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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE La vérité et les contes de la reproduction sonore de haute qualité. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / l'audio Au cours des cinq ou six dernières années, le marché des équipements de reproduction sonore domestique dans les pays de la CEI a clairement été saturé de divers équipements étrangers, et aujourd'hui, tous les audiophiles, en particulier les radioamateurs, ne prendront pas le "mot" de la publicité sur ses mérites, même si nous parlons de la classe High End. Malheureusement, de nombreuses personnes, ayant investi des sommes considérables dans l'achat, par exemple, d'UMZCH d'une entreprise particulière, trouvent que son principal avantage n'est qu'un beau design, mais en aucun cas la qualité sonore. Un rôle bien connu dans la désorientation des acheteurs est joué par les magazines colorés pour audiophiles qui sont apparus ces dernières années. En eux, presque tous les documents parlent des caractéristiques de l'équipement, sur la base des données fournies par les annonceurs, en règle générale, en couleur "rose". Eh bien, la publicité, comme vous le savez, est le moteur du commerce, mais un vrai passionné d'enregistrement avec un esprit critique est toujours capable de déterminer ce qui est "bon" et ce qui est "mauvais". Le moscovite Nikolai Klimenko, l'un des lecteurs de "Radio", a pris avec beaucoup de doute le raisonnement et les critiques infondées des experts du magazine "AUDIO MAGAZIN" (ci-après "AM") sur la haute fidélité UMZCH (ci-après - UMZCH VV), décrit dans [1]. En particulier, il a demandé à commenter certains arrêts (sous la rubrique "Courrier" - "AM", 1996, n° 4, p. 3,4). Après avoir examiné les notes dans "AM", je peux constater que les experts V. Zuev et S. Kunilovsky, à mon avis, comprennent les circuits, pour le moins, pas très bien. Ainsi, par exemple, V. Zuev, évaluant le circuit UMZCH VV, a tenté de prouver que (je cite) "un microcircuit à l'entrée de l'amplificateur ... volera sûrement la profondeur virtuelle du panorama stéréo, qui est si nécessaire pour créer l'effet de présence" (c'est-à-dire l'amplificateur opérationnel K574UD1 à grande vitesse avec un étage d'entrée sur transistors à effet de champ). Il convient de se demander pourquoi exactement cet ampli-op "vole de la profondeur", et une douzaine d'amplis-op à travers lesquels le signal sonore passe à l'UMZCH dans un magnétophone, un lecteur de CD ou toute autre source de signal (même dans les lecteurs de CD "à tube", le DAC est fait, comme l'expert devrait le savoir, sur un circuit intégré à semi-conducteurs, à l'intérieur duquel il y a plusieurs amplis-op), se comporteront "décemment" et ne "voleront" rien? De plus, l'expert AM essaie de nous convaincre "qu'il est pratiquement impossible d'obtenir un bon son dans des conditions amateurs", car "pour une bonne reproduction sonore, des conducteurs "hi-fi" coûteux, des commutateurs, des méthodes complexes de leur connexion (soudure sans oxygène, soudures spéciales)" sont nécessaires. Cela justifie le prix "ridicule" des amplificateurs 120400W d'Audio Note (17 247000 $) et Kegon (45 XNUMX $) XNUMXW, ainsi que, apparemment, des câbles d'interconnexion non cristallins de plusieurs centaines de dollars. Il est connu du cours de physique que tout contact métal sur métal (en présence d'au moins le film d'oxyde le plus mince) peut être considéré comme un élément non linéaire d'un circuit électrique. Et cette non-linéarité peut dégrader le son des systèmes haute-fidélité. Mais, par exemple, il m'est difficile de croire que V. Zuev a entendu le fonctionnement réel de l'UM3CH VV et, de plus, connaît en quelque sorte son circuit, car c'est précisément l'élimination de la non-linéarité des fils de connexion, des contacts de connecteur et des relais qui a fait l'objet d'une attention particulière lors du développement de cet amplificateur. En particulier, une cascade spéciale a été introduite dans l'amplificateur, qui compense non seulement la non-linéarité, mais également les composants actifs et réactifs de la résistance répartie des fils de connexion, et le circuit OOS commun est conçu de manière à compenser la non-linéarité des contacts "froids" du relais de commutation de sortie UMZCH et des connecteurs. En d'autres termes, les facteurs négatifs mentionnés par V. Zuev et qui peuvent aggraver le son sont éliminés dans l'UMZCH VV de la manière la plus efficace - les circuits. Je ne peux pas être d'accord avec l'affirmation selon laquelle "l'amateurisme dans l'ingénierie du son ne peut pas