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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA La verdad y las historias de reproducción de sonido de alta calidad. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Audio En los últimos cinco o seis años, el mercado de equipos de reproducción de sonido domésticos en los países de la CEI claramente se ha saturado con varios equipos extranjeros, y hoy en día no todos los audiófilos, especialmente los radioaficionados, aceptarán la "palabra" de la publicidad sobre sus méritos. , incluso si estamos hablando de la clase High End. Desafortunadamente, muchas personas, que han invertido una cantidad considerable en la compra de, por ejemplo, UMZCH de una empresa en particular, descubren que su principal ventaja es solo un diseño hermoso, pero de ninguna manera la calidad del sonido. Un papel bien conocido en la desorientación de los compradores lo desempeñan las coloridas revistas para audiófilos que han aparecido en los últimos años. En ellos, casi todos los materiales hablan de las características de los equipos, según los datos proporcionados por los anunciantes, por regla general, en color "rosa". Bueno, la publicidad, como saben, es el motor del comercio, pero un verdadero entusiasta de la grabación con una mentalidad crítica siempre puede descubrir qué es "bueno" y qué es "malo". El moscovita Nikolai Klimenko, uno de los lectores de "Radio", tomó con gran duda el razonamiento y la crítica infundada de los expertos de la revista "AUDIO MAGAZIN" (en adelante, "AM") sobre la alta fidelidad UMZCH (en adelante, UMZCH VV), describió En 1]. En particular, pidió comentar algunas sentencias (bajo el título "Correo" - "AM", 1996, No. 4, p. 3,4). Después de revisar las notas en "AM", puedo notar que los expertos V. Zuev y S. Kunilovsky, en mi opinión, entienden los circuitos, por decirlo suavemente, no muy bien. Entonces, por ejemplo, V. Zuev, al evaluar el circuito del UMZCH VV, trató de demostrar que (cito textualmente) "el microcircuito en la entrada del amplificador ... seguramente robará la profundidad virtual del panorama estéreo, que es tan necesario para crear el efecto de presencia" (es decir, el amplificador operacional K574UD1 de alta velocidad con cascada de entrada en transistores de efecto de campo). Cabe preguntarse por qué exactamente este amplificador operacional "roba profundidad", y una docena de amplificadores operacionales a través de los cuales pasa la señal de sonido al UMZCH en una grabadora, reproductor de CD o cualquier otra fuente de señal (incluso en CD "tubo"). jugadores, el DAC está hecho, como debe ser conocido y experto, en un IC de estado sólido, dentro del cual hay varios amplificadores operacionales), ¿se comportarán "decentemente" y no "robarán" nada? Además, el experto en AM intenta convencernos de que "es prácticamente imposible obtener un buen sonido en condiciones de aficionado", ya que "para una buena reproducción del sonido, los costosos conductores "hi-fi", interruptores, métodos complejos de su conexión (sin oxígeno se requieren soldaduras, soldaduras especiales)". Justifica el precio "ridículo" de los amplificadores de 120400W de Audio Note ($17) y los amplificadores de 247000W de Kegon ($45), así como, aparentemente, varios cientos de dólares de cables de interconexión sin cristal. Se sabe por el curso de la física que cualquier contacto de metal con metal (en presencia de al menos la película de óxido más delgada) puede considerarse como un elemento no lineal de un circuito eléctrico. Y esta no linealidad puede degradar el sonido de los sistemas de alta fidelidad. Pero, por ejemplo, es difícil para mí creer que V. Zuev escuchó el funcionamiento real del UM3CH VV y, además, de alguna manera está familiarizado con su circuito, ya que fue precisamente la eliminación de la no linealidad de los cables de conexión, los contactos del conector. y relés a los que se prestó especial atención durante el desarrollo de este amplificador. En particular, se introdujo una cascada especial en el amplificador, que compensa no solo la no linealidad, sino también los componentes activos y reactivos de la resistencia distribuida de los cables de conexión, y el circuito OOS común está diseñado de tal manera que compensa la no linealidad de los contactos "fríos" del relé de conmutación de salida UMZCH y los conectores. En otras palabras, esos factores negativos que menciona V. Zuev y que pueden empeorar el sonido se eliminan en el UMZCH VV de la manera más efectiva: el circuito. No puedo estar de acuerdo con la afirmación de que "el aficionado a la ingeniería de sonido no puede competir con los equipos de marca... en términos de calidad de sonido". Si estamos hablando del diseño y la ejecución del caso, sí, es difícil para un aficionado competir con la industria. Pero si hablamos de calidad de sonido, hoy en día, incluso un radioaficionado con un entrenamiento promedio es bastante capaz de recolectar UMZCH en la categoría de precio de $ 300-500, mientras gasta solo $ 40... 