Audiofilkina的证书:有关HI-FI放大器质量标准,特性和类别的几封信

在前几篇文章的评论中,出现了有关HI-FI放大器选择的许多问题。从评论和特定论坛的角度来看,目前存在一些关于以下问题的话题:选择现代放大器时的音质标准,购买时重要的护照特征,质量(保真度)对放大器类的依赖性。分别询问所有D类放大器是否实际上比其他类放大器差。下面是这些问题的简短答案。







质量标准和消费者能力问题



有几种方法可以定义消费者对质量的定义,但是没有一种方法可以保证购买质量。如果可以主观地评估复制的保真度和功率(响度),则可能会出现参数可靠性和稳定性方面的问题。我什至遇到过这样的情况:一些鲜为人知的高端制造商的价格不菲的昂贵放大器开始充当振荡器,开始发出一种自激的嗡嗡声。



如果您不进行详细介绍,那么为了了解产品的质量,您应该对放大器的电路及其构建过程的物理知识了解最少,手中要有专用的放大器电路,并且要了解设备设计中使用的元件的功能。那些。理想情况下,您需要成为工程师或至少是有经验的无线电爱好者才能进行此评估。大多数买家没有这种能力。这使得从设备的外观到测量基本参数的操纵方法等众多营销操作成为可能。



面向消费者的放大器质量的正式标准是手册或数据表中的数据。应当记住,只有在公认的标准框架内进行测量时,它们才能反映真实的图像,并且必须指出设备的功率,可再现的频率范围和频率响应不均匀性,非线性失真系数,信噪比,模拟和数字接口。在文档中较不常见的是,您可以找到有关阻尼系数,通道之间的串扰以及通道增益差异的数据。



功率



出于市场操纵的目的,数据表中的任何数据都可能会失真。正如我们在此处所写,这种情况更多地是通过权力发生的。因此,除了具有明确设计标准的RMS和DIN之外,还可以使用诸如程序功率之类的术语,实际上这并不意味着任何事情,因为功率计算方法仅是放大器的创建者才知道的。查看消耗的功率值是有意义的,如果它近似相等,稍大于或什至更大,如果它小于声明的程序功率,则功率数据显然会失真,并且使用的测量技术不允许您看到任何真实的图片。



对于用户而言,这意味着应该查看RMS指示,并且不可能专注于程序功率值,因为这个值实际上就是所谓的。设备的营销能力。有效值是:



DIN-实际负载(用于放大器)的功率值,受谐波失真出现的限制。通过将1 kHz信号施加到设备输入端10分钟来测量。当THD达到1%时测量功率。该功率计算标准与日本电子工业协会采用的日本EIAJ标准相同。



DIN Music Power描述了连续加载音乐信号而没有损坏风险的含义。 IEC电源-相同的DIN音乐电源,但严格定义的测量时间为100小时。



RMS(额定最大正弦波)是放大器(或扬声器)可以在真实音乐信号作用下运行一小时而不受物理损坏的最大(正弦波)正弦功率。通常比DIN高20-25%。 RMS几乎与AES2-1984标准定义的AES功率相同。



在苏联和俄罗斯文档中,您还可以找到“额定功率”参数-由放大器音量控制的中间位置确定,在该位置设备的其他参数与技术说明中所述的相对应。这是一种可操作的指示器,就像程序电源一样,因为可以在最合适的谐波失真值下对其进行测量,并且可以将其调整为适用的标准。有趣的是,对于所有操纵方式,“苏联等级”通常都低于其他值,例如,35 W的额定功率大约相当于110 W RMS(AES功率),90 W-IEC功率(DIN音乐功率)。程序功率值通常是RMS的两倍(或更高),即 标称值为35W可以对应于220W的程序功率。



