Základní údaje

Napsal Bohumil_Federmann

Nadřazená kategorie: Nf. technika

Kategorie: HQQF a teorie

Zveřejněno: 18. srpen 2008

Vytvořeno: 18. srpen 2008

Zobrazení: 34562

Předmluva

Obdobně jak jsem popisoval v článku Vnímáme infra a ultra zvuk? problematiku šířky přenášeného frekvenčního pásma,  se dnes budu věnovat problematice potřebných výkonů Nf. zesilovačů.

.

Celá problematika rovněž sahá do samotných počátku přenosu, reprodukce a záznamu zvuku. První přístroje byly postaveny na bázi elektronek, později se přidaly první tranzistory, které vedly k integraci a vznikly první integrované části přístrojů.  Dlouhou dobu se jednalo o přístroje analogové, které postupně začaly doplňovat a později vytláčet přístroje digitální. Dnes máme signál i přístroje analogové i digitální, jenom signál se svou charakteristikou za celou dobu nezměnil.

Na problematiku mají zdeformovaný názor převážně výrobci zesilovačů, kteří se jednoznačně omezili na maximální výkon na, který své zesilovače i jejich zdroje dimenzují a vše ostatní popírají, stejně jak tranzistorový zvuk, který vzniká rovněž pro nedostatek výkonové rezervy. Přiznání, že potřebný efektivní akustický výkon  je mnohonásobně menší, než výkon maximální, by výrobcům zesilovačů nabouralo zažité zvyklosti a mohlo přivodit mnohé komplikace, proto je často fakta nezajímají.

Jinak je tomu u Hi-Fistů, hudebníků a odborníku z oblasti věd lékařských, kteří příliš nerozumí konkrétnímu elektrickému zapojení zesilovačů, ale vědí že lidský sluch má své specizické vlastnosti a dynamika signálu je v rozsahu až přes 140dB a akustické špičky přesahují často o 40dB efektivní hladinu.

Odborníci a fakta

Svoboda: Pojmy z elektroakustiky
"Pro opravdové fajnšmekry, kteří se zajímají o principy a zákonitosti spojené se zvukem, přinášíme článek, ve kterém si objasníme několik základních pojmů z elektroakustiky, jako např. zkreslení, výkon, impedance a vlastnosti lidského ucha. Tento článek můžete považovat za součást série teoretických, odborněji zaměřených článků pro ty hloubavější z vás.

... Pro soustavu s citlivostí 100dB a poslechovou vzdálenost 2m dostaneme potřebný maximální výkon pro špičkový   akustický tlak 120dB přesně 400 W (Platí pro prostředí bez odrazů zvuku), ovšem trvalý výkon postačí pouze 4W. Tyto skutečnosti vedou ke konstrukci zesilovačů jejichž impulzní výkon je několikanásobně vyšší, než výkon trvalý."

Tabulka vlastností hudebních nástrojů

Tabulka ukazující značný rozsah potřebné přebuditelnosti pro věrnou reprodukci, převzata ze serveru Audioheritage, Při potřebné přebuditelnosti 60dB, by zesilovač s mezním výkonem 1kWatt, musel být provozován na efektivní výkon 1mW!

Tabulka vlastností zdrojů signálu

Tabulka sestavena dle platných norem k jednotlivým zdrojům signálu.

Závěr k odborníkům, faktům a tabulkám

Nebyl žádný problém postavit celý text pouze na vlastních znalostech a zkušenostech, ale po zkušenostech s diskuzemi na serverech Audioweb, El Web a Hi-Fi Slovanet , jsem doložil i fakta na mé osobě nezávislé.  

Výrobci zesilovačů a diskuze na Audiowebu

Nyní se můžeme podívat jak se k faktům stavěli odborníci formátu pánů L. Malaníka, P. Dudka,  p. Bunty a jejich přívrženci. Za vulgaritu výrobců zesilovačů a podobných odborníků se moc omlouvám, ale je to jejich běžný projev, proto jsem se snažil vybrat jen ty slušnější a k tématu.

