НА ГЛАВНУЮ • ПОИСК ПО САЙТУ |
||
Hi-Fi мифыЗа последние 5-6 лет рынок звуковоспроизводящей аппаратуры в странах СНГ явно перенасытился зарубежной аппаратурой разных стоимостных категорий, но сегодня уже далеко не каждый аудиофил и тем более радиолюбитель «на слово» поверит в рекламируемые достоинства даже Hi-End аппаратуры — многие, вложив немалую сумму в покупку, например, УМЗЧ известной и широко рекламируемой фирмы, обнаружили, что его основное достоинство — красивый дизайн, а вот по качеству звука он ничем не лучше спаянного много лет назад по одной из схем, опубликованных в радиолюбительской литературе. Известную роль в такой «дезориентации» вносят появившиеся в последние годы красочные журналы для аудиофилов, почти все материалы в которых освещают аппаратуру, имеющуюся у рекламодателей, в разных оттенках, но непременно одного — «розового»- цвета. Что ж, реклама, как известно, двигатель торговли, но настоящий СНГ-овский аудиофил-радиолюбитель отличается от западного критическим складом ума. Вот и один из читателей «Радио» москвич Николай Клименко с большим сомнением воспринял «вечные» рассуждения и голословную критику экспертов журнала «Аудио магазин» (далее «AM») моего «УМЗЧ высокой верности» (УМЗЧ ВВ), описанного в «Радио» N6,7/89, и попросил меня прокомментировать некоторые суждения (имеется в виду рубрика «Почта» из «AM» N4/96, с.3, 4). Ознакомившись с заметками в «AM» я могу отметить, что оба эксперта (В. Зуев и С. Куниловский) владеют схемотехническими познаниями на, мягко говоря, не очень высоком уровне. Так, например, В. Зуев, оценивая схемотехнику УМЗЧ ВВ, уходит от радиотехники в очевидно более близкую ему область эмоций, пытаясь доказать, что «микросхема на входе усилителя … наверняка украдет виртуальную глубину стереопанорамы, столь необходимую для создания эффекта присутствия» (имеется в виду скоростной ОУ с входным каскадом на полевых транзисторах К574УД1). Но позвольте, г-н Зуев, почему вы считаете, что этот ОУ «глубину украдет», а тот десяток ОУ, которые звуковой сигнал проходит до УМЗЧ в магнитофоне, CD-плейере или любом другом источнике сигнала (даже в «ламповых» CD-плейерах ЦАП выполнен, извините, на твердотельной ИМС, внутри которой есть уйма ОУ) будут вести себя порядочно и ничего «не украдут»? Далее эксперт «AM» пытается убедить нас в «практически невозможном получении хорошего звучания в любительских условиях», поскольку «для хорошего воспроизведения звука требуются изготовленные по специальной технологии ДОРОГИЕ «хайфайные» проводники, переключатели, СЛОЖНЫЕ способы их соединения (бескислородная пайка, спецприпои)», пытаясь оправдать смешную цену hi-end-овских усилителей Audio Note ($ 120400) мощностью 17 Вт и Kegon ($ 247000) мощностью 45 Вт, а также, очевидно, соединительных кабелей с некристаллической структурой проводников стоимостью в несколько сотен долларов. Да, действительно, еще из курса физики нам известно, что любой контакт металла с металлом даже в отсутствие оксидной пленки можно рассматривать как нелинейный элемент электрической цепи ввиду неравенства т.н. «работ выхода» электронов. И эта нелинейность может ухудшить звучание систем высокой верности. Но мне трудно поверить, что г-н Зуев слышал реальную работу УМЗЧ ВВ и тем более сколь — нибудь знаком с его схемой, поскольку вопросам устранения нелинейности соединительных проводов, контактов разъемов и реле при разработке УМЗЧ ВВ было уделено особое внимание. В частности, в схему (а для не умеющих читать радиосхемы — «черным по белому» написано на с. 55, 56 «Радио» № 6/89) введен специальный каскад, компенсирующий не только нелинейность, но также активную и реактивную составляющие распределенного сопротивления соединительных проводов, а цепь общей ООС выполнена так, что компенсирует нелинейность «холодных» контактов реле коммутации выхода УМЗЧ и разъемов. Другими словами, те отрицательные факторы, о которых говорит В. Зуев и которые способны ухудшить звучание, в УМЗЧ ВВ устранены наиболее эффективным способом — схемотехнически. Не могу согласиться с утверждением и о том, что «любительство в звукотехнике не может сейчас конкурировать с фирменной аппаратурой … по качеству звука». Если речь о дизайне и исполнении корпуса — да, тут любителю трудно тягаться с промышленностью. А относительно ЗВУКА — то сегодня среднему радиолюбителю вполне под силу собрать УМЗЧ с качеством звука под ценовую категорию $ 300-500, затратив от силы $ 40…50. Но для этого надо быть РАДИОЛЮБИТЕЛЕМ и не следовать совету В. Зуева «… поэтому лучше купить готовый аппарат». Известная пословица «кто платит деньги, тот и заказывает музыку» вполне объясняет цель изданий, подобных «AM» — заставить читателя раскошелиться на самую дорогостоящую аппаратуру. Несколько претенциозен, на мой взгляд, и отзыв эксперта «AM» о том, что «г-н Сухов с большим опозданием обратил внимание на схемную экзотику некоторых зарубежных фирм, не отличающихся качеством звучания своих изделий (имеются в виду Kenwood (!) и Akai — примечание Н.С.) и … опоздал примерно на 10 лет». Но почему же тогда «AM» обсуждает в 96 году конструкцию 89 года (в мире техники 7 лет — очень большой срок) как наиболее популярную и до сих пор не превзойденную по параметрам? Завершая изложение моего мнения о заметках в «AM», хочу отметить, что такие журналы, конечно, полезны, но многие утверждения их авторов могут показаться бесспорными лишь тем читателям, которые не способны отличить транзистор от резистора. На людей же, разбирающихся в радиосхемотехнике, статьи в «AM» производят впечатление написанных авторами ЧТО-ТО СЛЫШАВШИМИ о предмете обсуждения, хотя я убежден, что учить кого-то чему-либо можно лишь досконально, в мельчайших подробностях и со всех сторон ЗНАЯ тему статьи. Николай Клименко в своем письме в «Радио» также интересовался, проводилось ли мной сравнительное прослушивание, и интересовался «философией», которой я придерживался при разработке УМЗЧ ВВ. Свое мнение высказывать не буду, это не вполне корректно. Но вот что, например, пишет по этому поводу один из фидошников Евгений Комиссаров (клянусь, что я его не знаю и отзыв не инспирирован, а получен через фидошную эху МО.HI-FI): «На самом деле этот самый УМЗЧ ВВ обладает невероятным потенциалом с точки зрения звукоизвлечения — будучи правильно собранным, налаженным и настроенным (а он очень и очень критичен к блоку питания, разводке «общего», фазировке трансформаторов, применяемым проводам, конденсаторам, реле, особенно учитывая то, что оно охвачено ООС, полярности подключения колонок — с моим ПКД СЕС 3100 полярность колонок пришлось поменять на обратную и т.д. и т.п., тонкостей тут очень много), он звучит лучше всех транзисторных усилителей, которые я (и не только я) за свою жизнь слышал. И намного лучше, это слышно с первого звука. Его отличает чистый, великолепно
артикулированный, глубокий бас, который с первых же звуков делает
тебя своим рабом, прекрасная, точная середина и чистый, легкий,
детальный верх. О детальности тут стоит сказать отдельно. Многие
усилители, слушанные мной (например SUGDEN) обладают высокой
детальностью — слышно все, но… эта детальность разрушает звуковую
картину, потому как эти детали передаются неверно Он великолепно справляется со скрипкой, с гитарой и другими акустическими инструментами, голос передается со всеми мельчайшими интонациями, и слышен таким, какой он на самом деле… Написать можно много еще чего, но толку то? Надо слышать… Я могу определенно сказать, что в группе усилителей до 1500$ ему просто нет равных…» И это не единственный отзыв про УМЗЧ ВВ, да еще, кстати, не авторского повторения. Стоимость комплекта деталей такого «любительского» усилителя не превышает 50$ (без корпуса). Выводы делайте сами. О «философии»: УМЗЧ ВВ разрабатывался по заданию одной из испытательных лабораторий как оконечное звено стенда для субъективной экспертизы звучания CD-плейеров. Он должен был быть выполнен на отечественной элементной базе и обеспечивать 100 Вт на нагрузке 8 Ом (студийные мониторы JBL) при уровне искажений и шумов на 10…20 дБ ниже, чем у CD-плейеров. Повторив на отечественных элементах до десятка схем УМЗЧ ведущих западных фирм, я убедился, что на КТ818-19 с низкой граничной частотой не удастся получить приемлемого (по ТЗ не более 0,001%) уровня нелинейных искажений на высшей частоте звукового диапазона. Большой фазовый сдвиг этих транзисторов (на порядок-два больше, чем у зарубежных) вынуждал для обеспечения устойчивости вводить более глубокую частотную коррекцию, что, в свою очередь, ограничивало глубину ООС на высших частотах и ухудшало линейность. Проблему