频率响应和频率范围



频率范围更加有趣。众所周知,一个人能够听到20 Hz到20 kHz的频率,而录音的超声波成分可以保存在HiRes音乐信号中。同时,很明显,由于某种原因产生了放大器的宽频率范围。升高频率范围的上限阈值是改善放大器瞬态响应的一种方法,因为高频区域对应于短时域中的瞬态响应。更多关于此这里



因此,迄今为止生效的GOST 24388-88。家用音频信号放大器。一般技术条件部分借鉴了1977年的德国标准DIN 45500,并对其进行了修改,假定零复杂度组(即高保真度)的放大器的频率范围为10至40,000 Hz,对于第一组复杂度的放大器则假定为20至25,000 Hz。 ...



在这种情况下,标准中的不均匀性仅在可听频率范围内显示,对于零,不大于±0.3 dB,对于第一组,不大于±0.5。当前放大器的国际标准是IEC 60268-3:2018,该标准关于频率响应的规范几乎与俄罗斯(苏联)GOST和德国DIN 45500相同。



对于消费者而言,这意味着选择放大器,其可再现频率范围至少为20 Hz至20 kHz,并且不均匀的频率响应不超过±0.5 dB。同样,如果复制的保真度非常关键,则选择放大器的频率范围为10 Hz至40 kHz(及更高),并且可听频谱的不均匀度(20 Hz至20 kHz)不超过±0.3 dB是有意义的。我强调,不是因为买家变成了蝙蝠并且听到20 kHz以上的声音,而是因为频率范围的扩大改善了瞬态响应。



总谐波失真



客观上讲质量的放大器的一个显着特性是总谐波失真,根据前苏联和集成放大器(作为单独的设备)的同一苏联标准,总谐波失真应达到0.005%,功率放大器应达到0.005%。零组为0.007%。第一组分别为0.05%和0.07%。与频率响应的情况一样,在所有现代(并非如此)世界标准中,高保真音频设备都存在类似的要求。



对于消费者而言,这意味着寻找具有最大THD值为0.07%的THD值,且对再现保真度要求为0.007%以下的高要求和发烧友要求的放大器是有意义的。我必须说,找到这样的放大器非常简单,因为大多数现代放大器都具有较低的THD。



IMD



应当指出,除谐波失真外,放大设备也是互调失真的来源,这种失真很少出现在数据手册中,同时,它们严重损害了再现的保真度,被认为是模糊的声音。 DIN 45500标准被认为是HI-FI级设备标准的来源,它确定了对于高保真放大器,可再现频段250-8000 Hz中的“互调失真(IMD)系数(也在该频段之外,声压级降低了6) dB)”,不应超过3%。



在我最近看到的400个放大器的数据表和手册中,IMD值用5表示,它们的价格都超过10万卢布。而且,重点还不是制造商试图不惜一切代价掩盖真相,而是衡量附加参数的测量(这是0.1%的大规模技术消费者根本不知道的),这并不是一个非常合理的决定。



对于消费者来说,这意味着即使在价格昂贵的设备文档中,他也很可能找不到该参数。您可以通过耳朵确定互调;为此,使用儿童和女性合唱团录音的录音就足够了。如果无法做到,并且没有清晰地听到单个声音,则必须尝试将注意力集中在单个声音上-可能是我们在谈论足够大的互调失真系数。同样重要的是要了解它们的来源可能不是放大器,而是扬声器系统,因此对于此主观测试,使用尽可能最佳的扬声器系统或与一个扬声器系统上的某个参考放大器进行比较是有意义的。



信噪比



信噪比是放大器的一个参数,用于显示没有信号时的噪声水平。根据上述标准,对于HI-FI前置和积分放大器,信噪比至少应为80-90 dB,对于高保真功率放大器,其信噪比应至少为100-110。前置放大器和积分放大器的最小值为63 dB,功率放大器的最小值为86 dB。我必须说,使用此参数,大多数现代放大器都具有完整的阶数,并且如果该值与上面给出的值有显着差异,则可以说我们显然是在谈论低质量的设备。