.

 sinclair: "Ježíšimarija, co to je za debila, ten Viktor Svoboda? Pane inženýre, opisujete od blbců a to byste jako učitel tedy neměl."

kazzatel: "Cimrmane, ty trotle, dělal jsi někdy nějaký porovnávací poslechový test ? Víš co je to PSRR ? Proč asi mají ty nejlepší zesilovače stabilizovaný napájení ? Podle tebe asi pro srandu... "

kazzatel: "Cimrmane, znáš normy pro měření nf zesilovačů ? Že něco takovýho existuje, to asi slyšíš teď poprvý, co ? Jinak bys věděl, že výrobce musí uvádět kontinuální výkon a ne nějaký pětiperiodový burst...Už vidím, jak si někdo koupí výrobek, u kterýho je v návodu psáno " když to vybudíte na plný výkon déle jak 500 msec, budete muset vyměnit pojistky... " - kolik lidí by si něco podobnýho koupilo, co myslíš ? To bys koukal, jak rychle by s tebou ing. Valenta z EZÚ vyrazil dveře.... "

kazzatel:  "Ale hovno Cimrmane - záznam zkomprimovanej na rozsah 6 dB nemá dynamiku 84 dB , nýbrž pouze 6 dB ! Máš v tom nějakej guláš..."

sinclair: "Citace audiocity:  K plné dynamice přednesu zvukového signálu ..... asi o 20dB níže, což představuje setinu maximálního výkonu.
Hovado jedno blbý. Napsat takovou píčovinu. Vidíte, kam to vede, když se toho chytí jeden papírovej inženýr, co se nešťastnou shodou náhod dostal k výuce studentů????"

sinclair:  "A já stále nemohu pochopit filozofii zesilovače, jenž je schopen sinusového výkonu dejme tomu 70W/4R, a předřazená pojistka ho shodí při vybuzení na např. 30W. To absolutně nepochopím."

sinclair: "Pane inženýre, jako UČITEL, u FM vysílačů je dynamika vysílané hudby díky Optimodům téměř 0dB a to proto, aby byl vysílač neustále plně promodulován a měl tak největší dosah-souvisí to samozřejmě s penězi-větší dosah, víc posluchačů, větší příjmy z reklamy."

sinclair:  "Oboje jsou nesmysly, které možná platily před třiceti lety, nikoliv dnes. Ba naopak - současná synteticky vytvořená populární hudba se svým charakterem daleko více přibližuje charakteru sinusového buzení. Nehledě na fakt, že je tato hudba ukládána výhradně v digitální podobě a pro úsporu dat je reprodukována silně komprimovaná, s dynamikou ne větší, než 5dB.
O to větší nároky jsou kladeny na zesilovače pro takový charakter hudby-takové zesilovače MUSÍ být schopny odevzdávat plný sinusový výkon při nepatrném zkreslení a to libovolně dlouhou dobu. A ne, že postavím zesilovač, který by TEORETICKY MOHL DÁVAT sinusový výkon 70W, ale jako patnáctiletý blbeček mu předřadíme pojistku, která neumožní dosažení výkonu vyššího, než například polovičního."

dandard: "A na copak je mě dobrej parametr "efektivní výkon" (myšleno asi "střední efektivní výkon hudebního programu") z hlediska konstrukce zesilovače, když ten musí samozřejmě snášet i pařbu na plný pecky zkomprimovanou MP3 při divokým mejdanu s kočkama nahoře bez ?"

Závěr k výrobcům zesilovačů

Domnívám se že chování výrobců zesilovačů není zapotřebí příliš komentovat, nevím nakolik jsou jejich znalosti totožné s jejich postoji v diskuzi, ale zůstává skutečností, že je značný rozpor mezi fakty a jejich praxí, kterou tito odborníci prezentují.

Diskuze výrobců zesilovačů byly velmi vulgární, vesměs vedeny více, či pouze v osobní rovině proti mé osobě. Odborná úroveň výrobců zesilovačů byla postavena v pozici, že jejich zesilovače jsou ty nejlepší, jsou dimenzovány na trvalý maximální výkon, který je v běžném signálu roven efektivnímu výkonu. Velmi těžce ze svých pozic ustupovali, raději v diskuzi zakládali nové a nové účty a přizývali své známé, aby alespoň množstvím diskutujících zdánlivě lépe vyvraceli mnou doložené nepopiratelná fakta .

Ani takto rozsáhlá diskuze podložená mnoha fakty, nevedla k výraznější změně jejich názorů a postojů, které setrvaly v pozici, že právě jejich topologie je ta správná a neomylná, že všechny zesilovače i zdroje mají být stavěny na maximální trvalý výkon, a taky tak mají být provozovány.

Závěr k celku

Dynamika akustického signálu

Faktem zůstává, že nelze jen tak opomenout dynamiku signálu, kterou je nutno dále rozebrat na:

• Dynamiku jako takovou, což je poměr mezi maximálním a minimálním možným signálem vyjádřeným v dB, minimální signál však nemůže být menší než velikost vlastního šumu. Často se v této souvislosti vyjadřuje i poměr signál šum, či uvádí šum v absolutní hodnotě, ať již v µV či dB. Tato dynamika je dána například velikostí zrna záznamového media či počtem bitů u digitálních záznamů či přenosů, v grafu od šedé nahoru.

