Выходная мощность: Этот параметр чаще всего измеряется на неиндуктивной резистивной нагрузке. Это сделано не для улучшения числовых данных или маскировки любых возможных недостатков, но чтобы гарантировать точность и повторяемость измерений. Мощность должна быть указана только как "watts RMS" в заданном диапазоне частот при заданном уровне искажений. Хотя "RMS" не является строго технически правильным, эта величина принята в промышленности, и может быть измерена на нагрузке 8 Ом или других сопротивлениях, которыми усилитель способен управлять.
• Выходной ток: Измеряется нечасто, но иногда приводится производителями, представляет максимальный ток, который усилитель может обеспечить при любой нагрузке. Редко какому усилителю мощности потребуется обеспечить ток больше, чем в 3-5 раз максимум, чем позволит напряжение питания усилителя при номинальном сопротивлении колонок. БОльшие изменения возможны в некоторых конструкциях колонок, но (по моему скромному мнению) это представляет собой недостаток в конструкции акустической системы.
• Частотный диапазон мощности: Это обычно принимается как максимальная частота, на которой усилитель позволяет производить 1/2 его номинальной выходной мощности (это частота по уровню -3дБ).100 Вт усилитель, который может производить 50 Вт при 10 Гц и 50 кГц будет считаться имеющим частотный диапазон 10-50кГц.
• Выходной импеданс: Это фактический выходной импеданс усилителя и не имеет никакого влияния на уровень тока, который может обеспечиваться выходным каскадом. Ламповые усилители обычно имеют относительно высокий выходной импеданс (как правило 1 - 6 Ом), в то время как у полупроводниковых усилителей обычно выходной импеданс доли Ома. При помощи обратной связи возможно увеличить выходной импеданс (> 200 Ом достаточно легко) или он может быть сделан отрицательным. Отрицательный импеданс попробовали много разработчиков (включая автора), но он никогда не завоевывал популярность - возможно, потому что большинство колонок реагирует очень плохо на отрицательные импедансы и имеет тенденцию ужасно звучать при этом.
(Прим. переводчика: Похоже, что у авторов оригинальной статьи произошла ошибка насчёт 200 Ом. Обычно обратная связь уменьшает выходной импеданс ).
Трудность заключается в определении, насколько проблема любого из элементов приемлема и при каких условиях. Например, есть много одноканальных проектов на базе ламповых триодов, которые имеют очень высокие значения искажений (сравнительно), высокий выходной импеданс и низкий выходной ток. Есть много аудио энтузиастов, которые утверждают, что они превосходят по звуку все другие усилители. Значит ли это, что параметры, по которым они хуже (или по крайней мере не так хороши, как другие усилители) могут считаться неважными ? Ничуть !
Если бы традиционный (то есть не Класс-A) полупроводниковый усилитель показал подобные характеристики, то это сочли бы ужасным и, несомненно, он звучал бы чудовищно.
Автор русского текста: Игорь Чудаков, Ольга Холодовская
Автор: Gene DellaSala
По материалам сайта: Audioholics | The Sound of Audio Amplifiers: Can you hear a difference between Amps ?
