Когда мы выбираем усилитель, мы часто сталкиваемся с набором сухих цифр и непонятных аббревиатур, которые представляют собой технические характеристики, которые многим кажутся китайской грамотой. Однако на самом деле в этих технических характеристиках кроется вся суть устройства: его мощность, честность и характер.
Не стесняйтесь использовать эти параметры, чтобы сравнить различные модели и понять, что вы на самом деле покупаете. Они помогут вам ответить на важные вопросы, такие как будет ли усилитель достаточно громким для ваших колонок, не исказит ли он звук и как он поведет себя с вашей музыкой.
Давайте и я разберемся, что означают основные цифры в паспорте усилителя. Мы не будем изучать сложную физику, а просто рассмотрим, как каждая характеристика влияет на звук вашего дома. Эта информация поможет вам правильно выбрать метод и получить от музыки то, что вы хотите.
Рабочий частотный диапазон или диапазон воспроизводимых частот
Немецкий стандарт DIN 45500, принятый в далеком 1974 году и определивший группу критериев соответствия аудиотехники классу Hi-Fi (High Fidelity), декларирует, что рабочий частотный диапазон усилителя должен простираться как минимум от 20 Гц до 20 кГц. При этом, как и в случае акустических систем, нужно помнить о том, что сами по себе границы этого диапазона ни о чем не говорят – они становятся информативными только будучи дополнены условиями измерения.
Рабочий частотный диапазон определяется как граничные частоты, в пределах которых неравномерность амплитудно-частотной характеристики остается в определенном «коридоре». Для абсолютно горизонтальной АЧХ ширина этого коридора будет 0 дБ, поскольку неравномерность характеристики в этом случае отсутствует. Но усилителей с такой АЧХ в жизни не встречается, потому при измерениях реальных аппаратов задаются некие допуски неравномерности и фиксируются нарушения этих допусков. Понятно, что чем шире коридор (грубее допуски), тем более протяженным будет рабочий частотный диапазон. И здесь главное – в погоне за красивыми цифрами не дезавуировать сам показатель. Другими словами, рабочий частотный диапазон усилителя, определенный, к примеру, по уровню -10 дБ будет скорее всего очень красиво выглядеть, но окажется совершенно бесполезным, ибо звук определенной частоты с уровнем -10 дБ относительно общего потока звуковой информации вы скорее всего просто не услышите.
Несмотря на то, что частотный диапазон часто измеряют только по уровню -3 дБ, иногда используются более строгие условия. Например, усилитель может показывать рабочий диапазон от 20 Гц до 20 кГц с неравномерностью +/- 0,1 дБ, а если расширить коридор до +/- 3 дБ, он может показывать диапазон от 10 Гц до 100 кГц. Эти значения соответствуют современным транзисторным усилителям.
В связи с этим, отметим два момента. Во-первых, значение какого-либо параметра для системы в целом определяется самым «узким местом» – компонентом с наихудшим значением этого параметра. Для аудиосистемы по большинству параметров таким звеном будут колонки, для которых, к примеру, рабочий диапазон от 20 Гц до 20 кГц с неравномерностью +/- 0,1 дБ практически недостижим. Во-вторых, если включить в рассмотрение (в состав системы) и ваш слуховой аппарат, то, возможно, узким местом окажется именно он – с возрастом острота слуха снижается, особенно в высокочастотной области. В итоге, говоря о рабочем частотном диапазоне усилителя, нужно лишь следить, чтобы этот диапазон с запасом перекрывал возможности акустических систем, с которыми он работает, а в рабочем частотном диапазоне акустики демонстрировал минимальную неравномерность АЧХ.
Отношение сигнал/шум
В случае, если усилитель лишен полезного сигнала и все его источники выключены, внимательно прислушавшись, можно услышать слабый шум в колонках — если, конечно, усилитель работает правильно. Этот слабый шум является паразитным шумом усилителя, вызванным как электромагнитными наводками на электронные части схемы, так и собственными шумами этих компонентов, которые могут возникать по различным причинам, например, по мере повышения их темпа.
Отношение сигнала к шуму или отношение сигнала к шуму, которое измеряется в децибелах, называется отношением сигнала к шуму или S/N. Эта характеристика иногда превышает 100 дБ в современных транзисторных усилителях. Помня о том, что уровень сигнала в дБ оценивается с помощью логарифмической шкалы, а не линейной, мы получаем, что собственные шумы усилителя более чем в десять миллиардов раз тише уровня полезного сигнала. Иными словами, этот шум можно просто игнорировать, и вы вряд ли сможете определить разницу в «шумности» между двумя усилителями с отношением сигнал/шум 85 дБ и 120 дБ на слух.
