Всем здравствуйте. Мне очень нужен совет по музыкальной акустики.
Есть как пассивные так и активные колонки. При работе всегда есть резкий высокочастотный шум. Я снимаю помещение и не знаю как заходит и как раскидана проводка. Знаю что две жилы в розетках. Скорее всего в этом проблема.
Возможно есть какие приборы ( бесперебойник) или еще что, что поможет избавиться от этого шума. Я уже пробовал отключать все приборы в помещении. Но эффекта нет ( Максимум если ноут из зарядки вы вытащить шум чуть меньше.
+ Когда вкл или выключается морозилка есть щелчки в колонках.
Лучше так: держите крест-фактор (разница между пиком и средним) ≥ 10–12 dB, чтобы музыка «дышала». Подсказка: Crest = Peak dBFS − RMS dBFS.
Ещё лучше так: повышайте микродинамику: избегайте агрессивного лимитирования, оставляйте короткие транзиенты (барабаны, щипок струн) нетронутыми — ухо считывает их как «правду» и «жизнь» в звуке.
1.2 Локализация и сцена
Лучше так: классический равносторонний треугольник: угол между АС ~60°, твиттеры на высоте ушей. Маленькая математика: задержка для выравнивания центров — Delay (мс) = Δдистанции (м) / 343 × 1000.
Ещё лучше так: лёгкий toe-in (5–15°) для стабилизации фантомного центра + выравнивание времени прихода по измерениям (см. §4.2) — сцена «щёлкает», вокал встает строго по центру.
1.3 Тональный баланс и «референс»
Лучше так: стремитесь к мягко наклонённой АЧХ (примерно −1 dB/октава от 1 кГц вверх). Это комфортно для долгого прослушивания.
Ещё лучше так: настройте персональную целевую кривую под комнату и жанры: немного больше энергии 80–120 Гц для телесности, аккуратная «полка» −1…−2 dB на 3–6 кГц против резкости.
2. Комната и расстановка 🏠
2.1 Геометрия треугольника
Лучше так: расстояние от слушателя до каждой АС ≈ расстоянию между АС; фронты — симметрично стенам. Визуальный чек: центр сцены звучит «по центру» при моно-сигнале.
Ещё лучше так:высота твиттера = высоте ушей; разница по высоте компенсируется наклоном. На 2–3 см смещение по высоте слышно на ВЧ — проверьте.
2.2 НЧ-моды и контроль баса
Лучше так: стартовая позиция слушателя ~38% длины комнаты (правило 38%) снижает стоячие волны. Оценка RT60: RT60 ≈ 0.161 × V / A, где V — объём (м³), A — суммарная эквивалентная звукопоглощающая площадь.
Ещё лучше так:узкие бас-ловушки в углах + панельные/мембранные ловушки на проблемных модах (по измерениям). Бас становится быстрее, атака — читаемее.
2.3 Ранние отражения и рассеивание
Лучше так: ковёр/плотная штора/панель в точках первых отражений (стены и потолок). Проверка: поставьте зеркало на стену — где видите драйвер из точки прослушивания, там и панель.
Ещё лучше так: гибрид: поглощение (50–150 мм ваты) + диффузоры за слушателем/между АС. Это расширяет сцену без «мертвого» звука.
3. Железо и усиление ⚙️
3.1 Чувствительность vs мощность
Лучше так: для целевой громкости оцените запас по SPL: SPL@D ≈ Sensitivity@1W/1m + 10·log10(P) − 20·log10(D/1 м). Пример: 87 dB/1W/1m, 50 Вт, 3 м → ~87 + 17 − 9.5 ≈ 94.5 dB пиков.
Ещё лучше так:берите более чувствительные АС (+3 dB эквивалентно ×2 мощности). Это дешевле и чище, чем «качать ваттами» слабочувствительные колонки.
3.2 Хэдрум усилителя
Лучше так: запас по пикам +10 dB (в 10 раз по мощности). Если среднее 5 Вт — держите ~50 Вт на канал.
Ещё лучше так: следите за импедансными провалами (до 3–4 Ом) — усилитель должен быть стабилен и удваивать мощность при падении сопротивления (8→4 Ом).
3.3 Кроссовер / DSP / биампинг
Лучше так: акуратные фильтры Linkwitz-Riley 24 dB/окт для ровной суммарной АЧХ и фазы.
Ещё лучше так:активный кроссовер/биампинг: отдельные усилители на НЧ и ВЧ, цифровая задержка на выравнивание акустических центров — драматически чище транзиенты.
4. Цифровая обработка и измерение 🧪
4.1 Тонкоррекция: ручная и авто
Лучше так: 2–4 узких PEQ для корректировки комнатных горбов ниже 300 Гц (Q 4–8), максимум −3…−4 dB на полку.