rivaliser avec les équipements de marque ... en termes de qualité sonore". Si nous parlons de la conception et de l'exécution du boîtier - oui, il est difficile pour un amateur de rivaliser avec l'industrie. Mais si nous parlons de qualité sonore, alors aujourd'hui, même un radioamateur avec une formation moyenne est tout à fait capable de collecter UMZCH dans la catégorie de prix de 300 à 500 $, tout en ne dépensant que 40 à 50 $. Mais pour cela, vous devez être un radioamateur et ne pas suivre les conseils de V. Zuev "il vaut mieux acheter un appareil prêt à l'emploi". Un peu prétentieux, je pense, est l'opinion de l'expert AM selon laquelle "M. Sukhov, avec beaucoup de retard, a attiré l'attention sur l'exotisme schématique de certaines sociétés étrangères qui ne diffèrent pas par la qualité sonore de leurs produits (c'est-à-dire Kenwood et Akai. - Note de l'auteur) et ... en retard d'environ 10 ans. " Mais pourquoi alors "AM" présente le design d'il y a sept ans comme le plus populaire et toujours inégalé en termes de paramètres ? Pour le monde de la technologie électronique, c'est long. En conclusion de la présentation de mon opinion sur les notes dans "AM", je tiens à souligner qu'en eux-mêmes, de tels journaux sont, bien sûr, utiles. Mais de nombreuses déclarations d'auteurs individuels d'articles peuvent sembler indiscutables uniquement aux lecteurs qui, excusez-moi, ne sont pas en mesure de distinguer un transistor d'une résistance. Pour les personnes qui comprennent les circuits de l'équipement audio, certains articles dans "AM" font une impression misérable. Je suis convaincu qu'il est possible d'enseigner à quelqu'un quand vous savez vous-même à fond, dans les moindres détails, ce que vous écrivez. Dans sa lettre à "Radio", N. Klimenko s'est également intéressé à la "philosophie" à laquelle j'ai adhéré lors du développement de UM3CH VV et à la conduite d'auditions d'experts. Ainsi, cet amplificateur a été développé comme le dernier maillon du support pour l'examen subjectif du son des lecteurs de CD sur les instructions de l'un des laboratoires d'essais. La tâche consistait à faire une conception sur la base de l'élément domestique et à fournir une puissance de sortie de 100 W à une charge de 8 ohms (moniteurs de studio JBL) avec un niveau de distorsion et de bruit inférieur de 10 à 20 dB à celui des lecteurs de CD. Après avoir répété sur des éléments nationaux jusqu'à une douzaine d'options UMZCH de grandes entreprises occidentales, j'étais convaincu que sur des transistors complémentaires de la série KT818, KT819 avec une fréquence de coupure basse, il ne serait pas possible d'obtenir un niveau acceptable (selon TK - pas plus de 0,001%) de distorsion non linéaire à la fréquence la plus élevée de la gamme audio. Le déphasage créé par ces transistors déjà aux fréquences audio (c'est-à-dire un ou deux ordres de grandeur inférieurs à ceux des étrangers) a forcé l'introduction d'une correction fréquence-phase plus profonde pour assurer la stabilité, ce qui, à son tour, a limité la profondeur de l'OOS à des fréquences plus élevées et a aggravé la linéarité. Le problème a été résolu en abandonnant complètement l'inclusion de transistors selon le schéma OE. Une correction de plomb a été introduite, compensant le pôle formé par les transistors de l'étage de sortie sur la réponse en fréquence de l'amplificateur avec un OOS ouvert. En conséquence, les exigences de linéarité du client ont été satisfaites avec une grande marge sur toute la gamme audio et l'amplificateur a été mis en service. Mais ensuite, il s'est avéré (j'ai participé en tant qu '"auditeur" à la plupart des tests subjectifs) que le CD en cours de lecture sonne différemment via des moniteurs (haut-parleurs de studio) connectés à l'UMZCH avec des câbles différents! Puis, après avoir soigneusement étudié le phénomène, nous nous sommes rendu compte que ces millièmes de pour cent de la distorsion que l'UMZCH donnait n'étaient rien comparés aux distorsions créées par la connexion de câbles avec des connecteurs. Le remplacement des connecteurs par des connecteurs plaqués or et des fils de connexion ordinaires par des connecteurs spéciaux à structure "non cristalline" (250 $ pour une paire torsadée de 4 m de long) n'a résolu que partiellement le problème - les distorsions ont diminué plusieurs fois, mais n'ont pas disparu. Puis, après une série d'expériences avec des amplificateurs de studio Kenwood avec le système "Sigma Drive", j'ai essayé d'introduire dans les cascades UMZCH pour compenser la pleine impédance des fils et la non-linéarité des contacts "froids". Le résultat