Аудио термины в аналоговых схемах

Аудио термины применяемые в аналоговых схемах могут многое рассказать о усилителе и акустических системах. В этом разделе описываем не только терминологию аналоговых аудио устройств, но и высказываем собственное мнение.

Активные элементы - электронные лампы и транзисторы, предназначены для прямого усиления (увеличения амплитуды) проходящего сигнала. Характеризуются нормированным коэффициентом усиления, имеющим зависимость от рабочего тока, напряжения.

Усилитель (УМЗЧ) - схема, усиливающая входящий сигнал по напряжению и току, за счёт электрической энергии поступаемой от мощного источника питания. Высококачественный усилитель имеет одинаковую форму входного и выходного сигнала (минимальные искажения), это предъявляет к схеме усилителя и его питанию определённые требования.

Двухтактный усилитель - схема включения активных элементов при которой, входящий звуковой сигнал разделяется на полуволны, где каждая полуволна сигнала усиливается индивидуально, своим собственным активным элементом. После местного усиления полуволны объединяются и подаются на громкоговоритель. Процесс разделения и слияния вызывает искажения звука, обусловленные различиями скоростных свойств активных элементов. Двухтактный усилитель характеризуется повышенной выходной мощностью и КПД.

Пассивные элементы - конденсаторы и резисторы, задают индивидуальные режимы работы активных элементов и их источников питания. Поэтому, устанавливая с помощью пассивных элементов величину тока и напряжения, можно регулировать усиление и частотно скоростные свойства активных элементов.

Однотактный усилитель - усиление сигнала одним плечом, без разделения и обратного слияния. Работает только в чистом классе "А" и обладает минимальными искажениями. Характеризуется низким КПД, так как более 75% постоянно отдаваемой мощности выделяется (в виде нагрева) на активных элементах, а остальная энергия (меньше 25%) уходит на поддержку усиления сигнала.

Класс "А" - режим работы активных элементов при котором, ток постоянного потребления много превышает ток усиливаемого сигнала. В результате, блок питания усилителя мощности стабильно отдаёт основную часть энергии активным элементам (нагревая их), что обеспечивает их постоянную открытость, это пропускает звуковой сигнал без препятствий. Класс "А"- характеризуется низким КПД и минимальными искажениями и неразрывно связан с однотактным каскадом усиления.

однотактный усилитель звука Grimmi чистый класс А - цвет золото

Класс "В" и "АВ" - режим работы активных элементов при котором, ток усиливаемого сигнала много превышает ток постоянного потребления. Характеризуется импульсным тока потреблением - транзистор открывается только во время прихода звукового сигнала, это вызывает задержку в подаче тока и искажает форму сигнала. Нестабильное и импульсное энергопотребление увеличивает путь протекания тока и замедляет скорость подачи энергии на активные элементы схемы, что приводит к возникновению дополнительных искажений звука. К тому же, общая мощность потребления зависит от уровня громкости и динамической активности музыкального материала, это ограничивает музыкальную универсальность усилителя мощности.

Повторитель мощности - усилитель сигнала по току. Характеризуется высоким усилением по току и коэффициентом передачи по напряжению, близким к единице т.е. нет усиления по напряжению. Поэтому отсутствуют все искажения сигнала свойственные усилителю напряжения. Обладает низким выходным сопротивлением и устойчив к длительным перегрузкам.

Операционные усилители - микросхемы созданы на основе эпитаксиально-планарной технологии, которые по схемотехнике напоминают классические транзисторные усилители. Конструктивно, все активные и пассивные элементы рисуются электронным лучом одновременно. В результате простого производственного процесса, количество элементов в микросхеме может быть любое, что практически не влияет на её себестоимость.
Некоторые микросхемы представляют собой полный усилитель, поэтому необходимо подать только напряжение питания и аппарат готов.
Операционные усилители обладают очень высоким коэффициентом усиления, полоса пропускания всегда широка и идеально линейна + "копеечная" цена. Всё это способствует их быстрому внедрению в чисто коммерческое Hi End Audio производство, так как существует возможность мотивировать, незначительные материальные затраты высокими техническими характеристиками.
Однако не надо забывать, что количество элементов увеличивает путь прохождения сигнала, это перемножает призвуки элементов и приводит к сокращению гармонических составляющих звукового спектра. Поэтому на слух очень хорошо заметно, как проявляются эти негативные факты - ярко выраженный и резкий "транзисторный" звук.