Ещё лучше так:авто-калибровка + ручной финиш: доведите «референс» в 1–8 кГц по вкусу, оставив лёгкий наклон вниз — устаёте меньше, слышите больше.
4.2 Время и фазировка
Лучше так: выравнивайте задержки: Delay (мс) = (Дистанция Л − Дистанция П) / 343 × 1000. Даже 0.2–0.3 мс заметны по смещению центра.
Ещё лучше так:инвертируйте полярность одного драйвера и на частоте раздела сведите минимум по уровню — затем верните полярность. Это быстрый лайфхак согласования фаз.
4.3 Динамическая «магия»
Лучше так: мягкий экспандер (ratio 1.1–1.3) возвращает микро-контраст тихим деталям.
Ещё лучше так:быстрый лимитер-ловец пиков на +1…+2 dB над рабочим уровнем защищает твиттер и даёт смелость слушать громче без страха клиппинга.
5. Корпус, материалы и опыт слушателя 🪵✨
5.1 Корпус и демпфирование
Лучше так: утолщённые стенки + ребра жёсткости + внутренняя вата (30–50% объёма). Менее «звонко» → чище середина.
Ещё лучше так:CLD-сэндвич(например, фанера/демпфер/фанера) или точечные битумные пластины в местах изгибов панелей — гасит панельные резонансы.
5.2 Оформление НЧ: ЗЯ/ФИ/лабиринт
Лучше так: ЗЯ (закрытый ящик) — быстрый, «сухой» бас; ФИ (порт) — ниже по частоте, но следите за «дуновением». Прикидка настройки ФИ: для 25 л, порт Ø50 мм, L≈180 мм → f_t ≈ 42–45 Гц.
Ещё лучше так:LLT/лабиринт/пассивный радиатор — меньше шума порта, тоньше настройка под комнатные моды. Пассивник = «порт без дуновения».
5.3 Креатив: свет, интерактив, сценарии
Лучше так: добавьте визуальный фидбек (минималистичная индикация уровня/режима). Это усиливает «ощущение технологии».
Ещё лучше так:сценарии: «ночь» (низкая яркость, тёплая тональность), «кино» (чёткая артикуляция речи), «lo-fi lounge» (слегка округлый верх). Переключение — одной кнопкой/энкодером.
Мини-чеклист «инновационного открытия» ✅
Сцена стабильна, моно по центру, вокал «строго тут».
Бас быстрый, без «бубнения» в одной ноте.
На 70–80 дБ можно слушать долго, устают уши? — правим 3–6 кГц.
Транзиенты (хай-хэт, щелчок бас-бочки) читаются без «песка».
Громко ≠ больно: пики не колют, середина не кричит.
Люди интуитивно понимают интерфейс (сценарии/подсветка/одна ручка).
Его обнажённые электронные компоненты включают RGB-подсветку, имитирующую вентиляторы, и блок питания, который похож на видеокарту. Он занимает столько же места, сколько настольный компьютер, но на деле Edifier Cyber — это просто динамик.
В Китае модель продаётся за 1 499 юаней (примерно 17000 рублей) Внутри — 4-дюймовый сабвуфер, три пассивных радиатора для усиления низких частот, и два полноразмерных 52 мм динамика для средних/высоких частот. Эти компоненты скрыты за тканевой панелью в нижней части корпуса. В верхней части корпуса расположены усилители, блок питания, кабели в оплётках, процессор обработки сигнала — всё это смонтировано так, чтобы напоминать компоненты игрового ПК.
В корпусе пять круглых RGB-элементов создают анимацию вращения, имитируя охлаждающие вентиляторы. Есть 2,8-дюймовый экран, который можно использовать как декоративный элемент (меняющиеся изображения, заставки, сообщения). Но он также имеет практическую функцию: при подключении к ПК по USB он может отображать информацию о загрузке CPU, RAM, GPU, либо показывать текст песни при стриминге аудио со смартфона.
В обсуждении квадратных динамиков с плоским диффузором обратил внимание на интересные самодельные колонки читателя под ником «Южный славянин». Сразу было видно, что человек очень ответственно подошел к делу. В разговоре выяснилось, что у него это не первые и не единственные колонки. Причем все изготовленные колонки разные.
Я попросил Сергея рассказать, откуда у него такое увлечение и какие хитрости в конструкции самодельных колонок.
Как он говорит, любовь к качественной аппаратуре у него «вспыхнуло» в 1983 году. Тогда он, 13 летним пацаненком заглянул в комиссионный магазин, где в это время на полочке играла замечательная красная магнитола «Шарп», завораживая прыгающими столбиками индикатора уровня на светодиодах.
