Bang for Your Buck – Kaj loči en ojačevalnik od drugega?

V naši seriji Bang for your Buck govorimo o funkcijah izdelkov in oblikovanju komponent, ki nudijo večjo vrednost in zmogljivost. Razpravljali smo o izvornih enotah in zvočnikih, zdaj pa je čas, da si podrobneje ogledamo ojačevalnike in kaj ločuje en ojačevalnik od drugega.

Pred leti je ugledni mobilni avdio navdušenec trdil, da vsi ojačevalniki zvenijo enako pod strogimi testnimi pogoji. Izjavo je celo podprl s tem, da je ponudil veliko denarno nagrado vsakomur, ki bi lahko izbral en ojačevalnik 10-krat od 10 v nadzorovanih preizkusih poslušanja. Čeprav je njegova trditev vredna in bi bila zelo težko določiti razliko med dvema ojačevalcema pri slepem testiranju 10 od 10-krat, to ne pomeni, da so vsi ojačevalniki enaki. Pravzaprav obstaja nekaj velikih razlik.

Ta članka se osredotočata na dve zelo različni področji delovanja, o katerih mnogi proizvajalci nočejo podrobno razpravljati:popačenje in šum.

Je moč pomembna?

Ali zmožnost enega ojačevalnika, da proizvede več moči kot drugega, določa njegovo kakovost ali zmogljivost? No, če manj zmogljiv ojačevalec poženemo v distorzijo, potem bo zagotovo močnejši ojačevalec bolje zvenel. Čeprav delujejo znotraj svojih razponov nazivne moči, pa je največja moč pomembna? Ne toliko.

Kaj je ta stvar s faktorjem dušenja?

Desetletja so proizvajalci vrhunskih ojačevalnikov zagotavljali tovarniške specifikacije dušenja. To število je razmerje med izhodno impedanco ojačevalnika in določeno impedanco obremenitve. Zgodba pravi, da bi ojačevalnik z višjim številom proizvedel močnejši in bolj nadzorovan zvok, ker bi nizka impedanca ojačevalnika skrajšala povratni EMF signal iz zvočnika.

Odvisno od vaše različice fizike je lahko faktor dušenja veliko število ali zelo majhen – zaradi česar je potencialno ustrezen ali popoln rdeči sled.

Pri polprevodniških ojačevalnikih je faktor dušenja ali razmerje izhodne impedance dovolj visoko, da ima impedanca obremenitve zelo majhen vpliv na nastali frekvenčni odziv sistema. Pri cevnih ojačevalnikih s transformatorji za usklajevanje impedance to ni vedno tako. Skrbi ali celo razmišljanje o faktorju dušenja je nasprotno po seznamu pomislekov.

Hrup v ozadju

O razmerju med signalom in šumom smo podrobno govorili v naši razpravi o glavnih enotah. To je velik posel v razpravi o ojačevalnikih in spet bo dvignil glavo, ko bomo govorili o signalnih procesorjih.

Vsaka elektronska naprava ustvari neželen šum, ko gre skozi njo signal. Tudi nekaj tako preprostega, kot je upor, povzroči majhno količino hrupa. V tem primeru je verjetno premajhen, da bi ga bilo slišati - vendar je tam. V zapletenem vezju z ojačanjem (povečanje amplitude signala) je ustvarjanje neželenega šuma pogost stranski produkt vprašljive zasnove.

Kako se hrup manifestira v ojačevalniku? To je sikanje v ozadju, ki ga slišite iz zvočnikov, ko se glasba ne predvaja. V idealnem primeru ne želite, da bi glasbi dodal vsebino hrup.

Če imate res učinkovite PA zvočnike, potem je izbira ojačevalnikov z odličnimi hrupnimi specifikacijami ključnega pomena. Sami zvočniki ponujajo 5 do 10 dB več izhodne moči za dani vhodni signal, zato bo morebitni prisotni šum za 5 do 10 dB glasnejši.

Specifikacija razmerja med signalom in šumom

To smo že obravnavali, zdaj pa bomo to storili znova, ker je pomembno. Proizvajalci lahko na dva načina objavijo specifikacije razmerja SNR ali S/N:bodisi ocenjeno na določeno izhodno raven (1 vat na 4 ohme) bodisi glede na največjo zmogljivost proizvodnje moči ojačevalnika. Teh dveh ne morete neposredno primerjati, lahko pa ocenite.