Коэффициент гармонических искажений
Усилитель должен точно повторить форму входного сигнала на выходе, но с большей амплитудой. Это только в теории, но в практике для усиления используются активные элементы, чьи характеристики нелинейны и могут искажать исходный сигнал без нашего желания. К синусоиде на входе добавляются гармоники с частотой, кратной частоте полезного сигнала. Несмотря на то, что их амплитуда меньше, чем у полезного сигнала, они
Отношение суммарного уровня дополнительных гармоник к уровню полезного сигнала называют коэффициентом гармонических искажений (THD – Total Harmonic Distortion). В большинстве случаев измерения этого параметра проводят на частоте 1 кГц либо при половинной мощности усилителя, либо при максимальной. Для современных транзисторных усилителей этот параметр составляет доли процента, а уловить на слух разницу в звучании усилителя с КНИ 0,05% и 0,005% получится только у «золотого уха». Остается добавить, что на границах рабочего диапазона, то есть, в области самых низких и самых высоких частот, этот показатель растет.
Чтобы выбрать усилитель, не нужно быть инженером; достаточно просто знать, на что влияют основные параметры. Главное, что нужно знать, это мощность (но не гнаться за завышенными цифрами), сопротивление, которое должен поддерживать усилитель, и уровень искажений (чем ниже уровень искажений, тем чище звук). Также важно, с какими колонками и источником сигнала устройство совместимо.
Коэффициент интермодуляционных искажений
Но не так страшны гармонические искажения, как иные их виды. Гармоники всегда сопровождают прослушивание музыки, даже когда мы наслаждаемся живой музыкой — звучание основного тона музыкального инструмента обычно сопровождается гармониками более высокого порядка, такими как обертоны. Присутствие этих гармоник не только не портит впечатление, но и улучшает звучание. Согласно исследованиям в области, на субъективное восприятие влияет уровень гармоник и их порядок
Но куда сильнее звучание портят интермодуляционные искажения (IMD – Inter Modulation Distortion), которые возникают при усилении мультитонового музыкального сигнала, когда на выходе усилителя появляются паразитные составляющие с частотами, являющимися суммой или разностью частот спектра входного сигнала, а также суммой или разностью частот гармоник полезного сигнала, попадающих на вход усилителя через обратную связь. Их «заметность» на слух определяется тем, что подобные искажения никак не коррелируют с основными тонами музыкального сигнала.
Разделение между каналами
Разделение каналов, также называемое разделением каналов, характеризует степень проникновения сигнала из одного канала в другой для многоканальных усилителей, которые также включают стереофонические компоненты. Этот показатель часто называют перекрестными помехами, потому что наведенный в соседний канал сигнал по сути является паразитным.
Соотношение наведенного сигнала из соседнего канала к полезному измеряется в децибелах. Чем ниже этот показатель, тем труднее для усилителя создать объемную стереокартину. В большинстве случаев разделение каналов ухудшается с увеличением частоты сигнала. Иными словами, область BЧ наиболее подвержена проблемам.
Коэффициент демпфирования
Тем самым мы приближаемся к наиболее важным характеристикам усилителей аудиосигнала. Коэффициент демпфирования, также известный как демпинг-фактор, определяет, насколько хорошо усилитель справляется с паразитными напряжениями, вызванными инерционными перемещениями звуковой катушки в магнитном поле динамических головок колонок. Несмотря на усилия разработчиков динамиков создать невесомый (а значит, лишенный инерции), но недостаточно прочный диффузор,
Коэффициент демпфирования представляет собой отношение номинального сопротивления нагрузки к выходному сопротивлению усилителя. Чем больше этот показатель, тем ниже выходное сопротивление усилителя, и тем лучше система сможет компенсировать паразитные колебания. Когда вы выбираете усилитель с коэффициентом демпфирования более 100 единиц, вы можете быть уверены, что модель сможет укротить самые тугие колонки, возраста более 100 лет.
Мощность
Наконец, мы перешли к основной группе параметров, которые описывают эффективность выполнения основной задачи усилителя, а именно усиления сигнала, которое измеряется мощностью, измеряемой в Ваттах. Существует множество различных методов измерения мощности, каждый из которых выдает результат, который может значительно отличаться от других, и «польза» каждого из этих параметров будет тоже очень разной.