удалось решить, полностью отказавшись от включения транзисторов по схеме ОЭ и введя коррекцию по опережению, компенсирующую полюс на АЧХ усилителя с разомкнутой ООС, формируемый транзисторами выходного каскада. В результате «требования заказчика» по линейности были выполнены с большим запасом во всем звуковом диапазоне и усилитель был принят в эксплуатацию. Но тут (я участвовал в большинстве субьективных испытаний как «слухач») вдруг обнаружилось, что один и тот же CD, проигрываемый на одном и том же CD-плейере через один и тот же УМЗЧ и на один и тот же монитор (студийную акустическую систему), но соединенный разными кабелями, звучит по-разному! Тщательно исследовав феномен, мы обнаружили, что те тысячные доли процентов искажений, которые давал УМЗЧ, ничто по сравнению с искажениями, «оседавшими» на соединительных кабелях и разъемах. Замена разъемов на позолоченные и обычных соединительных проводов на специальные с «некристаллической» структурой ( $250 за витую пару длиной 4 м) проблему решила лишь частично — искажения уменьшились в несколько раз, но не исчезли. Тогда, после ряда экспериментов со студийными усилителями Kenwood с системой «Sigma Drive», я попробовал ввести в УМЗЧ каскады компенсации полного импеданса проводов и нелинейности «холодных» контактов и результат превзошел все ожидания — искажения исчезли, причем независимо от качества (и цены!) соединительных проводов и разъемов. Так в результате и родилась схема, описанная в «Радио» №№ 5, 6, 7 за 89 г (желающие могут заказать копию в нашей редакции, условия — на с. 13).
Говоря о современном высококачественном звуковоспроизведении, не могу не поделиться некоторыми наблюдениями, которые также не вписываются в «розовые» оттенки. Ламповые усилители. Они действительно в большинстве своем звучат иначе, чем транзисторные. Но «иначе» и даже «приятнее» не значит «точнее». В действительности выходной трансформатор (уже слышу возражения «чистых ламповиков» о бестрансформаторных УМЗЧ на 6СЗЗС, но это исключение из правила) — устройство с гораздо большей (в силу петли гистерезиса и конечной индукции насыщения магнитопровода) нелинейностью, частотными и фазовыми искажениями, чем транзистор в активном режиме. Именно из-за больших фазовых искажений ламповые УМЗЧ невозможно охватить сколь — нибудь глубокой ООС, что и проявляется в конечном итоге в а) относительно большом (единицы Ом) выходном сопротивлении (у транзисторных — сотые и тысячные доли Ома) б) сравнительно плавном ограничении при перегрузке (на рис.2 изображены типовые амплитудные характеристики лампового и транзисторного усилителей).
Попробуйте искусственно увеличить выходное сопротивление любого «среднего» транзисторного УМЗЧ до 2…3 Ом (для этого достаточно последовательно с акустической системой включить 10 или 20-ваттный резистор с таким сопротивлением) и не превышайте 1/5…1/4 его номинальной мощности (чтобы кратковременные пики сигнала не обрезались) и вы убедитесь, что звук в 95% случаев из 100 приобретет «ламповую мягкость». Причина кроется в том, что многие (но не все!) акустичесике системы обеспечивают минимум интермодуляционных искажений по звуковому давлению не при нулевом сопротивлении источника сигнала — Rвых (УМЗЧ), а при Rвых = 2…5 Ом. Сразу вроде бы не очевидно, однако такое сопротивление нарушает линейность АЧХ и ФЧХ пассивных разделительных фильтров акустических систем, которые проектируются в расчете на Rвых = 0. Но ведь это проблемы не УМЗЧ, а акустических систем! Именно акустики должны позаботиться при разработке акустических систем не только о линейности АЧХ и ФЧХ по звуковому давлению на синусоидальном сигнале, но и о минимизации акустических интермодуляционных искажений при Rвых = 0 или, что хуже, нормировать Rвых, скажем, сопротивлением 3 Ома и расчитывать разделительные фильтры на такое сопротивление источника. Кстати, почему-то у аудиофилов укоренилось мнение, что в спектре ламповых усилителей нет высших гармоник. Это тоже неправда. На рис.3 приведен реально измеренный Мартином Колломсом спектр сигнала на выходе типичного современного High- Епdовского лампового усилителя CARY 805с [1] Английского Клуба аудиофилов, в котором есть не только 2-я и 3-я гармоники, но и 5-я, 6-я, 7-я, 9-я…, причем их уровень не меньше, а больше, чем в транзисторных УМЗЧ.