a dépassé toutes les attentes - les distorsions ont disparu, et ce quelle que soit la qualité (et le prix !) des fils de connexion et des connecteurs. C'est ainsi qu'est née la construction décrite dans Radio n°6, 7 de 1989. Soit dit en passant, je recommande fortement à tous les amateurs de son de haute qualité d'installer le schéma de compensation mentionné dans leur UMZCH. C'est facile à faire : vous n'avez besoin que de trois résistances de précision (ou parfaitement adaptées) et d'un amplificateur opérationnel. Son type importe peu, il peut s'agir de K140UD6, IK157UD2. Sur la fig. 1 montre les schémas fonctionnels d'UMZCH typiques : fig. 1, a - avec un étage d'entrée sur des éléments discrets, fig. 1, b - avec l'étage d'entrée sur l'ampli-op, le reste des étages est "caché" dans le bloc A2. L'entrée du circuit de compensation est connectée à une sortie commune directement sur la borne du haut-parleur, et la sortie via la résistance Rdop, dont la résistance doit être exactement égale à la résistance de la résistance R2 dans le circuit OOS commun UMZCH, est connectée à l'entrée inverseuse de l'étage d'entrée. Les résistances du compensateur doivent être utilisées avec précision (avec une erreur ne dépassant pas 1%).
Le principe de fonctionnement d'un tel compensateur est de mesurer la chute de tension sur l'un des fils de liaison, de la doubler et de "l'ajouter" au signal normal en sortie UMZCH, ce qui équivaut à supprimer les fils entre l'amplificateur et les haut-parleurs. Une telle conception de circuit ne nécessite aucun réglage lors du remplacement des câbles de connexion ou des haut-parleurs. Essayez-le et vous verrez que l'effet dépassera toutes vos attentes (bien sûr, si votre amplificateur, votre source de signal et surtout vos haut-parleurs sont de qualité suffisante). En réponse à la question sur la comparaison subjective du son de UMZCH VV, je tiens à noter que je ne reconnais que les tests "anonymes" effectués selon le système de l'examen dit A-B-X, au cours duquel les appareils comparés A et B sont invisibles pour les experts et commutent au hasard (disons, "A", puis "B", et la commutation suivante "X" ne sont pas annoncées). Ainsi, au cours de l'examen A-B-X de la comparaison, l'UMZCH VV était meilleur ou pas pire que les catégories de coûts Kenwood KA-500, Quad 405, Yamaha A-1 400 - 1000 $ disponibles à la disposition du laboratoire d'essai et bien mieux que "Brig", "Odyssey-010" ou tube "Surf". Soit dit en passant, c'est l'examen A-B-X qui a permis de constater de visu combien de connaisseurs High End perdaient la capacité de distinguer les composants des classes Hi-Fi et High End dès que l'objet de leur amour sans limite, mais "aveugle" disparaissait derrière une cloison noire. Bien sûr, je n'ai pas une oreille parfaite pour la musique, mais, à mon avis, une grande partie de ce qui "tourne" maintenant autour du mot "High End" ressemble à un débat religieux ("Je le crois ou non"), et l'excitation est artificiellement gonflée dans le seul but de stimuler les ventes. À cet égard, je rappelle le cas de la sortie d'une "variante spéciale" du populaire magnétophone "Nakamichi 1000 ZXL" de Nakamichi, dans lequel tous les détails, jusqu'aux radiateurs d'alimentation, étaient dorés! Si cela a ajouté de la qualité au son - les lecteurs le devineront par eux-mêmes, mais le prix a augmenté d'environ trois fois par rapport au modèle standard. En parlant de reproduction sonore moderne de haute qualité, je ne peux m'empêcher de partager quelques observations qui ne correspondent pas non plus aux nuances "roses". Amplificateurs à tubes. En effet, ils sonnent pour la plupart mieux que ceux à transistors. Mais "plus agréable" ne veut pas dire plus précis. Le transformateur de sortie est un dispositif avec une non-linéarité, une distorsion de fréquence et de phase beaucoup plus importantes (en raison de la boucle d'hystérésis et de l'induction à saturation finie du circuit magnétique) qu'un transistor en mode linéaire. Les "purs lampoviks", qui comprennent le problème, ont créé UMZCH sans transformateur sur 6C3ZS, mais c'est une exception à la règle. C'est précisément à cause des distorsions de phase importantes que le tube UMZCH est difficile à couvrir avec un OOS profond, qui se manifeste finalement par une résistance de sortie relativement importante (unités d'ohms, pour les transistors - généralement des centièmes d'ohm), ainsi qu'une limitation relativement douce pendant la surcharge (sur la Fig. 2, les courbes 1 et 2 décrivent les caractéristiques d'amplitude typiques, respectivement, des amplificateurs à tube et à transistor).