• Dynamiku nad efektivní úrovní signálu, což je poměr mezi Pmax : Pef, jinak řečeno jde o velikost akustických špiček, o kolik tyto špičky přesahují efektivní úroveň signálu. Tato dynamika je nejčastěji dána konstrukcí a dimenzováním elektroakustického řetězce, kde koncový stupeň bývá nejkriticštější místo, v grafu znázorněno žlutě.

Graf potřebné přebudutelnosti u digitálních záznamů

 .

Potřebný výkon a přebuditelnost  

Neznalost či jiný důvod pro tvrzení "odborníků" z řad výrobců zesilovačů, kteří popírají fakta o dynamice akustického signálu, nezmění nic na skutečnosti, že běžný akustický signál má celkovou dynamiku, ne 0dB či 5÷6dB, ale často větší jak 100dB a z toho 10÷40 a více dB dynamiky je nad efektivní hodnotou akustického signálu.

Není tedy žádny rozumný důvod, krom vyšších zisků výrobců zesilovačů, pro dimenzování zesilovačů a jejich zdrojů na trvalý, maximální výkon, ale naopak, je pro opravdu kvalitní poslech, nutno stavit takové topologie, které umožní značnou přebuditelnost.

Neobstojí ani námitka, že každý zesilovač musí trvale vydržet jmenovitý výkon, nikdo nenutí výrobce zesilovačů psát jmenovitý výkon roven výkonu špičkovému, naopak je nutno tyto dva výkony od sebe odlišit, stejně jak je to u výrobců reproduktorů, kde je naprosto běžné, že špičkový výkon je desetinásobkem výkonu efektivního, často uváděného jako šumového.

Nesmíme zapomenout ani na zdroje signálu, je nutno aby celá elektroakustická cesta měla přibližně stejnou přebuditelnost, jako příklad uvedu, Orchestr → mikrofon → předzesilovač → koncový stupeň → reproduktor.

Pro již p. Svobodou vzpomenutou čtyřstovku by platilo: poměr Pmax : Pef 10-20-30-40dB (400W : 40W-4W-400mW-40mW). Tedy pro naprosto nejhorší kvalitu by neměl efektivní výkon překročit 40W, při hlasitosti o efektivním výkonu 4W by se již jednalo o slušnou kvalitu, ale pro studiové účely by se měla efektivní hlasitost pohybovat na úrovni pouhých 40mW, ve všech případech by se však akustické špičky občas přiblížily či dosáhly výkonu 400Wattů. Nedostatek výkonové rezervy se projeví omezením, ořezáním signálu, v grafu znázorněno červeně.  

Při efektivní hlasitosti 1Watt, nám pro nejhorší kvalitu reprodukce postačí zesilovač o výkonu 10Wattů, pro střední kvalitu reprodukce, již budeme potřebovat 100Wattů a pro studiovou kvalitu by musel mít zesilovač schopnost nezkresleně zpracovat až 10kWattů.

Zdroj: Audoweb,  Dreamface, Audiocity, Audioheritage

Psáno pod čarou

Jak jednoduché ...

Řada "vymítačů" mého zapojení se rozhodla vést napříč webem rozsáhlou kampaň, kde mne příliš nešetřili, ale jejich úspěšnost postupně doznávala značných trhlin, našli se i takoví, kterým bylo zapojení jasné po jeho prvním vzhlédnutí.

.

.

Nepřiznat, nepřiznat ...

Pod tíhou argumentů, ale bez přiznání vlastních omylů se postupně změnily i ideje, které Audioweb hlásá.

.

"Nové" krédo??? 

Jako první článek, o který se komunita Audiowebu opírá, se objevil tolik zavrhovaný text Viktora Svobody, který vychází ze stejných poznatku, které jsem učinil po roce 1970, že není nutno dimenzovat zdroj a chlazení na krátkodobý špičkový výkon, ale postačí na výkon mnohem menší, neboť střední efektivní výkon leží o cca 20dB níže.

.

 Co víc dodat?

Diskuse  

Související články:

Základní údaje

Napsal Bohumil_Federmann

Nadřazená kategorie: Nf. technika

Kategorie: HQQF a teorie

Zveřejněno: 11. srpen 2008

Vytvořeno: 11. srpen 2008

Zobrazení: 37847

Předmluva

Často si odborníci i veřejnost klade otázku, jak je to vlastně s infrazvukem a ultrazvukem. Převážně panuje názor, že obě oblasti nás nemusejí zajímat, neboť slyšíme pouze zvuk, který je v akustickém pásmu. Mnozí se podivují, že živý koncert skýtá naprosto jedinečný zážitek, kdežto jeho záznam je poněkud ochuzen.

