Полоса частот усилителя

[AML+]

Большинство аудио проффи убеждены - полоса частот усилителя аудио системы не должна быть ограничена ни снизу ни сверху Тратятся немалые умственные силы на схемотехнику ,на обеспечение гальванических связей между каскадами, только для одного - сделать полосу усилителя как можно шире . Более того в охоте за инфра герцами и мультикилогерцами проффи отказывают себе в удовольствии обзавестись ламповой техникой для музыки из-за того, что выходной трансформатор ограничивает полосу частот снизу и сверху.
Рассмотрим, каковы же требования к полосе воспроизводимых частот выдвигает наш слух и какие ограничения вносит звукозапись.
Высокие частоты Во-первых ,по совершенно официальным данным психрфизики среднее ухо (то есть молоточек,стремечко и наковаленка) представляет собой фильтр ограничения высоких частот 9 -го порядка (54 дБ/окт), в среднем начиная с 16 кГц,
Это значит, выше 16 кГц меломан, причем иключительно из элементарных физических соображений, ни чего не слышит и даже, если отдельные музыкальные инструменты издают громкие супер высокочастотные звуки.
Во -вторых, все рекордеры (аналоговые и цифровые) ,почти все микрофоны и усилители ограничивают передачу высоких частот, выше 20 кГц с общим наклоном более 80 дБ/ окт.
Казалось бы, все очевидно - выбор верхней границы АЧХ усилителя выше 20 кГц бессмысленная задача.Но проффи не переспоришь, даже при наличии неопровержимых доказательств выдвигают новый аргумент.
Оказывается слушатель замечает на слух изменение верхнего ограничения полосы частот усилителя при переключении ее с 1 мГц на 500 кГц. Это дествительно происходит при шунтировании сигнала обычным конденсатором.....
Так вот, этот эффект у вас извините эзотерический ,потому как , если для этих целей вы возьмете воздушный конденсатор с медными пластинами и качественными выводами, названный эффект исчезнет и вы ни когда его не услышите! .Советую провести эксперимент!
В третьих многие проффи озабочены ТIM искажениями в усилителях мощности ,а по существу полосой мощности требуемой для воспроизведения музыки.
По официальным данным Кнудсена, Фурдуева и др. спектральная плотность музыкального сигнала с повышением частоты начиная с 2-3 кГц падает с наклоном 12 дБ / окт.Это значит, что если ваш усилитель выдает на 1 кГц 50 Вт музыкальной мощности ,то на частоте 20 кГц нам достаточно иметь 0,5 Вт и не более.
Эту особенность спектра музыкальных сигналов в свое время учли американцы при стандартизации АЧХ RIAA коррекции грамзаписей .Это значит, при воспроизведении грампластинок, требуемая полоса мощности выходного усилителя (и соответсвующая ей скорость сигнала) может быть ограничена весьма низкой частотой около 3 кГц, далее, умножив на 2pif выходное напряжение усилителя (действующее на 20 кГц) получаем максимальную скорость неискаженного сигнала на выходе вашего усилителя в В/мкс).То же самое примерно получается и при воспроизведении компакт -дисков.
Низкие частотыЗдесь все много хуже .Слух воспинимает низкие частоты начиная с 1,5 Гц и реагирует на них очень эмоционально.При воспоизведении частот 8-9 Гц вы можете испытать чувство паники и ужаса и т.п.Однако аудиотехника эти частоты всегда ограничиывает.
Например , акустические системы ограничивают низкие частоты начиная с 30 -100 Гц с наклоном от 12 до 24 дБ\окт.Далее все переходные конденсаторы в тракте запись / воспроизведения вносят ограничения АЧХ , каждый с наклоном 6 дБ на окт. Вроде наклон не большой ,однако если просуммировать сколько этих переходов в тракте , то общий наклон составит где то не менее - 60 дБ на окт. Ну , а в целом это выливается в самые неприятные для слуха искажения -искажения групповой задержки (подробности см. http://aml.nm.ru/perception.htm ) Если к искажениям АЧХ ухо легко адаптируется , то искажения групповой задержки это действительно настоящее зло! .Однако насколько с этой точки зрения ламповый усилитель с выходным трансформатором хуже транзисторного с непосредственными связями? Это легко подсчитать, в случае лампового усилителя искажения групповой задержки увеличатся всего на 5-10 % относительно искажений всего тракта.