Так уж получилось, что жизнь Сергея тесно связана с натуральным деревом-делает мебель на заказ. Он многократный победитель областных и всероссийских соревнований по художественной резьбе по дереву. Вот однажды клиентка подарила старенькую магнитолу Sharp 940.
Практически легендарная модель. Однако радость была недолгой-магнитола не работала. Причем для ремонта пришлось бы покупать еще одну магнитолу -донара на запчасти, а может еще и не одну.
Не пропадать же добру-Сергей решил использовать колонки от этой магнитолы. По случаю был куплен не менее шикарный аппарат Sharp Optonica 79 года.
Увы, звучание колонок 940 магнитолы совершенно не понравилось Сергею. Вот тогда и решил он сделать корпус из дерева для Шарповских динамиков. Благо литература сейчас доступна, найти методику и рассчитать объем колонки не составило труда.
Он с тихой ностальгией вспоминает то время-красное дерево было вполне доступным материалом, поэтому для колонки использовал лучшие доски, которые сейчас стоят заоблачных денег. Получился такой музыкальный комплекс.
Разницу в звучании заметили все друзья и знакомые.
Позже удалось достать еще более редкую "птицу"- Sharp Optonica 78 года.
Сейчас Сергей делает колонки под этот аппарат. Чтобы всё было в одном стиле, переднюю панель сделал из нержавейки.
Всё тщательно отполировал.
Лазером нанесли надписи на лицевой панели.
Вот и получился комплекс.
Вот тут в кадр попали две самоделки Сергея
Были колонки еще в таком корпусе:
Ну и что касается секретов качественного звучания. Конечно же в первую очередь это использование корпуса из натурального дерева. Причем комбинация разных пород: красное дерево, ясень, орех, ель.
Немаловажно правильный расчет объема.
Ну и изюминка, это внутренняя форма для гашения стоячих волн. В первом варианте использовались трапециевидные вставки, а во втором варианте уже параболические.
Меломаны, услышав звучание такой колонки, сразу обращаются с просьбой: "А сделайте, пожалуйста, корпус под мою колонку S-90(к примеру)". Сделать то можно.... Вот только когда дело доходит до выбора материала, желание быстро угасает от увиденных цен.
Вот Сергей и говорит, что такое увлечение больше для души.
В 1980 году на Рижском радиозаводе имени А.С. Попова началось производство активной акустической системы 35АС-213, получившей коммерческое обозначение «S-70». Это событие ознаменовало новый этап в развитии отечественной звуковоспроизводящей аппаратуры. Спустя пять лет, в 1985 году, свет увидела усовершенствованная версия — 35АС-013, которая по техническим характеристикам была отнесена к высшему классу качества.
Создание «S-70» происходило в период активного развития мирового рынка, когда ведущие производители внедряли инновационные решения в области акустики. Советские инженеры ответили на эти вызовы оригинальной разработкой, сочетающей активную архитектуру с уникальной системой электромеханической обратной связи. Эта технология стала ключевым конкурентным преимуществом модели, обеспечив ей особое место в истории советской радиоэлектроники.
Технико-конструктивные параметры системы.
Конструктивно «S-70» представляет собой трехполосную акустическую систему закрытого типа с интегрированным усилителем мощности. Заявленный частотный диапазон охватывает спектр от 25 до 25000 Гц, при этом реальные измерения демонстрируют заметный спад АЧХ на нижней границе — порядка 17 дБ относительно среднего уровня. В рабочем диапазоне 100-8000 Гц неравномерность частотной характеристики не превышает ±4 дБ, что для тех лет считалось отличным показателем.
Система способна создавать звуковое давление до 100,8 дБ при номинальной мощности, обеспечивая впечатляющую громкость звучания. Чувствительность конструкции составляет 86 дБ, а электрическое сопротивление пассивного входа поддерживается на уровне 4 Ом (с минимальным значением 3,2 Ом). Показатели предельной мощности впечатляют: 70 Вт для шумового сигнала и 400 Вт в пиковом режиме, что свидетельствует о значительном запасе прочности.
Габаритные размеры корпуса — 325x580x265 мм при массе 25 кг. Внутренний объем варьируется от 17,5 до 25 литров в различных модификациях и заполнен звукопоглощающим материалом — специальными матами из технической ваты с марлевым покрытием. Такое решение эффективно подавляет паразитные резонансы, улучшая чистоту звучания.
Динамические преобразователи и система обратной связи.
Акустическое оформление «S-70» базируется на трёх динамических головках производства объединения «Радиотехника»:
Низкочастотный излучатель 30ГД-6 (в поздних версиях 75ГДН-5-4) с интегрированным датчиком ЭМОС.