Celá problematika sahá do samotných počátku přenosu, reprodukce a záznamu zvuku. První přístroje byly postaveny na bázi elektronek, později se přidaly první tranzistory, které vedly k integraci a vznikly první integrované části přístrojů.  Dlouhou dobu se jednalo o přístroje analogové, které postupně začaly doplňovat a později vytláčet přístroje digitální. Dnes máme signál i přístroje analogové i digitální.

Na problematiku šířky pásma mají jednoznačný názor převážně výrobci zesilovačů, kteří se jednoznačně omezili na akustické pásmo a vše ostatní popírají, stejně jak tranzistorový zvuk, který vzniká převážně v této oblasti. Jakékoliv rozšíření přenášeného pásma by výrobcům zesilovačů nabouralo zažité zvyklosti a mohlo přivodit mnohé komplikace, proto je často nezajímají ani fakta.

Jinak je tomu u Hi-Fistů, hudebníků a odborníku z oblasti věd lékařských, kteří nejenom slyší a vnímají odlišnosti akustického vjemu při přítomnosti infra a ultrazvuku, ale jsou schopni jeho vliv změřit a zadokumentovat.

Výrobci zesilovačů a diskuze na Audiowebu

Nejenom na serveru Audioweb, El Web a Hi-Fi Slovanet  se svého času v souvislosti s QQF-55 odehrávaly rozsáhle diskuse na téma frekvenčního rozsahu, vesměs nikdo nechápal, proč by měl slyšet či vnímat frekvence mimo akustické pásmo 20Hz÷16KHz.

"Odborná diskuze" započala, jak jinak než bez mého vědomí a nedržela se jen odborné roviny , ale často se pohybovala v osobní rovině, rovině urážek, ani po mém zapojení se do diskuze tomu nebylo často jinak.

Připadal jsem si jako DonKichot při boji s větrnými mlýny. Má maličkost na straně DonaKichota a na straně větrných mlýnů seskupení kolem výrobců zesilovačů zastávající názor, že nejlepším řešením Vf. stabilizace zesilovače je odfiltrováním složek nad akustickým pásmem, tedy úplným potlačením pásma nad 20KHz a pod. uvedu jen některé názory na potřebnou šířku přenášeného pásma.

• BV: ""Pak snad by Vás mohl přesvědčit jedině Bůh "
  Ten už tu bol , má pseudonym, pripomína to Cimermana . Alebo možno je to Batman, keď počúva aj na 240kHz (12x20kHz). Určite si sám vyrobil aj "stredovlnné" reproduktory. Ale vážne, proti tomuto je nutné nekompromisne vystupovať, inak za 20rokov budeme vedomosťami úplne v pr..li" 
• BV: "Pán Federeman, skúste odpovedať vecne k otázke, nech je to konečne jasné. Ako sa tie desiatky( nad 20-30kHz) až stovky kHz dostanú k "vnímavému " subjektu ak nie vzduchom ako zvuk. Vy poznáte reproduktor čo to prenesie? Alebo je to mimozmyslové vnímanie??"
• KarelXth: ""Já žasnu, slyšitelný rozsah kmitočtů už se posunul do AM pásma... Pane Federmanne, můžu se zeptat jaké výškové měniče má Vaše poslechová aparatura? " 
• KarelXth: "Pane Federmanne, mě zajímá jakým způsobem, za pomoci jakého běžně dostupného reproduktoru se ke mně dostane signál o kmitočtu 45kHz?  Podotýkám, že se nebavíme o nějakém laboratorním pokusu ve výzkumném ústavu"
• Kazzatel: "Proč zrovna " dvanáctou z 20 kHz ", Cimrmane ? Proč ne desátou nebo patnáctou ? Jaký na to máš zdůvodnění ? Ale ty si nějaký zdůvodnění najdeš, viď ?  Prdel je, že já tvýmu uvažování a zdůvodňování rozumím ( ač s ním většinou nesouhlasím ), ale ta celková logika a provázanost argumentů je strašná..."
• Frank: "Joo? Já někde slyšel, že barvu tónu určujou vyšší harmonický. Ale ty, co slyšíš. Nepřipadá Ti, že tu seš všem za debila?"
• Danhard: "Federmanne, mel byste se seznamit s masteringovym zpracovanim nahravek, tedy s tim co jeste muze lezt z te prenosky jako obraz puvodi nahravky, a co uz je jen generace sumoveho pozadi dana jen  pouzitym asfaltem. U CD je to celkem jasne."
• Sendy: "Pane Federmanne, vaše příspěvky mne donutily k tomu, abych se zde registroval a trochu uvedl na pravou míru matení, které provádíte."
• Sendy: "Myslím, že opravdu veškerá diskuze s panem F. je zbytečná.  Jeho vývody připomínají bohužel vtip o sovětském výzkumníkovi a bleše."