[Александр Шумилов]

про16кГц както однобоко написано.Не надо приводить никаких данных психофизики. Как же факт тот факт что в раннем возрасте10-13 лет ухо человека спокойно без напряга слышит и 20кГц. это с возрастом слух ухудшается (а что слышно будет в преклонном возрасте даже представить трудно)Напрашивается аналогия с японскими водителями: Запретить пенсионерам управлять авто не можем, но лучше по доброму сдайте права, от греха подальше.

[jara]

Вопрос 2АМЛ
1.
Вы дали физичесое обьяснение процесса, а где эзотерическое? Так реально не слышно ВЧ или должно быть не слышно?
2.
Как отражается расширение полосы усилителя условно с 500кГц до 1МГц и с 10Гц до 1Гц на огибающей сигнала?
3.
Может ли смещается центр тяжести мгновенного спектра сигнала по критическим полосам слуха при расширении полосы вниз и вверх?

С уважением, Ярослав.

[AML+]

Сообщение от Александр Шумилов

про16кГц както однобоко написано.Не надо приводить никаких данных психофизики. Как же факт тот факт что в раннем возрасте10-13 лет ухо человека спокойно без напряга слышит и 20кГц. это с возрастом слух ухудшается (а что слышно будет в преклонном возрасте даже представить трудно)

Я не знаю аудиофилов в возрасте 10-13 лет.Известные данные относятся к возрастной глуппе 20-35 лет.В этой же группе наблюдается разброс верхней границы слуха от 14 до 25 кГц со средним значением 16 кГц. Замечено что 22-25 кГц слышат в основном только астматики. Замечено также что возрастные потери слуха у звукорежиссеров наступают много позже ,чем у обычных людей.Примерно также как возрастные потери интеллекта наступают много быстрей у тех кто не напрягает свои мозги.

[AML+]

Сообщение от jara

Вопрос 2АМЛ
1.
Вы дали физичесое обьяснение процесса, а где эзотерическое? Так реально не слышно ВЧ или должно быть не слышно?
2.
Как отражается расширение полосы усилителя условно с 500кГц до 1МГц и с 10Гц до 1Гц на огибающей сигнала?
3.
Может ли смещается центр тяжести мгновенного спектра сигнала по критическим полосам слуха при расширении полосы вниз и вверх?

С уважением, Ярослав.

1.Эзотерических объяснений не существует по определению -есть эзотерические факты, которые с объективными параметрами аппаратуры не связаны. Например я знаю стариков ,у которыз слух ограничен тремя кГц , которые прекрасно слышат направления проводов.
2.Даже не задумывался над этим-думаю ни как!
3.Теоретически смещение должно быть ,но слух к нему эффективно адаптируется( то есть не замечает).

[APG79]

Низкие частотыЗдесь все много хуже

Хуже настолько , что УПТ тракт от источника, к примеру ЦАП, до ГД звучит совсем по-другому и нет этому обьяснения

[GaLeX]

Мое ИМХО:
Для адекватной передачи муз. сигнала нам нужно не только обеспечить плоскую АЧХ в диапазоне 20-20, но еще и такую же ФЧХ в таком же диапазоне. А для этого нужна "плоская" АЧХ в диапазоне 2-200 с завалом по краям в 3 дБ.
Итак, 2 Гц - 200 кГц по уровню -3 дБ. Вот минимальные требования к действительно высококачественной системе. Они же по совместительству и разумно-достаточные, т.е. дальше уже расширять нет особого смысла. Можно только до нуля вниз, но это резко усложняет тракт, так что вряд ли оправдано (ИМХО).