Среднечастотный диффузор 15ГД-11А (в отдельных исполнениях 20ГДС-1-8).
Высокочастотный излучатель 10ГД-35 (в некоторых модификациях заменённый на 6ГДВ-6-16).
Особого внимания заслуживает реализованная в низкочастотном звене система электромеханической обратной связи. В качестве сенсора перемещения катушки использовался трубчатый пьезокерамический элемент ЭП4Т-2, разработанный одесскими специалистами. Эта технология позволяла существенно уменьшить нелинейные искажения в области басов.
Сравнительные испытания наглядно демонстрируют эффективность ЭМОС: на частоте 31,5 Гц коэффициент гармонических искажений с активной коррекцией составлял 9,4% для второй гармоники и 6,8% для третьей, тогда как без системы обратной связи эти показатели достигали 20% и 13% соответственно. На частоте 40 Гц преимущество ЭМОС проявлялось ещё заметнее — 2,8%/2% против 7,4%/4%. Благодаря этому инженерам удалось добиться качественного басового звучания при относительно компактных размерах корпуса.
Электронная компонентная база и схемные решения.
Усилительный тракт «S-70» построен на базе модуля УНЧ-50-8, аналогичного используемому в блоке «Радиотехника У-101». Его номинальная мощность составляет 35 Вт при максимальной отдаче 70 Вт. Схема включает несколько функциональных блоков:
Усилительно-защитный модуль (U2).
Конечный каскад усиления (А).
Блок индикации и регулировок (U1).
Разделительные фильтры (Z).
Блок питания (U3).
Особенностью конструкции является наличие активного ФНЧ третьего порядка с частотой среза 250 Гц на микросхеме DA1, обрабатывающего сигнал с датчика ЭМОС. Защитная система на транзисторной базе предотвращает появление щелчков при включении и отключает аппарат при возникновении постоянного напряжения на выходе.
На передней панели «S-70» размещены органы регулировки уровня средних и высоких частот, позволяющие корректировать АЧХ в пределах ±3 дБ в полосах 500-5000 Гц и 5-25 кГц соответственно. Рядом расположена информационная панель, включающая:
Маркировка «0 дБ» соответствует номинальной мощности 35 Вт, а отметка «+3 дБ» указывает на паспортную мощность системы. Все элементы управления и индикации смонтированы на пластиковой панели, которая дополнительно выполняет функцию акустического рупора для ВЧ-головки, улучшая ее диаграмму направленности.
Эксплуатационные аспекты и возможные усовершенствования.
Для полноценной работы «S-70» требовалось подключение к предварительному усилителю с регулировками уровня и тембра, например, «Эстония УП-010» или «Радиотехника УП-001». Конструкция предусматривала пассивный вход для подключения внешнего усилителя мощностью до 160 Вт.
Энтузиасты предлагают различные варианты модернизации, включая увеличение внутреннего объёма корпуса до 60 литров для улучшения низкочастотных характеристик, замену СЧ и ВЧ-головок на современные аналоги (например, 4ГД-8Е), а также оптимизацию схемы разделительных фильтров. Однако такие изменения требуют тщательного акустического расчёта и могут нарушить оригинальный звуковой баланс системы.
***
Акустическая система «S-70» (35АС-213/35АС-013) по праву считается одним из наиболее технологичных достижений советской промышленности. Применение системы ЭМОС, активной архитектуры и тщательная проработка всех компонентов позволили добиться качества звучания, сопоставимого с лучшими зарубежными образцами середины 1980-х годов.
Сегодня эти системы сохраняют свою актуальность не только как музейные экспонаты, но и как рабочий инструмент для меломанов, ценящих их характерное звучание. Как отмечают специалисты, «низкочастотный диапазон у этих систем отличается особой четкостью и скоростью реакции, недостижимой для обычных S-90», что подтверждает эффективность применяемых инженерных решений.
«S-70» остаётся ярким примером того, как в условиях ограниченных ресурсов советские инженеры создавали аппаратуру, не уступающую по многим параметрам западным аналогам. Эта система демонстрирует, что даже в эпоху тотального дефицита находились специалисты, способные создавать по-настоящему качественную звуковую технику.
Creative Pebble Nova — компактные настольные колонки с необычным дизайном и коаксиальной акустической системой. Выглядят они ну очень необычно и поддерживают несколько типов подключения к источнику сигнала: Bluetooth, USB-C и AUX. Добавим к этому комплектные подставки, устанавливаемые опционально, и получим очень интересный вариант акустики.