• Sendy: "Pane F., pokud se dovoláváte těch elektrostatů, uveďte někde jejich změřenou charakteristiku.  Nepamatuji, jestli byly v nějakých rádiích, 2 typy Tesla znám z televizorů. Abyste se náhodou neblamoval... "

Žádná snaha pochopit, jen stále vyvracet a přesvědčovat ...

Diskuze se nesly v duchu žádné snahy o pochopení, jen samé vyvracení a přesvědčování, anonymní diskutující často ani netušili o čem píši, kde nestačily argumenty, nastupovaly invektivy a urážky, které nehodlám citovat, takto byl vývoj diskuze komentován.

•  Ondra CH: "To není možné, sejdou se tady tři kapacity v oboru nf zesilovače,dokonce v mezinárodním obsazení a Vás prostě nepřesvědčí naprost nepopiralelnými argumenty. Ještě tady chybí pan Sýkora, Punčochář
  Pak snad by Vás mohl přesvědčit jedině Bůh )))))
  Mám zkušenosti se všemi zesilovači zmíněných pánů L.Malaníka, P. Dudka, p. Bunty jsou to opravdu mistři oboru...
  Nedovedu si představit, použít místo mích Pa zesilovačů PA1000MB,mimochodem z roku 1992 a SPD600 ten váš, u kterého se každou chvilku třesu, že mi odělá reprodoktory jejichš hodnota je v  řádu 1000,-kč a ta ostuda, když je najednou ticho................"

Jednoduchá zkouška, či důkaz

Na prokazatelnou změnu barvy tónu, kterou používám již od roku 1970, jako jednoduchý příklad k zjištění vnímání harmonických signálů nad akustickým pásmem, kde posluchač slyší sinusový průběh o frekvenci 15KHz a při změně průběhu na obdélníkový jasně rozpozná změnu barvy tónu, přičemž první vyšší harmonická je 45KHz, byly reakce následovné:

• KarelXth: "... Pokud tedy zůstaneme v rovině pokusů: Vy tvrdíte že tento experiment dokazuje vnímání kmitočtů okolo 45kHz. Je tedy něco poznat když připojíte tweeter ke generátoru a nastavíte na něm 45kHz?"
• Sendy: "Ještě jednou námitka : Takový test je v podstatě na kočku, vlivem nelinearit, interferencí s rušením a kdesčím může zesilovač produkovat všechno možné, co slyšitelně změní pozadí i v ak. pásmu. Doufám, že jse aspoň při přepnutí ze sinu na obdélník provedl nastavení úrovně tak, aby základní harmonická byla stejná."

Vyjímky

Našly se i výjimky, které si postupně připustily vliv kmitočtů nad akustickým pásmem:

• Halen: Vzdycky jsem si rikal, kdyz jsem obcas mel tu sanci slyset nazivo Vrchlabskej dixiland, proc je to z CD, ktery natocili, plossi, chudsi, tupy proti ty zivy produkci. Rikal jsem si blbe natoceny, mam blbej aparat apod, ale asi to bude jinak. Jsou to ty zatraceny vyssi harmonicky. Trosku jsem hledal na netu, nevedel jsem to, trubka konci s harmonickejma nekde u 80Khz, klarinet mozna jeste vejs. Navic maj ty harmonicky docela paru, u nekterych nastroju je 30-40% akusticky energie v oblasti nad 20Khz.
  Edit - tedy ne ze bych nevedel, ze harmonicky ovlivnujou barvu zvuku, ale netusil jsem ze muzou jit TAK VYSOKO !!
• Opamp: "Těch 240 kHz bych bral u slušně designovanýho mosfetovýho zesilovače jako standard. Mám ověřeno, že to není problém ani při plný úrovni. Ony ty rychlé zesilovače hrajou tak nějak líp..."

Grado, S-H810V a Filharmonie

Poté jsem začal postupně dokladovat zdroje signálu a reprosoustavy, které pracují daleko nad akustickým pásmem, neopomněl jsem ani 50let staré rádio Filharmonie, které mělo dva 100x60x13mm velké, výškové elektrostatické reproduktory pracující do 80KHz.

.