NKB = 6N + 1,8 [дБ], где N — разрядность квантования по уровню. Для CD применено N = 16, следовательно теоретический уровень шумов квантования NKB.cd = 6×16 + 1,8 = 97,8 дБ. С чьей-то легкой руки это значение и принимают за динамический диапазон CD. Учитывая, что у лучших КК отношение сигнал/шум составляет (без систем шумопонижения) порядка 55 дБ, то и делается вывод о более чем 40 дБ выигрыше CD. Но нельзя забывать, что принципы аналоговой КК и цифрового CD в корне отличаются, поэтому применять для оценки динамического диапазона CD методы измерения КК некорректно. В КК динамический диапазон снизу действительно определяется уровнем шумов, но это не значит, что так же обстоит дело и у CD! Взглянув на рис.4, на котором изображены типовые зависимости коэффициента Книнелинейных искажений КК и CD в функции уровня сигнала, можно легко заметить, что в аналоговой записи Кни с уменьшением уровня монотонно убывает, в то время как у цифровой записи возрастает, стремясь к 40% (поскольку увеличивается относительный размер «ступеньки» квантования). Причем если у аналоговой записи в спектре искажений преобладают не очень режущие слух 3…5 гармоники, то у цифровой дело обстоит гораздо хуже — множество комбинационных составляющих не образуют привычного для слуха гармонического ряда и их действие становится явно заметно уже при уровнях около 1 %. Легко убедиться, что при уровнях сигнала порядка -50 дБ и ниже искажения CD переходят порог допустимых 1 %. То есть снизу динамический диапазон CD оказывается ограничен не шумами квантования, а нелинейными искажениями. И из 97,8 теоретических дБ остается только 50 дБ. Но это еще не все! При перегрузке КК нелинейные искажения пропорциональны квадрату уровня записи (при увеличении уровня в 2 раза коэффициент гармоник возрастает всего в 4 раза) и поэтому их кратковременное возрастание на пиках сигнала незаметно на слух. У CD при превышении номинального входного уровня аналого-цифрового преобразователя (АЦП) всего на 2…3 дБ нелинейные искажения возрастают в десятки тысяч раз, поэтому в реальной аппаратуре цифровой записи за номинальный принимают уровень на 12…15 дБ (т.е. на пикфактор реального музыкального сигнала) меньше предельного входного для АЦП. В результате из исходных 97,8 дБ остается всего 35…37 дБ реальных, что на 20 дБ МЕНЬШЕ, чем у КК. Вот почему, несмотря на субъективное отсутствие «шипа», многие фонограммы, воспроизводимые с CD, приводят к быстрой утомляемости и имеют заметно худшую «глубину стереопанорамы», чем та же фонограмма, воспроизводимая с аналоговой виниловой грампластинки (современные грампластинки, выполненные по технологии Direct Metal Mastering высоко ценятся аудиофилами и обеспечивают динамический диапазон 60…65 дБ) или качественной КК. Нельзя не упомянуть и еще о двух «наездах» на КК — со стороны цифровой компакт кассеты DCC и минидиска MD. С момента появления DCC (1989 г.) и MD (1993 г.) фирма Philips — разработчик DCC — пыталась убедить аудиофилов, что именно DCC через 1-2 года полностью вытеснит КК. С аналогичным заявлением, но уже в отношении MD, выступала и Sony — разработчик MD. Но … время шло, а КК до сих пор является превалирующим бытовым носителем аудиопрограмм с возможностью записи. Более того, если вначале формат DCC был поддержан мировым гигантом Matsushita и рядом других известных фирм, то сегодня DCC производит только Philips, да и то всего несколько моделей (на фоне десятков моделей КК). Фирма Sony, также удрученная субъективной оценкой качества звучания, проведенной немецким журналом «Audio», в результате которой MD расположился на последнем месте с 45 баллами из 100 после разделивших 1-2 места CD-плейера (85 баллов) и КК-магнитофона (85 баллов), и занявших 3-4 места проигрывателя виниловых грампластинок (80 баллов) и DCC (80 баллов), начала лихорадочно совершенствовать систему сжатия цифровых аудиоданных, в результате чего за 4 года было рождено 4 (!) версии алгоритма сжатия ATRAC 1 — ATRAC 4.5. Тут самое время вспомнить, что в DCC и MD применено, как и в CD, 16-разрядное квантование по уровню, но для снижения потока записываемых на носитель данных использовано цифровое сжатие по алгоритмам соответственно PASC (Precision Adaptive Subband Coding) и ATRAC (Adaptive TRansform Acoustic Coding), уменьшающих поток цифровых данных с 2 Мбит/с до 384 кбит/с и 300 кбит/с, т.