Технические характеристики
Упаковка и комплектация
Поставляются Creative Pebble Nova в коробке довольно внушительных размеров. Визуально оформление коробки очень приятное и выполнено преимущественно в черном цвете с элементами космической тематики.
Открывая коробку в глаза, бросается изобилие дополнительной упаковки. Сверху пользователя встречает пухленькая книжечка инструкции, размещенная на мягкой подложке. Ниже, на формованном картоне разместились два шара колонок в защитных чехлах. В самом низу же находится коробка с аксессуарами.
Комплект поставки включается в себя две подставки с комплектом крепежа, три кабеля (два USB-C и AUX) и универсальный адаптер питания со сменными вилками.
Сам адаптер питания представляет собой вполне обычный параллелепипед с единственным разъемом – USB-C. Максимальная мощность блока 65 Вт.
Конструкция блока питания интересна откидной вилкой, на которую можно повесить один из четырех комплектных адаптеров, каждый из который предназначен для эксплуатации в разных странах.
Отдельного внимания заслуживают подставки. Они плоские, целиком металлические и очень увесистые. Сама конструкция представлена двумя деталями: опорной «пятой» и ножкой. Между собой эти детали скрепляются комплектными винтами.
Использовать колонки можно в трех вариациях:
без подставок,
только с опорной пяткой,
с опорной пяткой и ножкой.
Как это выглядит вживую можно увидеть на фото выше.
Внешний вид и особенности
Во внешности Creative Pebble Nova отчетливо прослеживается принадлежность к линейке Pebble, которая, насчитывая в общей сложности почти десяток моделей. Это все та же форма, тяготеющая к шару, но в случае с Nova это действительно почти правильный и почти полный, не усеченный, шар. Сам же дизайн невольно навевает параллели со «звездой смерти» из известной киновселенной.
Динамики направлены вверх под углом в 45°, как бы нацеливаясь в уши пользователю. Это вполне логично и оправдано при настольном размещении колонок.
Тут мы подходим к интересному моменту – конструкции и количеству динамиков. Конструктивно Creative Pebble Nova – коаксиальные колонки с двумя драйверам: 75 мм для средних и низких частот и 25 мм высокочастотный динамик.
Без разбора увидеть большой динамик довольно сложно, а твитер прямо перед глазами – прикрыт металлическим колпачком-грилем.
С оборотной стороны корпуса расположены пассивные излучатели почти круглой формы. В небольших колонках пассивные излучатели предпочтительнее привычного фазоинвертора и имеют над ним ряд преимуществ. Встречается такое решение не часто, но и прям диковинкой это не назовешь.
Подошва почти полностью закрыта большой резиновой ножкой, которая очень уверенно цепляется за поверхность стола. Вокруг резиновой ножки можно увидеть кольцо из полупрозрачного пластика – это единственный элемент подсветки. Отверстие по центру предназначено для ножки – об этом мы говорили ранее.
Органы управления размещены на правой колонке сверху: пять сенсорных кнопок и небольшой светодиодный индикатор.
Крайняя кнопка переключает эффекты подсветки. Ее также можно настроить в приложении.
На этой же правой колонке, но ближе к подошве размещен несъемный провод USB-C с фиксированным ключом (вверх ногами не подключишь) для соединения со второй колонкой, а также разъемы: пара USB-C (один для питания, второй для звука) и AUX. Помимо этого, источником звука может быть и Bluetooth. В зависимости от источника звука индикатор меняет цвет:
Синий – Bluetooth
Зеленый – AUX
Фиолетовый – USB-C
Справа есть резиновая заглушка, прикрывающая два аудиоразъема 3,5 мм: для гарнитуры/наушников и микрофона.
Звучание
Когда мы говорим о звучании и описании этого звучания у различных устройств воспроизведения, то следует помнить, что много зависит от слушателя, его анатомических особенностях, музыкальных предпочтений и привычек. Поэтому, описанное ниже – сугубо субъективные впечатления, которые могут совпадать, а могут и не совпадать с мнением других пользователей.
Creative Pebble Nova были подключены к ПК по USB-C. Эквалайзер и все улучшалки звука отключены. Отслушивались альбомы: RHCP – Californication, RATM – The Battle Of Los Angeles, Moby – Play и саундтрек к игре NSF Underground 2. Аудиоматериал был в качестве lossless.
Низкие частоты настолько приличные, насколько могут выдать небольшие настольные колонки. Разумеется, тягаться с сабвуфером или приличных размеров мидбасовым динамиком Pebble Nova не может. Однако, сложные партии на бас-гитаре звучат прилично и объемно. Вокал хороший, натуральный. Верхние частоты весьма чистые и… звенящие. Не колючие, а именно звенящие и при этом сильно детализированные.
