Criterios de calidad y el problema de las competencias del consumidor
Existen varios enfoques para la definición de calidad por parte del consumidor, pero ninguno ofrece una garantía de una buena compra. Si la fidelidad de la reproducción y la potencia (sonoridad) se pueden evaluar subjetivamente, pueden surgir problemas con la fiabilidad y estabilidad de los parámetros. Incluso me encontré con casos en los que amplificadores caros con un sonido muy decente de fabricantes de gama alta poco conocidos comenzaron a funcionar como osciladores, comenzaron a emitir un zumbido en un ataque de autoexcitación.
Si no entra en detalles, para comprender la calidad del producto, debe tener un conocimiento mínimo en los circuitos de los amplificadores y la física de los procesos en los que están construidos, tener un circuito amplificador específico en sus manos y conocer las características de los elementos utilizados en el diseño del dispositivo. Aquellos. Idealmente, debe ser un ingeniero o al menos un radioaficionado experimentado para esta evaluación. La mayoría de los compradores no tienen esas competencias. Esto hace posible numerosas manipulaciones de marketing, que van desde la apariencia del dispositivo hasta un enfoque manipulador para medir parámetros básicos.
Los criterios formales para la calidad de un amplificador para un consumidor son datos de manuales o hojas de datos. Debe recordarse que reflejan la imagen real solo si las mediciones se llevaron a cabo dentro del marco de los estándares aceptados y se debe indicar la potencia del dispositivo, el rango de frecuencias reproducibles y la irregularidad de la respuesta de frecuencia, el coeficiente de distorsión no lineal, la relación señal / ruido ponderado, analógico y digital. interfaces. Con menos frecuencia en la documentación, puede encontrar datos sobre el factor de amortiguación, la diafonía entre canales y la diferencia en la ganancia del canal.
Poder
Los datos de las hojas de datos pueden distorsionarse con el fin de manipularlos en el marketing. Más a menudo esto sucede con el poder, como escribimos aquí . Entonces, en lugar de RMS y DIN, que tienen criterios de diseño claros, se pueden usar términos como potencia del programa, que, de hecho, no significan nada, ya que el método de cálculo de potencia es conocido solo por los creadores del amplificador. Tiene sentido observar el valor de la potencia consumida, si es aproximadamente igual, un poco más y aún más, si es menor que la potencia declarada del programa, entonces los datos de potencia están claramente distorsionados y la técnica de medición utilizada no le permite ver ninguna imagen real.
Para el consumidor, esto significa que uno debe mirar la indicación RMS y que es imposible enfocarse en el valor de potencia del Programa, ya que este valor en realidad significa el llamado. poder de marketing del dispositivo. Los valores válidos son:
DIN - el valor de potencia a una carga real (para un amplificador), limitado por la aparición de distorsión armónica. Medido aplicando una señal de 1 kHz a la entrada del dispositivo durante 10 minutos. La potencia se mide cuando se alcanza el 1% de THD. Este estándar de cálculo de potencia es idéntico al estándar japonés EIAJ adoptado por la Asociación de Industrias Electrónicas de Japón.
DIN Music Power describe el significado de la carga continua de una señal musical sin riesgo de daños. IEC Power: la misma DIN Music Power, pero con una duración de medición estrictamente definida de 100 horas.
RMS (Rated Maxmum Sinusoidal) es la potencia sinusoidal máxima (límite) a la que un amplificador o altavoz puede funcionar durante una hora con una señal de música real sin daño físico. Por lo general, entre un 20 y un 25% más que DIN. RMS es casi idéntico a la potencia AES definida por el estándar AES2-1984.
En la documentación soviética y rusa, también puede encontrar el parámetro "Potencia nominal": se determina en la posición media del control de volumen del amplificador, en el que los otros parámetros del dispositivo corresponden a los indicados en la descripción técnica. Este es un indicador manipulativo, como la potencia del programa, ya que se puede medir al valor más favorable de distorsión armónica y se puede ajustar a los estándares aplicables. Curiosamente, a pesar de toda la manipulación, la “clasificación soviética” suele ser más baja que otros valores, por ejemplo, la potencia nominal de 35 W corresponde a aproximadamente 110 W RMS (potencia AES), 90 W - Potencia IEC (potencia musical DIN). Los valores de potencia del programa suelen ser el doble (o más) del valor eficaz, es decir, 35W nominales pueden corresponder a 220W de potencia del programa.
Respuesta de frecuencia y rango de frecuencia
Es aún más interesante con el rango de frecuencia. Se sabe que una persona puede escuchar frecuencias de 20 Hz a 20 kHz, mientras que los componentes ultrasónicos de la grabación se pueden conservar en la señal musical HiRes. Al mismo tiempo, es obvio que el amplio rango de frecuencia del amplificador se crea por una razón. Elevar el umbral superior del rango de frecuencia es una forma de mejorar la respuesta transitoria del amplificador, ya que la región de alta frecuencia corresponde a la respuesta transitoria en el dominio del tiempo corto. Más sobre esto aquí .