Интегратор - операционный усилитель включённый для удержания нулевого потенциала на выходе транзисторного усилителя мощности. Характеризуется глубокой обратной связью на инфранизких частотах 2-5Гц. Интуитивно предполагается, что улучшается демпфирование усилителя мощности на низких частотах. Но, это не всегда так.

Обратная связь (ОС) - цепь из пассивных элементов включённая между входом и выходом усилителя мощности. Применяется для уменьшения искажений звука и переводит усилитель в линейный режим работы.

  • Отрицательная обратная связь (ООС) уменьшает коэффициент усиления.
  • Положительная обратная связь (ПОС) увеличивает коэффициент усиления превращая усилитель в триггер Шмитта.

Гармоники звукового спектра (сигнала) - звуковой сигнал распространяясь в воздушной среде встречает препятствие в виде молекул воздуха, предметов мебели и.т.д. и отражается от них. Поэтому мы реально слышим разницу в записи звука сделанной в определённой обстановке - концертного зала или студии.
Психоакустикой доказано - если включить генератор на частоте 1000Гц, то при разной освещённости, влажности и температуры воздуха (в одном и том же помещении) мы услышим частоту 1000Гц в разном тональном окрасе.
Темень и тепло - понижает тональность звука, делая звучание мягко-бубнящим.
Яркое освещение и холод - излишне выделяет ранее малозаметные детали. Но электронный частотомер (в любом варианте) покажет только одну частоту - 1000Гц.
Что же мы слышим? - Частоты кратные основному звуковому сигналу, это есть гармоники звукового спектра.
Однако если такой эксперимент проделать на частоте 100Гц, то на слух никаких изменений не будет, так как гармоники низких частот хорошо маскируются основной несущей частотой (в данном примере 100Гц). Поэтому при усилении сигнала усилителем мощности, частота искажений гармонических составляющих основного сигнала, принципиально влияет, на различия в звучании ламповых и транзисторных усилителей.
В ламповом усилителе присутствуют видимые по приборам искажения звука, но гармоники этих искажений имеют низкий порядок и хорошо маскируются основным звуковым сигналом. В транзисторном усилителе искажения звука минимальны, но прядок гармоник высок, что вызывает резкость и металлический окрас.

Эффект Хааса (Haas) – механическое движение и преобразование энергии из одного вида в другой не происходит мгновенно - инерционность. Наш слух не является исключением и обрабатывает разный объем информации с неодинаковой скоростью. Поэтому отдельные звуки длительностью 20мс и 200мс воспринимаются с разной амплитудой (громкостью). Чем длиннее звуковой сигнал, тем больше его звуковое давление (громкость). При длительности импульса меньше 40мс наш слух не имеет разрешения. Поэтому два сигнала с интервалом меньше 40мс, мы воспринимаем как один, при интервале более 40мс – раздельно. Это есть Эффект Хааса.

Акустические системы - преобразователь (конвертор) электрической энергии в механические звуковые колебания.

Электростатические акустические системы (ЭСАС) – тонкая, плоская, подвижная мембрана, окружённая с двух сторон перфорированными панелями-статорами. На мембрану подаётся статический заряд высокого напряжения, на статоры звуковой сигнал.  В результате наведённой энергии, мембрана производит движение (между статорами) и образуется звуковое давление. Основное достоинство ЭСАС – передача полного звукового диапазона одной широкополосной мембраной, что исключает фазочастотные и нелинейные искажения.

Баннер - Усилитель мощности Grimmi

Лучшее сочетание вакуумных и          полупроводниковых характеристик - однотактный гибридный усилитель звука.

символ - вакуумная радиолампа

          Мы не создаём иллюзий,
          Мы делаем звук живым!

символ - полупроводниковый транзистор

Акустические системы Heliumacoustics коаксиального типа динамик 12 дюймов

*** Балансные и не балансные соединения (конструкция и схемы) применяемые в аудио
*** Коэффициент демпфирования (Damping Factor) в усилителях
*** Выходная мощность усилителя | качество звука
*** Виниловые пластинки или компакт-диск
*** Принцип работы МДП-структур
*** Водяной знак для аудио | методы внедрения | watermarking-приложения
*** Как выбрать наушники | полезные советы

Наверх