50. Pero para esto, debe ser un radioaficionado y no seguir los consejos de V. Zuev "es mejor comprar un dispositivo listo para usar". Algo pretenciosa, creo, es la opinión del experto "AM" de que "el Sr. Sukhov, muy tarde, llamó la atención sobre el exotismo esquemático de algunas compañías extranjeras que no difieren en la calidad del sonido de sus productos (es decir, Kenwood y Akai .- Nota del autor) y... con un retraso de unos 10 años". Pero, ¿por qué entonces "AM" discute el diseño de hace siete años como el más popular y aún insuperable en términos de parámetros? Para el mundo de la tecnología electrónica, esto es mucho tiempo. Concluyendo la presentación de mi opinión sobre las notas en "AM", quiero señalar que tales diarios son, por supuesto, útiles en sí mismos. Pero muchas de las declaraciones de autores individuales de artículos pueden parecer indiscutibles solo para aquellos lectores que, disculpe, no pueden distinguir un transistor de una resistencia. Para las personas que entienden los circuitos de los equipos de audio, algunos artículos en "AM" dan una impresión miserable. Estoy convencido de que es posible enseñar a alguien cuando uno mismo sabe a fondo, en el más mínimo detalle, lo que está escribiendo. En su carta a "Radio", N. Klimenko también se interesó en la "filosofía" a la que me adhiero al desarrollar UM3CH VV y en realizar audiciones de expertos. Por lo tanto, este amplificador fue desarrollado como el eslabón final del soporte para el examen subjetivo del sonido de los reproductores de CD siguiendo las instrucciones de uno de los laboratorios de prueba. El encargo era realizar un diseño sobre la base del elemento doméstico y proporcionar una potencia de salida de 100 W a una carga de 8 ohmios (monitores de estudio JBL) con un nivel de distorsión y ruido 10…20 dB inferior al de los reproductores de CD . Habiendo repetido en elementos domésticos hasta una docena de opciones UMZCH de las principales firmas occidentales, estaba convencido de que en los transistores complementarios de la serie KT818, KT819 con una frecuencia de corte baja, no sería posible obtener un aceptable (según TK, no más del 0,001 %) de distorsión no lineal en la frecuencia más alta del rango de audio. El cambio de fase creado por estos transistores ya en frecuencias de audio (es decir, uno o dos órdenes de magnitud más bajos que los de los extranjeros) forzó la introducción de una corrección de fase de frecuencia más profunda para garantizar la estabilidad, lo que, a su vez, limitó la profundidad de el OOS a frecuencias más altas y empeoró la linealidad. El problema se resolvió abandonando por completo la inclusión de transistores según el esquema OE. Se introdujo una corrección de adelanto, compensando el polo formado por los transistores de la etapa de salida en la respuesta de frecuencia del amplificador con un OOS abierto. Como resultado, los requisitos de linealidad del cliente se cumplieron con un amplio margen en todo el rango de audio y el amplificador se puso en funcionamiento. Pero luego resultó (participé como "oyente" en la mayoría de las pruebas subjetivas) que el CD que se está reproduciendo suena diferente a través de monitores (altavoces de estudio) conectados al UMZCH con diferentes cables. Luego, habiendo estudiado detenidamente el fenómeno, nos dimos cuenta de que esas milésimas por ciento de la distorsión que daba el UMZCH no eran nada comparadas con las distorsiones creadas al conectar cables con conectores. Reemplazar los conectores por otros chapados en oro y los cables de conexión ordinarios por unos especiales con una estructura "no cristalina" ($ 250 por un par trenzado de 4 m de largo), solo resolvió parcialmente el problema: las distorsiones disminuyeron varias veces, pero no lo hicieron. desaparecer. Luego, después de una serie de experimentos con amplificadores de estudio Kenwood con el sistema "Sigma Drive", traté de introducir en las cascadas UMZCH para compensar la impedancia total de los cables y la no linealidad de los contactos "fríos". El