Entonces, el GOST 24388-88 vigente hasta ahora. Amplificadores domésticos de señales de frecuencia de audio. Las condiciones técnicas generales, parcialmente tomadas de la norma alemana DIN 45500 de 1977 y modificada, asumen un rango de frecuencia de 10 a 40.000 Hz para amplificadores del grupo de complejidad cero (es decir, alta fidelidad), y de 20 a 25.000 Hz para amplificadores del primer grupo de complejidad. ...
En este caso, la desigualdad en el estándar se indica solo en el rango de frecuencias audibles y no debe ser más de ± 0.3 dB para cero y ± 0.5 para el primer grupo. El estándar internacional actual para amplificadores es IEC 60268-3: 2018, las normas del estándar con respecto a la respuesta de frecuencia son casi idénticas al GOST ruso (soviético) y al DIN 45500 alemán.
Para el consumidor, esto significa que tiene sentido elegir un amplificador con un rango de frecuencia reproducible de al menos 20 Hz a 20 kHz con una respuesta de frecuencia desigual de no más de ± 0,5 dB. Además, si la fidelidad de la reproducción es muy crítica, tiene sentido elegir un amplificador con un rango de 10 Hz a 40 kHz (y superior) y una desigualdad en el espectro audible (de 20 Hz a 20 kHz) no más de ± 0,3 dB. Lo enfatizo, no porque el comprador se haya convertido en un murciélago y escuche por encima de 20 kHz, sino porque la expansión del rango de frecuencia mejora la respuesta transitoria.
THD
Una característica significativa de un amplificador, que objetivamente habla de calidad, es la distorsión armónica total, de acuerdo con el mismo estándar soviético para amplificadores preliminares e integrales (como dispositivos separados) debe ser hasta 0.005% y para amplificadores de potencia hasta 0,007% para el grupo cero. Y también 0,05% y 0,07%, respectivamente, para el primer grupo. Como en el caso de la respuesta de frecuencia, existen requisitos similares en todos los estándares mundiales modernos (y no tan) para equipos de audio de alta fidelidad.
Para el consumidor, esto significa que tiene sentido buscar un amplificador con un valor THD con un valor THD máximo de 0.07%, y con requisitos de audiófilos y reclamos altos para una fidelidad de reproducción de 0.007% e inferior. Debo decir que encontrar un amplificador de este tipo es bastante simple, ya que la mayoría de los modernos cuentan con una THD relativamente baja.
IMD
Cabe señalar que además de la distorsión armónica, los equipos amplificadores son una fuente de distorsiones de intermodulación, que rara vez caen en las hojas de datos, y mientras tanto, dañan gravemente la fidelidad de reproducción, se perciben como un sonido borroso. El estándar DIN 45500, que se considera la fuente de estándares para equipos de clase HI-FI, determinó que para amplificadores de alta fidelidad, el “coeficiente de distorsión de intermodulación (IMD) en la banda de frecuencia reproducible de 250-8000 Hz (también fuera de esta banda con una disminución en el nivel de presión sonora en 6 dB) ”, no debe exceder el 3%.
De las 400 hojas de datos y manuales de amplificadores que he visto recientemente, los valores de IMD se indicaron en cinco, todos ellos cuestan más de 100K rublos. Y la cuestión no es ni siquiera que el fabricante esté tratando de ocultar la verdad a toda costa, sino que la medición de un parámetro adicional, que el 0,1% de los consumidores de tecnología de masas conocen, no se considera una decisión muy racional.
Para el consumidor, esto significa que lo más probable es que no encuentre este parámetro incluso en documentos de dispositivos bastante caros. Se puede determinar la intermodulación de oído, para ello basta con utilizar las grabaciones del dictado del coro infantil y femenino. Es necesario tratar de concentrar la atención en las voces individuales, si esto no se puede hacer y las voces individuales no se escuchan con claridad; probablemente, estamos hablando de un coeficiente de distorsión de intermodulación suficientemente grande. También es importante comprender que su fuente puede no ser un amplificador, sino un sistema de altavoces, por lo que para esta prueba subjetiva tiene sentido utilizar el mejor sistema de altavoces posible o comparar con un determinado amplificador de referencia en un sistema de altavoces.
Relación señal a ruido ponderado
La relación señal-ruido es un parámetro de los amplificadores que muestra el nivel de ruido en ausencia de una señal. De acuerdo con las normas mencionadas, la relación señal / ruido ponderado debe ser de al menos 80 - 90 dB para amplificadores integrales y preamplificadores HI-FI y 100 - 110 para amplificadores de potencia de alta fidelidad. El valor mínimo para preamplificadores e integrales es 63 dB y para amplificadores de potencia 86 dB. Debo decir que la mayoría de los amplificadores modernos tienen un orden completo con este parámetro, y si los valores difieren significativamente de los dados anteriormente, podemos decir que claramente estamos hablando de un dispositivo de baja calidad.
Tiene sentido que el consumidor preste atención a la relación señal / ruido ponderado, ya que los intentos de hacer un diseño de circuito más barato o un enfoque no muy profesional para el diseño de PCB en equipos modernos a veces dan resultados desastrosos. Es importante que el valor sea de al menos 60-80 dB; para los amantes de la música exigentes, debe concentrarse en 90 dB o más.