对于消费者来说,注意信号与加权噪声之比是有意义的,因为在现代设备中尝试使电路设计更便宜或更不专业的PCB布局方法有时会带来灾难性的结果。该值至少应为60-80 dB,这一点很重要,因为挑剔的音乐爱好者应该以90 dB以上的幅度为指导。



灯奇迹



有时在昂贵的电子管设备中,由于过时的电路解决方案的不完善,信号/加权噪声比会降低,而从创建者或偏心的消费者的角度来看,当牺牲此参数以用于其他用途时,效果例如具有某些特征被评定为“音乐”,“温暖”,“体裁兼容”的声音。顺便说一句,非线性失真也会发生类似的情况。因此,即使在超贵的电子管放大器中,谐波失真也可以达到3%甚至5%。



放大器类







传统上,A类A类放大器具有最高保真度,理论上,简单的电路以及通常不对信号进行削波的单端操作通常可以使谐波失真(THD和IMD)最小化,并降低谐波次数...该解决方案的缺点是效率极低,很少会超过15-17%,因此,巨大的尺寸和重量成为额外的问题。能源消耗也自然增长。



对于追求最大保真度,不受限于资金,不惧怕巨大质量和尺寸的消费者,此选项是理想的选择。对于其他所有人,这不是理性的和不可接受的。



B级



在B类中,工作模式是推挽式,元件(灯,npn晶体管)再现正或负(pnp晶体管)输入信号。在这种情况下,导通角等于180°或略大于该值,IMD和THD随之增加。这种模式的优点是效率相对较高,理论上可以达到75%。如今,此类产品几乎已完全被D类A / B类放大器取代。



A / B类



从AB类来看,很明显,这是将高效率和低总谐波失真结合在一起的尝试。为了消除B类中存在的阶跃过渡,在切换放大元件时应采用90度或更大的截止角。因此,工作点在电流-电压特性的线性部分的开始处。由于这个原因,排除了放大元件的锁定,并且静态电流流过它们,有时相当大。与B类相比,这会稍微降低效率,但会大大降低谐波失真。此类的缺点是静态电流稳定的微不足道的问题,可以通过各种方式解决。



D级



D类放大器是最常见,便宜和高性能的,也是最具争议的类别之一。此类放大器通常被称为数字放大器,因为PWM调制用于放大。它们由一个滤波单元,一个4通道PWM控制器,一个电流放大器,一个输出低频滤波器,一个保护单元和一个电源组成。关键优势:与其他效率类别相比,极高的理论上可以达到90%或更高。D类也有许多问题,即:



  • 调制方法引起的非线性(时序误差)。
  • 输出晶体管控制电路的时序特性不一致。
  • LC低通滤波器非线性。
  • 电磁拾音器,含 来自电源的干扰。


“先天性疾病”只是第一和第二点,其影响随着制造的放大芯片的改进而越来越少。正是由于这些问题,使得这些放大器赢得了很多不好的声誉,许多问题在2000年代后期才被制造商克服。LC低通滤波器的非线性得到了示意性解决,并且仅取决于特定放大器的电路。电磁拾取和来自电源的干扰也得到了示意性和结构性的解决。因此,D类根本不是句子。



干渣



放大器的主要质量标准是功率,频率响应,THD等参数。注意IMD和信噪比也很有意义。 40年后在不同国家/地区创建的标准描述了高保真放大器必须遵守的这些值,这些标准包括DIN 45500,GOST 24388-88,IEC 60581,IEC 60268-3:2018,并根据这些标准最现代的放大器。可以在任何级别(包括D类)中构建高保真放大器,这是目前最常见的。我试图选择对放大器的保真度最重要的标准。当然没有描述所有内容,所以阻尼系数,我通过其他材料的立体声通道之间的增益和串扰来分离通道。如果您有什么要补充的,我将不胜感激评论中的其他信息。







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