е. и DCC, и MD принципиально менее точно воспроизводят звук, чем CD. Прогноз — дело неблагодарное, но справедливости ради давайте вспомним судьбу еще одного (теоретически превосходящего по качеству CD) формата R-DAT, которому в момент его появления в 1987 году также прочили место наследника КК. Показателен в этом смысле довольно точный прогноз автора этих строк, опубликованный в «Радиоежегоднике-89». В то время как практически вся зарубежная и отечественная пресса писала о том, что к 1991 году R-DAT полностью заменит КК, это была, пожалуй, единственная публикация, в которой R-DAT было отведено скромное место разве что в полупрофессиональных студиях звукозаписи (с. 175 «Радиоежегодника-89»). Еще один «аудиомиф», который мне хотелось бы «развенчать» в этой статье, касается глубокоуважаемой и всемирно известной фирмы Dolby. Тут я должен сказать, что Рэй Милтон Долби — мой кумир, и вся его деятельность — достойный образец инженерного мастерства. Но … и на солнце есть пятна, есть серьезные недостатки и в системах Dolby. По сравнению с предшественниками — динамическими фильтрами, работающими только при воспроизведении — компандеры Dolby, безусловно, огромный шаг вперед, ведь работая «зеркально» в режимах записи и воспроизведения, они теоретичеки должны обеспечить идентичность прошедшего двойную обработку сигнала воспроизведения исходному. Но многие «слухачи» отмечают, что Dolby все же заметно нарушает пространственную насыщенность звука, а т.н. «пуристы» предпочитают мириться с шипом магнитной ленты, лишь бы не «жевать» звук включением Dolby. Что ж, значительная доля правды в этих утверждениях есть, многочисленные исследования сотен кассетных магнитофонов, оснащенных системами Dolby В, Dolby С, Dolby S позволили мне установить основную причину этих недостатков — неидеальность каналов магнитной записи-воспроизведения (КМЗВ) реальных магнитофонов. Дело в том, что компандеры Dolby имеют т.н. «билинейную» характеристику сжатия-расширения, на которой есть несколько характерных точек излома, причем для идеального восстановления сжатого сигнала точки перегиба компрессора в режиме записи и экспандера в режиме воспроизведения должны совпадать. На практике это означает, что коэффициент передачи КМЗВ должен быть точно равен единице (или 0 дБ). Реальные магнитофоны отрегулированы идеально далеко не всегда и характеристики сжатия-расширения оказываются «сдвинуты», в результате чего на суммарной амплитудно-амплитудной характеристике появляется «яма» или «горб», причем в самом неподходящем отрезке уровней записи от -30 до -10 дБ, ответственном за правильность передачи реверберационных «хвостов» музыкального сигнала. В случае «ямы» эти «хвосты» просто исчезают, а в случае «горба» — динамически выпячиваются, отсюда и потеря пространственной насыщенности. Есть у систем Dolby и еще один недостаток — даже при линейной АЧХ КМЗВ отличие его коэффициента передачи от 1 приводит к динамическому нарушению мгновенных АЧХ и особенно ФЧХ, что также сильно нарушает естественность звучания, «размазывая» стереопанораму то в один, то в другой канал. Причина — в использовании т.н. фильтрующей технологии sliding band — «скользящей полосы», хорошо маскирующей модуляционные шумы, но, к сожалению, при этом АЧХ и ФЧХ сильно зависят от уровня сигнала.
Предвосхищая вопрос о схемотехнике dbx сразу отмечу, что «родная» схема dbx довольно сложна и требует применения нескольких специализированных ИМС, продающихся только по лицензии DBX, Inc. Но мне за последние годы, основываясь на алгоритме работы dbx, удалось создать dbx-совместимый компандер, названный Универсальным КОМПандером. Стереовараинт УНИКОМПа содержит 7 недефицитных отечественных микросхем и обеспечивает на любом катушечном или кассетном магнитофоне динамический диапазон, вдвое (по децибелам) больший собственного динамического диапазона КМЗВ. Т.е. если собственно магнитофон обеспечивает 40 дБ, то с УНИКОМПом будет 80 дБ, если 45 дБ, то с УНИКОМПом будет 90 и т.д. К сожалению, рамки данной статьи не позволяют подробнее остановиться на алгоритмах и схемотехнике dbx-УНИКОМПа, но интересующимся сообщу, что описание и схема УНИКОМПа запланированы к публикации в «Радиохобби». |
||
20-20000.RU © 2010– г. |
||