[AML+]

Сообщение от GaLeX

Мое ИМХО:
Для адекватной передачи муз. сигнала нам нужно не только обеспечить плоскую АЧХ в диапазоне 20-20, но еще и такую же ФЧХ в таком же диапазоне. А для этого нужна "плоская" АЧХ в диапазоне 2-200 с завалом по краям в 3 дБ.
Итак, 2 Гц - 200 кГц по уровню -3 дБ. Вот минимальные требования к действительно высококачественной системе. Они же по совместительству и разумно-достаточные, т.е. дальше уже расширять нет особого смысла. Можно только до нуля вниз, но это резко усложняет тракт, так что вряд ли оправдано (ИМХО).

GaLeX! Я ответил на все вопросы, связанные с компромисами выбора полосы частот аудиосистемы ,перечитайте внимательно мой первый месс!

[ИГВИН]

По данной теме у меня сложилось мнение, что хорошее звучание УПТ-тракта определяется не широтой его диапазона снизу (хотя это фактор положительный), а отсутствием в УПТ-тракте переходных емкостей.
Т.е. УПТ-тракт может не выигрывать в НЧ-области (а может и выигрывать), но он прогнозируемо лучше в СЧ-ВЧ областях.

Также согласен с уважаемым АМЛ в том, что шунтирование с целью сужения спектра в ультразвуковой области качественной емкостью не повлияет на восприятие звука звуковой области.
Вот конкретный пример. Пост 3921 и далее. Чтобы было понятнее, MAXIM_A не мог найти причину повышенной нелинейности в усилителе.
Она крылась в емкости, включенной параллельно входу.
Но лучше прочитайте сами, впечатления по этому поводу весьма интересны!

[GaLeX]

Я ответил на все вопросы, связанные с компромисами выбора полосы частот аудиосистемы ,перечитайте внимательно мой первый месс!

А сколько ни перечитывай - нелинейность ФЧХ усилителя в диапазоне 20-20 - чем бы она ни вызывалась - исказит исходную форму сигнала.
И мы будем иметь "чуть-чуть не то"!
Все звенья тракта, предшествующие оконечному усилителю, искажают сигнал, возражений не имею. Но зачем же покойного добивать еще и кривой ФЧХ оконечника???
Вы ведь неспроста считали свой Х-трансформатор, задаваясь нижней частотой именно 2 Гц.

Про акустические струменты - не в тему, ибо это "исходники". Они производят звук, а не передают его.
Формат СDDA сам по себе не дает кривизны ФЧХ в диапазоне 20-20.
Формат винила теоретически также не искажает ФЧХ, если ТОЧНО провести преобразование RIAA-антиRIAA. Ну а все что промеж - таки да, искажает, - дык в том числе и поэтому живой звук и отличается от звука "через систему", как бычок от тушенки. Если уберем эти искажения хотя бы в выходном звене - сделаем только лучше.
"Высококачественный" - в применении к тракту, воспроизводящему некую фонограмму с некоего носителя - в моем понимании не добавляющий никаких СЛЫШИМЫХ искажений к тем, что уже были на фонограмме, т.е. не вносящий вредной отсебятины. По поводу искажений ФЧХ - есть мнение, что они многими таки хорошо слышны, вопреки официозу многолетней давности.
2-200 - это программа-максимум, асимптотическая цель. На практике приходится довольствоваться тем, что есть, т.е. АЧХ выходного трансформатора и вкладом разделительных кондеров. Я сам довольствуюсь полосой частот 20-20 по -0.5 дБ, и мне ее хватает,
но я не отношу себя к числу "златоухих". Хотя "разговоры" летучих мышей, живущих у меня на даче на чердаке - характерное цыканье - слышу.