Oglejmo si dva ojačevalnika polnega obsega. V tem primeru bomo uporabili par štirikanalnih ojačevalnikov s podobno oceno. Ojačevalnik A ima objavljeno razmerje signal/šum -104 dB, ojačevalnik B pa ocenjeno na -88 dB. Ob predpostavki, da so številke objavljene z uporabo istega standarda, proizvaja ojačevalnik A 16 dB manj hrupa kot ojačevalnik B. Na žalost je v tem primeru specifikacija -104 ojačevalnika A objavljena glede na njegovo nazivno moč, medtem ko je ojačevalnik B relativen glede na 1 vat proizvodnje. Z enakimi specifikacijami proizvaja ojačevalnik A -84 dB hrupa, 4 dB več kot ojačevalnik B.

Premisleki glede izkrivljanja

Izkrivljanje je, najenostavneje rečeno, dodajanje neželenih informacij signalu. Tako kot pri šumu vse elektronske naprave signalom dodajo določeno količino popačenja, ko signali prehajajo skozi. V večini primerov gre originalni signal skozi napravo nespremenjen, razen če je šlo kaj zelo narobe. Izkrivljanje nastane zaradi dodajanja neželenih informacij.

Harmonično popačenje je seštevanje več primerkov izvirnega signala. Številni vrhunski domači ojačevalniki so testirani s tonom 50 Hz pri nazivni moči. Analiza nastale spektralne vsebine pokaže, koliko nezaželenih informacij nastane.

Zgornja slika prikazuje neverjetno zmogljivost zelo vrhunskega polprevodniškega domačega ojačevalnika. Kot lahko vidite, je malo vsebine 150 in 175 Hz, vendar je skoraj -120 dB pod signalom dražljaja.

V tem primeru lahko vidimo harmonike, ustvarjene v vrhunskem domačem zvočnem ojačevalniku razreda D. Signal 100 Hz je prisoten na ravni -85 dB, signal 250 Hz pa na ravni -90 dB.

Da bi resnično poudarili možnost neželenega vedenja, smo vključili spektralno vsebino vrhunskega ojačevalnika z vakuumsko cevjo. Vidite lahko, da obstaja spektralna vsebina pri 100 Hz na ravni -42 dB, vsebina 150 Hz pri -54 dB in vsebina 200 Hz pri -67 dB. To popačenje bi bilo slišati med poslušanjem.

Intermodulacijsko popačenje

Druga vrsta popačenja nastane, ko dva signala, ki gresta skozi ojačevalnik, medsebojno delujeta in povzročita popačenje, ki je razlika med obema signaloma. Industrijski standardni test za intermodulacijsko popačenje je predvajanje testnega signala, ki vsebuje dva sinusna vala – enega pri 19 kHz in drugega pri 20 kHz. Dve stvari se bosta zgodili, ko bo s temi dražljaji ustvarjeno popačenje:Vsebina bo ustvarjena na obeh straneh teh tonov in pri razliki med njimi, tj. pri 1 kHz.

Ta graf prikazuje domači ojačevalnik višjega razreda z odličnim obnašanjem IMD. Dva stranska pasova imata -119 dB in bi bila popolnoma neslišna.

Ta graf prikazuje isti razred D kot v razpravi o harmoničnem popačenju. Preprosto je videti, da so testni dražljaji ustvarili veliko količino informacij. Vrh je pri -78 dB, tako da ni popolna katastrofa.

Nakup avtomobilskega avdio ojačevalnika

Ker se zdi, da nihče v industriji mobilne elektronike ni pripravljen predložiti svojih izdelkov v to raven pregleda, kako se odločiti za izbiro ojačevalnika, ki ponuja izjemno zmogljivost? Edini način je obširno poslušanje. Nekaj ​​ojačevalnikov na trgu nudi izjemno zmogljivost in niso vsi dragi. Hkrati nekateri zelo dragi ojačevalniki delujejo slabo.

Če želite najti najboljšega, poglejte, ali si lahko zadevni ojačevalnik sposodite od prijatelja in ga postavite v referenčni sistem. Če vaša glasba nenadoma zveni topleje, je to znak, da obstaja dodatna harmonična vsebina. V nekaterih primerih ga je »lepo« poslušati, vendar zagotovo ni natančno.

Ko boste razvili močno referenco za natančnost, boste lahko izbrali ojačevalnike, ki ponujajo odlično zmogljivost. Vaš lokalni prodajalec mobilne elektronike mora imeti predstavitveno vozilo, ki ga lahko preizkusite. Veselo nakupovanje!