Essayez d'augmenter artificiellement l'impédance de sortie de tout transistor "moyen" UMZCH à 2 ... 4 ohms (pour ce faire, il suffit de connecter une résistance de 10 à 20 watts avec une telle résistance en série avec le système d'enceintes) et ne dépassez pas le quart de sa puissance nominale afin que les pics de signal à court terme ne soient pas coupés. Vous serez convaincu que le son dans 95% des cas acquerra la "douceur du tube". La raison réside dans le fait que de nombreux haut-parleurs (mais pas tous!) fournissent un minimum de distorsion d'intermodulation (en termes de pression acoustique) non pas avec une impédance de sortie de l'UMZCH proche de zéro, mais avec sa valeur d'au moins 3 ... 5 Ohm *. Cependant, une telle résistance viole la linéarité de la réponse en fréquence et de la réponse en phase des filtres croisés passifs des systèmes acoustiques, qui sont généralement conçus sur la base de la valeur nulle de l'impédance de sortie de l'UMZCH. Mais ce ne sont pas des problèmes d'amplificateurs, mais de systèmes acoustiques ! Ce sont les acousticiens qui doivent veiller lors du développement de systèmes non seulement à la linéarité de la réponse en fréquence et de la réponse en phase en termes de pression acoustique sur un signal sinusoïdal, mais aussi à minimiser les distorsions d'intermodulation acoustique à Rout = 0 ou, pire, normaliser Rout, disons, de 3 Ohm et calculer les filtres de croisement pour une telle impédance de source. Une autre idée fausse courante chez les audiophiles est que les disques compacts (CD) offrent une plage dynamique plus large que les cassettes compactes analogiques (CC). Dans ce cas, la formule de calcul du bruit de quantification est donnée en argument principal : Nkv = 6N + 1,8 [dB], où N est la profondeur de bit de quantification par niveau. Pour CD, N = 16 est accepté, donc le niveau théorique de bruit de quantification NKBKd = 6X16 + 1,8 = 97,8 dB. Avec la main légère de quelqu'un, cette valeur est considérée comme la plage dynamique du CD. Considérant que les meilleurs QC ont un rapport signal sur bruit (sans systèmes de réduction de bruit) de l'ordre de 55 dB, on en conclut que le gain CD est supérieur à 40 dB. Mais nous ne devons pas oublier que les principes du QC analogique et du QD numérique sont fondamentalement différents, il est donc incorrect d'utiliser des méthodes de mesure QC pour évaluer la plage dynamique du QD. En QC, la plage dynamique par le bas est bien déterminée par le niveau de bruit, mais cela ne veut pas dire qu'il en va de même avec le CD ! En regardant la fig. 3, qui montre des dépendances typiques du coefficient de distorsion non linéaire Kni KK et KD en fonction du niveau du signal, vous pouvez facilement voir qu'en enregistrement analogique, avec une diminution du niveau, KNI diminue de manière monotone, tandis qu'en enregistrement numérique il augmente, tendant à 40% (puisque la taille relative du pas de quantification augmente).