• Mates: "to už si ale fakt děláš prdel, ne?" " Opravdu jim věříš že to má nějakou rozumnou cháru až do těch 50K?"
• Kazzatel: "Vašku, Vašku... už přijímáš hru, ktrou ti Kusejr vnutil ?"
• Opamp: "Ne, to nemá cenu." " Ale ne, ty repráky znám, donedávna jsem je měl doma. cenu nemá další diskuse s Vámi."

.

Dobová barevná kinoreklama na Filharmonii.

Závěr k výrobcům zesilovačů

Faktem je, že jsem se náramně bavil a občas smíchy padal se židle, jak zarputile a tvrdošimě své postoje výrobci zesilovačů hájili, krok za krokem jsem ubíral na jejich jistotě až byli nuceni přiznat, že filtr na vstupu zesilovače nemá co dělat a je nutno přenášet pásmo daleko nad 150kHz.

Na straně druhé však nutno přiznat, že ani takto rozsáhlá diskuze podložená mnoha fakty, nevedla ke změně jejich názorů a postojů, které setrvaly v pozici, že na přenos postačí šířka pásma do 20÷30kHz a právě jejich topologie je ta správná a neomylná.

Odborníci a fakta

Podívejme se na věc zcela jiným pohledem, pomiňme Hi-Fisty, že slyší to co jiní neslyší, pomiňme i hudebníky a některé posluchače, kteří zastávají názor, že při reprodukci něco chybí. Dnes se za kvalitní považují CD záznamy, ale opak je pravdou. Digitální technika nám mnohé přinesla , ale taky něco odnesla.

Dynamika signálu 

Analogové signály měly často problémy se záznamem, který měl dynamiku větší jak 40dB, špičkové záznamy se však pohybovaly daleko přes 60dB a 80dB nebyly žádné výjimky.  16bit digitální záznam tuto hodnotu posunul až ke 100dB.

Frekvenční spektrum signálu

Analogové signály však neměly omezenou šířku přenášeného pásma, která mohla mít i přes 100kHz, často jsme ani netušili kam až sahá, útlum nás rovněž nezajímal, poněvadž se stále více měřil pouze v akustickém pásmu, či do -3dB, drážka v černém vinylu však obsahovala signály s frekvencemi až 150kHz!

Digitalizace signálu striktně postavila proti meznímu kmitočtu vzorkovací kmitočet, v jehož důsledku bylo nutno frekvence nad 20kHz odfiltrovat. Dnes se můžeme stále setkávat s analogovým signálem, nejenom při produkci živé hudby, ale setrvávají i analogové záznamy.

U digitálního signálu již striktně neplatí vzorkovací kmitočet 44 či 48kHz, ale moderní přístroje disponují vzorkovacím kmitočtem i 192kHz, lze již zaznamenat kmitočty až ke 100kHz, není daleko doba kdy se vzorkovací kmitočty přehoupnou přes 300kHz a digitální signál již nebude nikterak oproti analogovému ochuzen.

.

.

T. Ooahashiho

Japonský tým T. Ooahashiho, složen z deseti japonských univerzit a výzkumných ústavů, pracoval na vývoji nových digitálních standardů a zkoumal vliv vyšších harmonických na lidské smysly, následně neurologové publikovali výsledky v Journal of Neurophysiology a na konferenci AES v roce 2000.  Zpráva říká, že hudební signál, kterým byla hudba z ostrova Bali, neboť právě ta má značný podíl vyšších harmonických, byl rozdělen na dvě pásma, do 20kHz a nad 20kHz. Nikdo z posluchačů nebyl schopen samostatně rozpoznat signály nad 20kHz.

Byla zkoumána mozková reakce na takto rozdělený signál, výsledek jednoznačně prokázal, že pokud působí na lidské smysly samostatně pásmo nad 20kHz, mozek jej nechává bez povšimnutí, pokud působí samostatně pásmo do 20kHz EEG vykazuje jisté elektrické aktivity, které se velmi výrazně zvýší při působení obou frekvenčních pásem.

Psychologická měření zcela jednoznačně prokázala, že zvuk obsahující obě pásma vyvolává u posluchačů příjemnější pocity než stejný zvuk bez horního pásma.

James Boyk  

.

Hudební profesor James Boyk  se rovněž zabýval vyššími harmonickými. Přes omezení na 102,4kHz, které bylo zapříčiněno rozsahem použitých přístrojů,  jeho měření dokladují, že v každé skupině hudebních nástrojů je alespoň jeden, který svým frekvenčním rozsahem přesahuje právě tuto hranici 102,4kHz.

.

U některých nástrojů je výkon nad akustickým pásmem až neskutečný, největší podíl měly činely se svými 40% či Key jangling se svými 68%.