Maravillas de la lámpara
A veces en dispositivos de lámparas costosos la relación señal / ruido ponderado es menor, debido a la imperfección de las soluciones de circuitos arcaicos, cuando este parámetro se sacrifica por algún otro útil, desde el punto de vista de creadores o consumidores excéntricos, efectos, por ejemplo, alguna característica sonido que se clasifica como más "musical", "más cálido", "compatible con el género". Por cierto, ocurre una historia similar con la distorsión no lineal. Por lo tanto, la distorsión armónica incluso en amplificadores de válvulas ultra costosos puede alcanzar el 3 e incluso el 5%.
Clases de amplificadores
Tradicionalmente se considera que los amplificadores de Clase A Clase A tienen la mayor fidelidad. En teoría, los circuitos simples y, como regla, la operación de un solo extremo sin recortar la señal le permiten minimizar la distorsión armónica (tanto THD como IMD), así como reducir el orden de los armónicos ... La desventaja de la solución es una eficiencia mínima, que rara vez supera el 15-17% y, en consecuencia, las enormes dimensiones y el peso se convierten en problemas adicionales. El consumo de energía también está creciendo de forma natural.
Para los consumidores que se esfuerzan por lograr la máxima fidelidad de reproducción, sin limitaciones de fondos y sin miedo a una gran masa y dimensiones, esta opción es ideal. Para todos los demás, no es racional ni inaceptable.
Clase B
En la clase B, el modo de funcionamiento es push-pull, el elemento (lámpara, transistor npn) reproduce señales de entrada positivas o negativas (transistores pnp). En este caso, el ángulo de conducción es igual a 180 ° o supera ligeramente este valor, en relación con lo cual aumentan el IMD y THD. La ventaja de este modo es su eficiencia relativamente alta, que en teoría puede llegar al 75%. Hoy en día, esta clase ha sido reemplazada casi por completo por amplificadores de clase D clase A / B.
Clase A / B
De la clase AB, está claro que este es un intento de combinar alta eficiencia y baja distorsión armónica. Para eliminar la transición escalonada que existe en la clase B, se aplica un ángulo de corte de 90 grados o más al cambiar los elementos amplificadores. En consecuencia, el punto de funcionamiento está al comienzo de la sección lineal de la característica corriente-voltaje. Por esta razón, se excluye el bloqueo de los elementos amplificadores y a través de ellos fluye una corriente de reposo, a veces bastante significativa. Esto reduce ligeramente la eficiencia en comparación con la clase B, pero reduce significativamente la distorsión armónica. La desventaja de esta clase es el problema insignificante de estabilización de la corriente de reposo, que se resuelve de varias maneras.
Clase D
El más común, barato y de alto rendimiento, y también una de las clases de amplificadores más controvertidos, es la clase D. Dichos amplificadores a menudo se denominan amplificadores digitales, ya que utilizan modulación PWM para la amplificación. Constan de una unidad de filtrado, un controlador PWM de 4 canales, un amplificador de corriente, un filtro de baja frecuencia de salida, una unidad de protección y una fuente de alimentación. Ventaja clave: extremadamente alta, en comparación con otras clases de eficiencia, en teoría, capaz de alcanzar el 90% o más. Además, la clase D tiene varios problemas, a saber:
- No linealidades causadas por el método de modulación (errores de sincronización).
- Inconsistencia de las características de temporización de los circuitos de control del transistor de salida.
- No linealidad del filtro de paso bajo LC.
- Pastilla electromagnética, incl. interferencia de la fuente de alimentación.
Las "enfermedades congénitas" son solo el primer y segundo punto, su influencia se vuelve cada vez menor con la mejora de los chips de amplificación producidos. Muchos de los problemas, gracias a los cuales estos amplificadores se han ganado una reputación no muy buena, fueron derrotados por los fabricantes a finales de la década de 2000. La no linealidad del filtro de paso bajo LC se resuelve esquemáticamente y depende únicamente del circuito de un amplificador particular. La captación electromagnética y las interferencias de la fuente de alimentación también se resuelven de forma esquemática y estructural. En consecuencia, la clase D no es una sentencia en absoluto.
Residuo seco
Los principales criterios de calidad de los amplificadores son parámetros como potencia, respuesta en frecuencia, THD. También tiene sentido prestar atención al IMD y la relación señal / ruido ponderado. Los estándares creados en diferentes países después de 40 años describen los valores de estos, que deben cumplir los amplificadores de alta fidelidad, tales estándares incluyen DIN 45500, GOST 24388-88, IEC 60581, IEC 60268-3: 2018, de acuerdo con las normas de las cuales el amplificadores más modernos. Se puede construir un amplificador de alta fidelidad en cualquier clase, incluida la clase D, que son actualmente las más comunes. Intenté elegir los criterios que son más importantes para la fidelidad del amplificador. Ciertamente no se describe todo, por lo que el factor de amortiguación,Dejé la separación de canales por ganancia y diafonía entre canales estéreo para otros materiales. Si tiene algo que agregar, agradeceré sinceramente la información adicional en los comentarios.
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