При прослушивании инструментальной и электронно-инструментальной музыки очень хорошо ощущается объем и детализация сцена. Прослушивание не самых быстрых композиций, как мне кажется, сильная сторона Pebble Nova.
Что касается максимальной громкости, то для домашнего использования здесь ее с избытком. Уровня громкости 25 % от максимума более чем достаточно чтобы слушать музыку в квартире. Здесь я говорю именно о прослушивании музыке, а не о том, чтоб «долбило на все деньги». При просмотре кино за ПК уровень громкости у меня находился на уровне 16-18%. Для музыки в фоне, так чтобы можно было разговаривать, не повышая голос, достаточно было уровня в 8-12%.
Программное обеспечение
На официальном сайте производителя доступно приложение Creative App. Оно позволяет настроить звук с помощью классического эквалайзера или использовать Acoustic Engine для активации звуковых «улучшалок», уровень которых можно подкрутить самостоятельно. Также в приложении можно обновить драйвера и саму прошивку колонок и управлять подсветкой: выбирать эффекты, регулировать скорость и яркость. Кроме того, здесь же можно обновить драйвера устройства.
Заключение
Creative Pebble Nova — отличный выбор для тех, кто ищет стильные и относительно компактные колонки с качественным звуком. В первую очередь Pebble Nova удивляют именно дизайном.
Коаксиальные динамики обеспечивают чистые высокие частоты и насыщенные средние, а пассивные излучатели добавляют басам глубины (в рамках разумного). Гибкость размещения (с подставками или без) поддержка нескольких источников сигнала делают Nova практичным вариантом для повседневного использования.
Из минусов — хотя сенсорные кнопки справляются со своей задачей, отсутствие физической «крутилки» громкости может оттолкнуть некоторый пласт пользователей, которые привыкли именно к этому классическому варианту. Хотя вписать в такой шарообразный дизайн поворотное колесо регулировки громкости было бы сложно.
В целом же, Pebble Nova определенно заслуживают внимания.
Для точного воспроизведения звуковых колебаний необходимо, чтобы ширина полосы пропускания звуковых усилителей и акустики была гораздо шире (вплоть до 200 кГц), чем диапазон частот, слышимый человеком (20 Гц-20 кГц).
Человеческий слух, как известно, способен услышать звуковые колебания, не выходящие за пределы 20 Гц-20 кГц. У людей разных возрастов из-за изменений в слуховом аппарате этот предел разный. После 40 лет большинство людей уже не слышат звуки свыше 16 кГц, а после 50 лет свыше 13 кГц. Но все же считается, что человек слышит звуки в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц.
Исходя из этих возможностей человеческого слуха все ширпотребовские звуковые усилители и акустические системы проектируются и производятся способными воспроизводить звуки, не выходящие за пределы этого частотного диапазона (20 Гц-20 кГц). А зачастую имеют и ещё более узкий диапазон.
Такая ширина полос усилителей и акустики считается вполне достаточной для воспроизведения без потерь и искажений слышимых человеком звуков. Будь то музыка, речь человека, звуки природы. Все вроде бы логично, раз эти полосы полностью перекрывают диапазон слышимых звуков, то и все звуки будут воспроизведены в первозданном виде без каких-либо искажений. И нет никакой необходимости в воспроизведении частот, выходящих за пределы слышимости.
Все это было бы справедливо, если бы все усиливаемые звуковыми усилителями и воспроизводимые акустикой звуки состояли только лишь из синусоидальных сигналов. Но на самом деле это не совсем так. Вернее, совсем не так.
Проблематика усиления музыкальных звуков
Все звуки музыкальных инструментов являются источником сигналов сложной формы. Такой сигнал кроме основного звука определенной частоты содержит и много призвуков на частотах выше основного. Они называются обертонами, по сути это ничто иное как гармоники.
Их частоты кратны частоте основного звука и зачастую выходят за верхний предел диапазона слышимых звуков. Естественно, что сами по себе обертоны вне диапазона слышимых звуков слышимы не будут. Но будучи наложенными на основной сигнал, так же как и слышимые, придают ему особый индивидуальный звуковой окрас. Звук становится богаче, прозрачнее и воздушнее. Именно благодаря обертонам мы и отличаем звуки одинаковой частоты, издаваемые пианино и скрипкой.
Чтобы до конца было понятно, приведу еще пример. У нас есть сложный звук в виде периодической последовательности прямоугольных импульсов (меандр) с частотой следования 2 кГц.