resultado superó todas las expectativas: las distorsiones desaparecieron, independientemente de la calidad (¡y el precio!) De los cables y conectores de conexión. Así nació la construcción descrita en Radio N° 6, 7 de 1989. Por cierto, recomiendo encarecidamente que todos los amantes del sonido de alta calidad instalen el esquema de compensación mencionado en su UMZCH. Esto es fácil de hacer: solo necesita tres resistencias de precisión (o coincidentes con precisión) y un amplificador operacional. Su tipo no importa mucho, puede ser K140UD6, IK157UD2. En la fig. 1 muestra los diagramas funcionales de UMZCH típicos: fig. 1, a - con una etapa de entrada en elementos discretos, fig. 1, b: con la etapa de entrada en el amplificador operacional, el resto de las etapas están "ocultas" en el bloque A2. La entrada del circuito de compensación está conectada a una salida común directamente en el terminal del altavoz, y la salida a través de la resistencia Rdop, cuya resistencia debe ser exactamente igual a la resistencia R2 en el circuito OOS común UMZCH, está conectada a la entrada inversora de la etapa de entrada. Las resistencias en el compensador deben usarse con precisión (con un error de no más del 1%).
El principio de funcionamiento de dicho compensador es medir la caída de voltaje en uno de los cables de conexión, duplicándolo y "agregándolo" a la señal normal en la salida del UMZCH, lo que equivale a eliminar los cables entre el amplificador y los altavoces. Tal diseño de circuito no requiere ningún ajuste al reemplazar los cables de conexión o los altavoces. Pruébalo y verás que el efecto superará todas tus expectativas (por supuesto, si tu amplificador, fuente de señal y especialmente los altavoces tienen la calidad suficiente). Respondiendo a la pregunta sobre la comparación subjetiva del sonido de UMZCH VV, quiero señalar que solo reconozco pruebas "anónimas" realizadas de acuerdo con el sistema del llamado examen A-B-X, durante el cual los dispositivos A y B comparados son invisibles para expertos y cambiar al azar (diga "A" y luego "B" y los cambios "X" subsiguientes no se declaran). Entonces, en el curso del examen A-B-X de la comparación, el UMZCH VV fue mejor o no peor que el Kenwood KA-500, Quad 405, Yamaha A-1 categoría de costo $ 400 - 1000 disponible a disposición del laboratorio de pruebas y mucho mejor que "Brig", "Odyssey" -010" o lámpara "Surf". Por cierto, fue el examen A-B-X el que permitió ver de primera mano cuántos conocedores de High End perdieron la capacidad de distinguir los componentes de las clases Hi-Fi y High End tan pronto como el objeto de su ilimitada, pero "ciega" el amor desapareció detrás de un tabique negro. Por supuesto, no tengo un oído perfecto para la música, pero, en mi opinión, mucho de lo que ahora está "dando vueltas" en torno a la palabra "High End" parece una disputa religiosa ("lo crea o no"). y la emoción se bombea artificialmente con el único propósito de estimular las ventas. En este sentido, recuerdo el caso con el lanzamiento de una "variante especial" de la popular grabadora de cinta "Nakamichi 1000 ZXL" de Nakamichi, en la que todos los detalles, ¡hasta los radiadores de la fuente de alimentación, estaban dorados! Si esto agrega calidad al sonido, los lectores lo adivinarán por sí mismos, pero el precio ha aumentado aproximadamente tres veces en comparación con el modelo estándar. Hablando de reproducción de sonido moderna de alta calidad, no puedo evitar compartir algunas observaciones que tampoco corresponden a los tonos "rosas". Amplificadores de válvulas. De hecho, en su mayor parte suenan mejor que los transistores. Pero "más agradable" no significa más preciso. El transformador de salida es un dispositivo con mucha mayor no linealidad, frecuencia y distorsión de fase (debido al ciclo de histéresis y la inducción de saturación finita del circuito magnético) que un transistor en modo lineal. Los "lampoviks puros", que entienden el problema, crearon UMZCH sin transformador en 6C3ZS, pero esta es una excepción a la regla. Es precisamente debido a las grandes distorsiones de fase que el tubo UMZCH es difícil de cubrir con OOS profundo, lo que finalmente se manifiesta en una resistencia de salida relativamente grande (unidades de ohmios, para transistores, generalmente centésimas de ohmio), así como un limitación relativamente suave durante la sobrecarga (en la Fig. 2, las curvas 1 y 2 representan las características típicas de amplitud de los amplificadores de válvulas y transistores, respectivamente).