Номинальная мощность
Значение номинальной мощности усилителя измеряется при подаче на вход синусоидального сигнала частотой 1 кГц, когда усилитель работает с нагрузкой с определенным сопротивлением, обычно 4 или 8 Ом. Порог, до которого нелинейные искажения не превышают заданного порога, называется номинальным.
Среди особенностей этого показателя, которые необходимо учитывать при оценке, отметим тот факт, что реальный музыкальный сигнал весьма далек от тестового – к примеру, он несет целый частотный спектр, а, как известно, сопротивление акустической системы зависит от частоты сигнала, подаваемого на неё. На каких-то частотах сопротивление может оказаться существенно ниже номинального, и как поведет себя усилитель в этой ситуации этот параметр не подскажет. Второй момент – зависимость КНИ от выходной мощности чаще всего довольно сложна. К примеру, для усилителей, работающих в классе AB, нелинейные искажения на низкой мощности могут быть выше, чем при работе на номинальной. А с учётом того, что основное количество музыкальной информации статистически воспроизводится на низких уровнях мощности, реальные искажения при прослушивании музыки оказываются выше порога, установленного при измерении номинальной мощности.
Максимальная мощность
Выходная мощность усилителя, не учитывая уровень нелинейных искажений, называется максимальной. Критерием для этого является не уровень КНИ, а способность усилителя поддерживать эту мощность в течение длительного периода времени, то есть сохранять работоспособность. Для любителей музыки этот параметр может быть немного загадочным.
Иные технические показатели мощности используются для моделей иностранного производства, преобладающих в наших системах, но различия в основном заключаются в названиях.
DIN Power
DIN Power очень близкий по сути параметр к номинальной мощности – это мощность, развиваемая усилителем при работе на нормированную нагрузку с нелинейными искажениями, не превышающими заданного уровня. Измерения этого показателя проводят в течение 10 минут синусоидальным сигналом частотой 1 кГц при пороге коэффициента нелинейных искажений 1%. Второй вариант этого параметра – IHF Power, для измерения которой искажения ограничивают на уровне 0,1%. И, наконец, третьей вариацией этого параметра стала DIN Music Power, для измерения которой используют не синусоидальный сигнал, а музыкальный, характеризуемый конкретной полосой частот. Например – 100 W (4 Ω, 20 – 20000 Hz, THD 0,1%).
RMS Power
Среднеквадратичное значение мощности при нелинейных искажениях, не превышающих определенного порога, называют Root Mean Squared (RMS) Power. Измеряется этот показатель на синусоидальном сигнале частотой 1 кГц с порогом КНИ составляющем 10%. Данный параметр имеет корни в электротехнике, и для аудио особой информационной ценности не имеет, поскольку наше ухо фиксирует амплитудные значения сигнала, а не среднеквадратичные, и какие-либо усреднения для слуха вряд ли можно применять.
PMPO
Показатель Peak Music Power Output (PMPO) по смыслу повторяет максимальную мощность усилителя, за исключением того, что здесь речь идет о пиковом значении мощности – то есть, мощности, достигаемой на очень небольшом промежутке времени, как правило не превышающем 10 миллисекунд (для максимальной мощности речь шла о работе в течение длительного времени). Потому, когда на пластмассовом бочонке длиной метр мы видим наклейку PMPO 1000 Вт обольщаться не стоит – номинальная мощность усилителя такого бумбокса редко превышает 10 Ватт.
С первого взгляда может быть трудно понять технические характеристики усилителя, но для этого не нужно иметь инженерное образование. Главное, что нужно помнить, это несколько основных параметров, которые влияют на звук и совместимость усилителя с колонками.
Не гонитесь за самыми большими цифрами в графе «мощность». Надежный усилитель с честными 50–100 ватт на канал часто звучит громче и лучше, чем дешевый усилитель с завышенными показателями. Обратите внимание на сопротивление (Омы) и чувствительность ваших колонок, чтобы понять, хватит ли им мощности усилителя, который вы выбрали.
Наконец, лучший способ оценить усилитель — включить его и послушать. Технические характеристики рассказывают о возможностях усилителя, помогая вам сократить круг поиска и избежать очевидных ошибок. Однако вы всегда должны быть в курсе того, как выбрать лучший вариант.