Необходимо этот сигнал без искажений усилить и воспроизвести. Нам известно, что любой сигнал, форма которого отличается от синусоидальной, имеет в своем составе гармоники. То есть является суммой гармонических синусоидальных колебаний (рядом Фурье) разной амплитуды и частоты. Частоты этих гармоник кратны частоте первой основной гармоники (основного сигнала) и простираются достаточно далеко по оси частот. Но чем выше их частота, тем меньше их амплитуда и результирующий вклад в формирование правильной формы сигнала. Поэтому достаточно просуммировать только определённую часть гармоник для получения практически правильной формы сигнала. В нашем случае периодической последовательности прямоугольных импульсов достаточно первых пятидесяти гармоник.
Теперь посчитаем, какая должна быть верхняя граница полосы пропускания звукового усилителя, чтобы он мог усилить 50-ю гармонику нашей последовательности импульсов (меандра). Особенность меандра состоит в том, что он состоит только из нечетных гармоник, а четные отсутствуют. Поэтому 50-й по счету гармоникой будет 99 нечетная гармоника меандра. Итого ее частота составит 2 кГц х 99 = 198 кГц.
Соответственно в полосу пропускания ширпотребовских звуковых усилителей и акустики, которая составляет 20 Гц – 20 кГц войдут только 1-я (2 кГц), 3-я (6 кГц), 5-я (10 кГц), 7-я (14 кГц) и 9-я (18 кГц) нечетные гармоники. Только они будут усилены и воспроизведены, и их явно недостаточно для получения правильной формы исходного сигнала. То есть звуковой усилитель и акустика с такими узкими полосами пропускания сильно исказят наш меандр, даже на такой невысокой частоте, как 2 кГц.
Формирование меандра из первых шести гармоник (сигнал на выходе узкополосного усилителя)
Формирование меандра из первых шести гармоник (сигнал на выходе узкополосного усилителя)
Фронты у такого сигнала станут пологими, так как скорость нарастания и спада сигнала сильно уменьшиться, вершины сигналов приобретут провалы и всплески. А что тогда говорить про более высокую частоту.
Из всего вышесказанного вполне очевидно, что чем шире полоса пропускания усилителя, тем быстрее сможет нарастать и спадать сигнал на его выходе и тем выше будет его быстродействие. То есть между шириной пропускания усилителя и его быстродействием имеется прямая зависимость, шире полоса – выше быстродействие.
Звуковые усилители с расширенными полосами пропускания
Многие читатели скажут, что не существует звуковых усилителей, способных усиливать сигналы с частотами до 200 кГц, и уж тем более выше.
Но я скажу, что такие усилители есть. Например, «TiERRA» - сверхбыстродействующие усилители российской компании Prorphetmaster Audio с очень широкой полосой пропускания от 0 Гц до 8000 кГц (8 мегагерц), вы только вдумайтесь в эти цифры.
Проект "TiERRA" - это сверхширокополосный, сверхбыстродействующий интегрированный усилитель класса А, построенный в форм-факторе тройного композитного усилителя с общей ОООС, с выходным каскадом на интегральных буферах BUF634T. Модель этого года имеет новую топологию печатных плат, улучшенный блок питания и более прочный корпус из анодированного алюминия.
Технические параметры:
Полоса пропускания 0 Гц - 8 000 000 Гц (УПТ) Выходная мощность на нагрузку 4 Ом - 30 Вт на канал на нагрузку 8 Ом - 15 Вт на канал (класс А)
Ток покоя оконечного каскада – 1 А Скорость нарастания выходного напряжения – более 400 В/мкс Отношение сигнал\шум - 120 дБ Энергоемкость блока питания - 172 Дж Количество входов - 3 Входное сопротивление - 10 кОм Выходное сопротивление 0.0001 Ом (коэффициент демпфирования нагрузки 40000) Чувствительность входов - 550 мВ Габариты: 455 мм х 465 мм х 160 мм (с ножками и разъемами), корпус 455 мм х 435 мм х140 мм. Вес 25 кг.
- уровень нелинейных искажений на 1 кГц при выходном напряжении близком к максимальному, на нагрузке 8 Ом: 0.0005%
- уровень интермодуляционных искажений при выходном напряжении - 2 дБ, на нагрузке 8 Ом: 0.0002%
В выходном каскаде каждого канала установлено в параллельном включении 48 буферов, суммарный выходной ток которых может достигать 12 А постоянно и почти 20 А в импульсе. Несмотря на большое количество элементов, выходной каскад одного канала занимает на плате площадь всего 45 кв. см. Напряжение питания +\- 18 В. Медные радиаторы охлаждения.
Все платы промышленного изготовления (компания "Резонит"), двухслойные с толщиной меди 105 мкм. Конструкция - полноценное двойное моно.