Závěr k odborníkům a celku

Závěrem nutno dodat, že frekvenční pásmo nad 20kHz ke 150 a více kHz (ultrazvuk), nelze odfiltrovat, potlačit, zkreslit či jinak znehodnotit bez ztráty věrnosti signálu, je nutno s tímto pásmem v celém elektroakustickém řetězci počítat.

Obdobně člověk vnímá i pásmo v oblasti infrazvuku, tedy pod 20Hz (4÷20Hz).

Zdroj: Audioweb, Caltech, Physiology, Array therapeutic

Diskuse 

Související články:

Základní údaje

Napsal Bohumil_Federmann

Nadřazená kategorie: Nf. technika

Kategorie: HQQF a teorie

Zveřejněno: 31. květen 2008

Vytvořeno: 31. květen 2008

Zobrazení: 32110

S vynálezem prvního tranzistoru přišel i nový prvek zkreslení, kterému se začalo říkat Tranzistorový zvuk, jehož příčinami se zabývám již od roku 1970. Uplynula značně dlouhá doba a doposud není přímý přepočet či převod mezi samotnými druhy zkreslení a Tranzistorovým zvukem, rovněž není přímá metoda jak tento druh zkreslení změřit.

Hi-Fi Boombox: 1954

Hi-Fi-sti tvrdí, že tento zvuk slyší a proto dodnes dávají přednost elektronkovým zesilovačům, které sic mají mnohem větší měřitelné zkreslení, ale naopak jsou poslechově mnohem příjemnější. Vždy jsem se snažil najít odpověď na příčiny vzniku a metody potlačení tohoto, sic měřením téměř nezjistitelného, avšak poslechově značně nepříjemného zkreslení. Poslední dobou jsem získal na různých webech řadu velmi vulgárních odpůrců a popíračů Tranzistorového zvuku, vystupujících jako Cimrmann, sinclair, kazzatel či jen jako anonymové, využívajících anonimitu webu a možnost někoho urazit.

Podstata

Tranzistorový zvuk má dvě hlavní složky:

1.       V důsledku nedostatečné přebuditelnosti, následuje velmi ostrá limitace. Elektronkové zesilovače mají pozvolný průběh limitace, v signálu přibývají spíše liché a nižší harmonické, kdežto tranzistorové či integrované zesilovače mají limitaci velmi ostrou, velmi rychle roste značný podíl spíše lichých a vyšších harmonických, pro lidské ucho taková limitace zní velmi rušivě a nepříjemně.

 2.       V důsledku zkreslení TIM (Transient Intermodulation), jde o druh zkreslení, kdy vlivem silné záporné zpětné vazby přes mnoho prvků, při velkém napěťovém skoku dojde ke krátkodobému zahlcení zpětné vazby, po čas tohoto zahlcení se zesilovač chová, jako by byl v režimu s otevřenou zpětnovazební smyčkou, tomu odpovídá i šířka přenášeného pásma, která je krátkodobě pouze několik desítek či stovek Hz.

Pak jde jen o to, zda se jev projeví rušivě ještě v akustickém pásmu do 20kHz či až v oblasti vnímání barvy tónů cca do 150kHz, nebo dokonce až nad tímto pásmem a nebude působit na posluchače rušivě.

Hodnocení

Hodnocení provádí většinou hudebník, kterému tento druh zvuku vadí, ve zvuku slyší nelibozvučnost (způsobenou spíše limitací) a stěžuje si na výpadky vyšších harmonických (způsobeno spíše TIM), obecně se vyjadřuje, že je zvuk nevýrazný zkreslený a plochý, často se vyjadřuje i tak, že při stejném výkonu hraje elektronkový zesilovač hlasitěji (způsobeno nejenom malou výkonovou rezervou).

Výrazy uvedeny v závorkách jsou spíše z oblasti topologie zesilovačů, bude jim věnována dostatečná pozornost, formou samostatných článků.

Historie

Touto problematikou se zabývali odborníci od vzniku tranzistoru a prvních zesilovačů s ním postavených. Jako jeden z průkopníku v tomto poznání, se dá označit finský elektroakustický odborník Dr. Matti Otala.

Měřící metoda

V roce 1972, jsem vyvinul vlastní měřící metodu, dle které se dá posoudit, jak bude zesilovač náchylný na nežádoucí Tranzistorový zvuk. Po roce 1980 jsem přestal používat pro posouzení vlastností zesilovače Rychlost přeběhu, ale nahradil jsem jí Dobou odezvy, viz .