Intente aumentar artificialmente la impedancia de salida de cualquier transistor UMZCH "medio" a 2 ... 4 ohmios (para hacer esto, es suficiente encender una resistencia de 10-20 vatios con tal resistencia en serie con el sistema de altavoces) y no exceda la cuarta parte de su potencia nominal para que los picos de señal a corto plazo no se corten. Estará convencido de que el sonido en el 95% de los casos adquirirá "suavidad de tubo". La razón radica en el hecho de que muchos (¡pero no todos!) los altavoces proporcionan un mínimo de distorsión de intermodulación (en términos de presión sonora) no con una impedancia de salida del UMZCH cercana a cero, sino con su valor de al menos 3 .. .5 ohmios*. Sin embargo, dicha resistencia viola la linealidad de la respuesta de frecuencia y la respuesta de fase de los filtros cruzados pasivos de los sistemas acústicos, que generalmente se diseñan en función del valor cero de la impedancia de salida del UMZCH. ¡Pero estos no son problemas de amplificadores, sino de sistemas acústicos! Son los acústicos quienes deben tener cuidado al desarrollar sistemas no solo sobre la linealidad de la respuesta de frecuencia y la respuesta de fase en términos de presión de sonido en una señal sinusoidal, sino también sobre minimizar la distorsión de intermodulación acústica en Rout = 0 o, peor aún, normalizar Rout, digamos, por 3 ohmios y calcule los filtros de cruce para la resistencia de la fuente. Otro concepto erróneo común entre los audiófilos es que los discos compactos (CD) proporcionan un rango más dinámico que los casetes compactos (CC) analógicos. En este caso, la fórmula para calcular el ruido de cuantificación se da como argumento principal: Nkv=6N+1,8 [dB], donde N es la profundidad de bits de cuantificación por nivel. Para CD se acepta N=16, por lo tanto, el nivel teórico de ruido de cuantificación NKBKd =6X16+1,8=97,8 dB. Con la mano ligera de alguien, este valor se toma como el rango dinámico del CD. Considerando que los mejores QC tienen una relación señal/ruido (sin sistemas de reducción de ruido) del orden de los 55 dB, se concluye que la ganancia del CD es superior a los 40 dB. Pero no debemos olvidar que los principios de QC analógico y QD digital son fundamentalmente diferentes, por lo que es incorrecto usar métodos de medición de QC para evaluar el rango dinámico de QD. En QC, el rango dinámico desde abajo está determinado por el nivel de ruido, ¡pero esto no significa que lo mismo suceda con CD! Mirando la fig. 3, que muestra las dependencias típicas del coeficiente de distorsión no lineal Kni KK y KD en función del nivel de la señal, se puede ver fácilmente que en la grabación analógica, con una disminución del nivel, el KNI disminuye monótonamente, mientras que en la grabación digital aumenta, tendiendo al 40% (desde el tamaño relativo del paso de cuantificación).