Блок питания полностью стабилизированный для всех каскадов усиления и всех сервисных функций, что позволяет усилителю сохранять полную работоспособность при изменениях напряжения сети питания от 190 В до 240 В. Мощность блока питания составляет 450 Вт. В фильтре питания суммарно почти Фарад емкостей. (Hitachi Aic и Nichicon FW). Каждый Ватт выходной мощности в УМ “Tierra” обеспечен энергией блока питания, ориентировочно, в 60 раз лучше, чем у среднестатистического УМ класса Hi-Fi.
Отдельными блоками питания со своими трансформаторами и сетевыми фильтрами оснащены лестничный регулятор громкости с селектором входов (ATT-6 конструкции Максима Волобуева) и система "мягкого старта" силовых цепей . Первичные цепи питания усилителя имеют R-C фильтры сетевых помех и постоянного напряжения в сети.
Оптоэлектронная защита АС от постоянного напряжения, с задержкой подключения АС, индивидуальная для каждого канала. Контакты реле защиты АС не находятся в цепи аудио сигнала - реле с контактами на ток до 16 А замыкает выход УМ на землю на время переходных процессов при включении УМ и при срабатывании защиты. ОООС на это время замыкается в усилителе напряжения.
В усилителе обеспечен кратчайший путь сигнала от входа до выхода - входные разъемы и выходные терминалы подсоединяются прямо к плате, которая находится параллельно задней панели. (подводящие провода отсутствуют как класс)
Вся аудио часть двух каналов УМ (селектор входов, усилители напряжения, РГ и оконечные каскады) расположена на фрагменте платы 16 см х 12 см в районе разъемов, все остальное место в корпусе занимает стабилизированный БП.
Tierra не имеет ни входных, ни выходных фильтров. Нет коррекции (емкостей в ООС), нет интегратора (уровень постоянного напряжения на выходе в районе 10 мВ).
И это не единичный пример, вот еще усилитель попроще: «HAFLER DH-220» с полосой пропускания от 3 Гц до 160 кГц, что весьма недурно. Его качество звучания несопоставимо выше ширпотребовских усилителей. И ведь на самом деле подобных звуковых усилителей не так уж и мало.
Но почему-то все считают стандартом полосу пропускания звуковых усилителей от 20 Гц до 20 кГц. Хотя еще в СССР был ГОСТ 24388-88, который предписывал усилителям первой группы сложности иметь полосу пропускания от 20 Гц до 25 кГц. А усилителям нулевой группы сложности, высокой верности воспроизведения от 10 Гц до 40 кГц. Об этом все забыли.
Важность быстродействия цепей отрицательной обратной связи в усилителях
Существует еще один немаловажный фактор, которому требуется подобная широкая полоса пропускания звуковых усилителей или же их высокое быстродействие, что в общем то одно и тоже. Этим фактором является быстродействие цепей отрицательной обратной связи (ООС).
Наличие цепей ООС в усилителях, это техническая необходимость. Эти цепи значительно, я бы сказал, глобально, уменьшают искажения усиливаемого сигнала. Через них часть сигнала проходящего через тракт усилителя поступает с его выхода на вход для соответствующего изменения коэффициента усиления и минимизации искажений.
При узкой полосе пропускания усилителя низкое быстродействие имеют и все цепи ООС. Будучи медленными, они не успевают отреагировать на поступающий усиливаемый сигнал с крутыми фронтами. Это приводит к тому, что сигнал поступает на вход усилителя с его выхода с запаздыванием. Соответственно регулировка коэффициента усиления усилителя производится также с запаздыванием. В результате этого каждая начальная часть нового усиливаемого сигнала (импульса) на протяжении этого запаздывания будет усиливаться с максимальным искажением.
Искаженный цепями ООС меандр на выходе усилителя
И хоть длительность этих искажений и невелика, слушатели с хорошим слухом услышат их отчетливо. Поэтому в таком широкополосном усилителе, как «TiERRA», подобные искажения будут отсутствовать вовсе, а в более простых, с полосой до 160 кГц будут крайне незначительны и на слух восприниматься не будут.
Акустические системы с расширенными полосами пропускания
Со звуковыми усилителями теперь понятно. А что с акустикой? Ведь для таких высококлассных усилителей нужна и соответствующая акустика.
Читатели скажут, что акустика с таким широким диапазоном уж точно не существует. А я скажу, что есть. Например, акустика ELAC BS 244 c диапазоном до 50 кГц.
Акустика ELAC BS 244
Еще пример, акустика KEF LS50 Meta с диапазоном до 45 кГц.
А для расширения частотного диапазона узкополосных акустических систем применяются дополнительные высокочастотные головки, называемые супертвитерами. Например, супертвитер ALLB Music позволяет расширить частотный диапазон до 55 кГц.