Si l'enregistrement analogique dans le spectre de distorsion est dominé par les troisième et cinquième harmoniques, qui ne sont pas très nettes, la situation est bien pire dans l'enregistrement numérique - de nombreux composants combinatoires ne forment pas la série harmonique familière à l'oreille, et leur effet devient déjà perceptible à des niveaux d'environ 1%. Il est facile de voir qu'à des niveaux de signal de l'ordre de -50 dB et moins, la distorsion des signaux CD franchit le seuil acceptable de 1 %. D'en bas, sa plage dynamique n'est pas limitée par le bruit de quantification, mais par des distorsions non linéaires. Et sur les 97,8 dB théoriques, il n'en reste que 50. Mais ce n'est pas tout! Lorsque le QC est surchargé, les distorsions non linéaires sont proportionnelles au carré du niveau d'enregistrement (lorsque le niveau est doublé, le coefficient harmonique n'augmente que quatre fois), de sorte que leur apparition à court terme aux pics du signal est imperceptible à l'oreille. Pour les CD, lorsque le niveau d'entrée nominal du convertisseur analogique-numérique (ADC) n'est dépassé que de 2 ... 3 dB, les distorsions non linéaires augmentent des milliers de fois, par conséquent, dans un équipement d'enregistrement numérique réel, le niveau nominal est considéré comme étant de 12 ... En conséquence, sur les 15 dB d'origine, il ne reste que 97,8 ... 35 dB de réel, soit 37 dB de moins que celui du QC. C'est pourquoi, malgré l'absence subjective d'"épine", de nombreux phonogrammes lus à partir d'un CD entraînent une fatigue rapide et ont une "profondeur de panorama stéréo" sensiblement pire que le même phonogramme lu à partir d'un disque vinyle analogique ou d'un CD de haute qualité. Soit dit en passant, les enregistrements modernes réalisés à l'aide de la technologie Direct Metal Mastering offrent une plage dynamique de 60 à 65 dB et sont très appréciés des audiophiles. Il est impossible de ne pas mentionner deux autres "attaques" contre KK - par les développeurs de la cassette compacte numérique DCC et du mini-disque MD. Depuis l'avènement du DCC (1989) et du MD (1993), Philips, le développeur du DCC, tente de convaincre les audiophiles que c'est le DCC qui remplacera complètement le CC dans 1 à 2 ans. Sony, le développeur de MD, a également fait une déclaration similaire, mais en relation avec MD. Mais ... le temps a passé et KK est toujours le principal opérateur domestique de programmes audio avec la possibilité d'enregistrer. De plus, si au début le format DCC était soutenu par le géant mondial Matsushita et un certain nombre d'autres sociétés bien connues, aujourd'hui DCC ne produit que Philips, et même alors seulement quelques modèles (sur fond de dizaines de modèles KK). Sony, également consterné par l'évaluation subjective de la qualité sonore par le magazine allemand "Audio", qui a placé le MD à la dernière place avec un score de 45 sur 100 après le lecteur CD (1 points) et le magnétophone (2 points) à égalité pour les 85ère-85ème places et la platine (3 points) et l'enregistreur DCC (4 points) placés 80ème-80ème, a commencé fébrilement à améliorer le système de compression des données audio numériques, à la suite de quoi quatre (!) versions de l'ATRAC 4 - L'algorithme de compression ATRAC 1 est né en 4 ans, et les précédents ne sont pas compatibles avec tous les suivants (c'est-à-dire que les "anciens" lecteurs MD ne sont pas capables de lire les "nouveaux" disques)... Il est temps de rappeler que dans DCC et MD, comme dans CD, la quantification de niveau 16 bits est utilisée, mais pour réduire le flux de données écrit sur le support de stockage, la compression numérique est utilisée selon les algorithmes PASC (Precision Adaptive Subband Coding) et ATRAC (Adaptive TRansform Acoustic Coding), respectivement, qui réduisent le flux de données numériques de 2 Mbps à 384 kbps et 300 kbps, c'est-à-dire que D CC et MD sont fondamentalement moins s précis que le CD. La prévision est une tâche ingrate, mais en toute honnêteté, rappelons-nous le sort d'un autre format R-DAT (théoriquement supérieur en qualité au CD), qui au moment de son apparition en 1987 était également prévu pour être l'héritier de KK. Indicatif en ce sens est la prévision assez précise de l'auteur de ces lignes, publiée dans [2]. Alors que presque toute la presse étrangère et nationale écrivait qu'en 1991, R-DAT remplacerait complètement KK, c'était peut-être la seule publication dans laquelle R-DAT se voyait accorder une place modeste, peut-être dans des studios d'enregistrement semi-professionnels. En conclusion, j'en profite pour exprimer ma profonde gratitude à tous les correspondants et admirateurs, dont le soutien moral, informationnel et matériel a permis de développer nombre de mes créations. Noter * "L'UMZCH devrait-il avoir une faible impédance de sortie ?" dans "Radio", 1997, n° 4, p. 14-16. littérature
Auteur : N. Sukhov, Kiev, Ukraine
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