Si la grabación analógica en el espectro de distorsión está dominada por los armónicos tercero y quinto, que no son muy agudos, entonces la situación es mucho peor en la grabación digital: muchos componentes combinacionales no forman la serie armónica familiar para el oído, y su el efecto se vuelve perceptible ya a niveles de alrededor del 1%. Es fácil ver que a niveles de señal del orden de -50 dB e inferiores, la distorsión de las señales de CD cruza el umbral del 1% aceptable. Desde abajo, su rango dinámico no está limitado por el ruido de cuantificación, sino por distorsiones no lineales. Y de los 97,8 dB teóricos, solo quedan 50. ¡Pero eso no es todo! Cuando el QC está sobrecargado, las distorsiones no lineales son proporcionales al cuadrado del nivel de grabación (cuando se duplica el nivel, el coeficiente armónico aumenta solo cuatro veces), por lo que su aparición a corto plazo en los picos de la señal es imperceptible para el oído. . Para CD, cuando el nivel de entrada nominal del convertidor de analógico a digital (ADC) se excede en solo 2 ... 3 dB, las distorsiones no lineales aumentan miles de veces, por lo tanto, en un equipo de grabación digital real, un nivel de 12 . .. 15 dB se toma como nominal (es decir, .hasta el factor de cresta de una señal de música real) es menor que el límite de entrada para el ADC. Como resultado, de los 97,8 dB originales, solo quedan 35 ... 37 dB de reales, que son 20 dB menos que los de QC. Es por eso que, a pesar de la ausencia subjetiva de una "espina", muchos fonogramas reproducidos desde un CD provocan una fatiga rápida y tienen una "profundidad de panorama estéreo" notablemente peor que el mismo fonograma reproducido desde un disco de vinilo analógico o un disco de alta resolución. disco de calidad. Por cierto, los discos modernos hechos con la tecnología Direct Metal Mastering brindan un rango dinámico de 60...65 dB y son muy valorados por los audiófilos. Es imposible no mencionar dos "ataques" más a KK: los desarrolladores del casete compacto digital DCC y el minidisco MD. Desde la llegada de DCC (1989) y MD (1993), Philips, el desarrollador de DCC, ha estado tratando de convencer a los audiófilos de que DCC reemplazará completamente a CC en 1 o 2 años. Sony, el desarrollador de MD, también hizo una declaración similar, pero en relación con MD. Pero... pasó el tiempo, y KK sigue siendo el principal proveedor doméstico de programas de audio con capacidad de grabación. Además, si al principio el formato DCC fue apoyado por el gigante mundial Matsushita y varias otras compañías conocidas, hoy DCC solo produce Philips, e incluso entonces solo unos pocos modelos (en el contexto de docenas de modelos KK). Sony, también consternada por la valoración subjetiva de la calidad del sonido por parte de la revista alemana "Audio", que sitúa al MD en último lugar con 45 puntos sobre 100, por detrás del reproductor de CD (1 puntos) y la grabadora de cassette (2 puntos) y se lleva Los lugares tercero y cuarto del tocadiscos de vinilo (85 puntos) y la grabadora de cinta DCC (85 puntos), comenzaron a mejorar febrilmente el sistema de compresión de datos de audio digital, como resultado de lo cual nacieron cuatro (!) Versiones del algoritmo de compresión en 3 años ATRAC 4 - ATRAC 80, y los anteriores no son compatibles con todos los posteriores (es decir, los reproductores MD "antiguos" no pueden reproducir discos "nuevos")... Es hora de recordar que en DCC y MD, al igual que en CD, se usa cuantización de nivel de 16 bits, pero para reducir el flujo de datos escritos en los medios, se usa compresión digital de acuerdo con PASC (Precisión Adaptive Subband Coding) y ATRAC. (Algoritmos Adaptive TRansform, respectivamente. Codificación acústica), que reducen el flujo de datos digitales de 2 Mbps a 384 kbps y 300 kbps, es decir, tanto DCC como MD reproducen el sonido fundamentalmente con menos precisión que el CD. Pronosticar es una tarea ingrata, pero para ser justos, recordemos el destino de otro formato R-DAT (teóricamente superior en calidad al CD), que en el momento de su aparición en 1987 también se pronosticó que sería el heredero de KK. Indicativo en este sentido es el pronóstico bastante acertado del autor de estas líneas, publicado en [2]. Si bien casi toda la prensa nacional y extranjera escribió que en 1991 R-DAT reemplazaría por completo a KK, esta fue quizás la única publicación en la que se le dio a R-DAT un lugar modesto, quizás en estudios de grabación semiprofesionales. En conclusión, aprovecho esta oportunidad para expresar mi profundo agradecimiento a todos los corresponsales y admiradores, cuyo apoyo moral, informativo y material hizo posible el desarrollo de muchos de mis diseños. Nota * "¿Debe el UMZCH tener una baja impedancia de salida?" en "Radio", 1997, N° 4, p. 14-16. Literatura
Autor: N.Sukhov, Kiev, Ucrania
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