Literatura

1. J. C. Risset, "Computer Study of Trumpet Tones, Bell Telephone Laboratories, File MM-66-1222-2.
2. F. Langford-Smith, Radiotron Designer's Handbook (RCA, 1953), chapter 14.
3. A. H. Benade, Horns, Strings and Harmony, (Doubleday, New York, 1960).
4. R. Langevin, Intermodulation Distortion in Tape Recording, J. of the Audio Eng. Soc., vol. 11, pp. 270-278 (July 1963).
5. A. D. Smith and P. H. Wittman, Design Considerations of Low-Noise Audio Input Circuitry for a Professional Microphone Mixer, J. of the Audio Eng. Soc., vol. 18, pp. 140-156 (April 1970).
6. Neumann Transistor Condensor Microphones, Gotham Audio Corp., Sales Bulletin (1971).
7. J. R. Ashley, T. A. Saponas, and R. C. Matson, Test Signals for Music Reproduction Systems, IEEE Spectrum, vol. 8, pp. 53-61 (July 1971).
8. A. Schaumberger, The Application of Impulse Measurement Techniques to the Detection of Linear Distortion, J. of the Audio Eng. Soc., vol. 19, pp. 664-668 (Sept. 1971).
9. R. A. Schaefer, New Techniques for Organ Tone Generation, J. of the Audio Eng. Soc., vol. 19, pp. 570-575 (July/Aug. 1971).
10. HAMM, R.O.: Tubes Versus Transistors. Journal of The Audio Engineering Society, 1972 September.
11. M. Otala, Circuit Design Modifications for Minimizing Transient Intermodulation Distortion in Audio Amplifiers, J. of the Audio Eng. Soc., vol. 20, pp. 396-399 (June 1972)
12. Russell O. Hamm, Sear Sound Studios, New York, N.Y. Presented September 14, 1972, at the 43rd Convention of the Audio Engineering Society, New York.
13. ©ANDA, P.: Nízkofrekvenční vstupní nízkošumové zesilovače. Diplomová práce, katedra radioelektroniky FEI VUT Brno, 1993
14. NOVOTNÝ, V.: Nízkofrekvenční elektronika. Skriptum FEI VUT, Brno, 1997.
15. KELLNER, M.: Popis vzniku a působení TIM zkreslení u audio zesilovačů. HW server, 8. 11. 1999.
16. BARBOUR, E.: The Cool Sound of Tubes. IEEE Spectrum, August 1998.
17. KASHUBA, A.: Ab Initio Model for Triode Tube. Journal of The Audio Engineering Society, 1999 May.

Další zdroje: Elektrorevue, HW  

Diskuse

Související články:

• Kouzelné Watty a Dynamika
• Vnímáme infra a ultra zvuk? 
• Tranzistorový zvuk VIP a AudioWeb 
• Nepostradatelná barva tónů a jeho reprodukce  
• Dynamika signálu a reproduktory  
• Dynamika signálu elektroakustické cesty  

Základní údaje

Napsal Bohumil_Federmann

Nadřazená kategorie: Nf. technika

Kategorie: HQQF a teorie

Zveřejněno: 8. září 2004

Vytvořeno: 8. září 2004

Zobrazení: 18001

Úvod

V minulosti bylo mnoho publikací různých barevných hudeb. Mnoho zapojení vzniklo i z mé dílny, na jedno takové, které již dlouhou řadu let existuje a nebylo opětovně zveřejněno při změně vzhledu webu  se můžeme podívat.

.

Popis zapojení 

Na vstupu je IC1A, který zajišťuje potřebné zesílení Nf. signálu. Ke správnému nastavení úrovně slouží potenciometr, kterým se nastavuje zesílení uvedeného OZ.

Následují propusti II řádu IC2A a IC2B tvoří horní propust. IC5A a IC5B, tvoří dolní propust. Uprostřed je pásmová propust tvořena dolní propustí IC3A a IC4A a horní propustí IC3B a IC4B. Následují opto-diaky OK3, OK2 a OK1, které galvanicky oddělují signálovou část od výkonové a zaručují řízení triaků T3, T2 a T1. 

Signálová část má samostatné napájení tvořené transformátorem, jednocestnými usměrňovači pro vytvoření symetrického napájení, tvořenými dvěma diodami a potřebnými kondenzátory.

.

Celá konstrukce je na plošném spoji s kombinovanou montáží. Vně plošného spoje se nachází síťové konektory pro přívod a odvod potřebných proudů a napětí. Pro připojení žárovek doporučuji použít více menších hodnot. Například chceme-li 250W na barvu použijeme 10 ks barevných žárovek po 25W, které mají výrazně menší tepelnou setrvačnost než žárovky o větším příkonu.

Brzy bude doplněno

Diskuse

Plošné spoje