Audiofilka-Zertifikat: einige Briefe über Qualitätskriterien, Eigenschaften und Klassen von HI-FI-Verstärkern

In den Kommentaren zu früheren Artikeln stellten sich viele Fragen bezüglich der Wahl eines HI-FI-Verstärkers. Den Kommentaren und spezifischen Foren nach zu urteilen, gibt es derzeit aktuelle Fragen zu den Kriterien für die Klangqualität bei der Auswahl moderner Verstärker, zu den beim Kauf signifikanten Passmerkmalen und zur Abhängigkeit der Qualität (Wiedergabetreue) von der Verstärkerklasse. Unabhängig davon wird gefragt, ob alle Klasse-D-Verstärker tatsächlich schlechter sind als andere Klassen. Unter dem Schnitt finden Sie kurze Antworten auf diese Fragen.

Qualitätskriterien und das Problem der Verbraucherkompetenzen

Es gibt verschiedene Ansätze zur Definition von Qualität durch den Verbraucher, aber keiner bietet eine Garantie für einen guten Kauf. Wenn die Wiedergabetreue und Leistung (Lautstärke) subjektiv beurteilt werden kann, können Probleme mit der Zuverlässigkeit und Stabilität der Parameter auftreten. Ich stieß sogar auf Fälle, in denen sehr anständig klingende teure Verstärker von wenig bekannten High-End-Herstellern anfingen, als Oszillatoren zu arbeiten, und in einem Anfall von Selbsterregung ein Brummen ausstrahlten.



Wenn Sie nicht auf Details eingehen, sollten Sie, um die Qualität des Produkts zu verstehen, nur minimale Kenntnisse über die Schaltung von Verstärkern und die Physik der Prozesse haben, auf denen sie aufgebaut sind, eine bestimmte Verstärkerschaltung in Ihren Händen haben und die Merkmale der Elemente kennen, die bei der Konstruktion des Geräts verwendet werden. Jene. Idealerweise müssen Sie für diese Beurteilung Ingenieur oder zumindest ein erfahrener Funkamateur sein. Die meisten Käufer haben solche Kompetenzen nicht. Dies ermöglicht zahlreiche Marketingmanipulationen, die vom Erscheinungsbild des Geräts über einen manipulativen Ansatz zur Messung der Grundparameter reichen.



Formale Kriterien für die Qualität eines Verstärkers für einen Verbraucher sind Daten aus Handbüchern oder Datenblättern. Es ist zu beachten, dass sie nur dann das reale Bild widerspiegeln, wenn die Messungen im Rahmen anerkannter Standards durchgeführt wurden und die Leistung des Geräts, der Bereich der reproduzierbaren Frequenzen und die Ungleichmäßigkeit des Frequenzgangs, der Koeffizient der nichtlinearen Verzerrung, das Signal / gewichtete Rauschverhältnis, analog und digital aufgeführt sind Schnittstellen. In der Dokumentation finden Sie seltener Daten zum Dämpfungsfaktor, zum Übersprechen zwischen Kanälen und zum Unterschied in der Kanalverstärkung.

Leistung

Alle Daten in Datenblättern können zum Zwecke der Marketingmanipulation verzerrt werden. Dies geschieht häufiger mit Macht, wie wir hier geschrieben haben . Anstelle von RMS und DIN, die klare Entwurfskriterien haben, können Begriffe wie Programmleistung verwendet werden, die in der Tat nichts bedeuten, da die Leistungsberechnungsmethode nur den Entwicklern des Verstärkers bekannt ist. Es ist sinnvoll, den Wert der verbrauchten Leistung zu betrachten. Wenn er ungefähr gleich ist, etwas mehr und noch mehr, wenn er geringer als die deklarierte Programmleistung ist, sind die Leistungsdaten deutlich verzerrt und die verwendete Messtechnik ermöglicht es Ihnen, kein reales Bild zu sehen.



Für den Verbraucher bedeutet dies, dass man in die RMS-Anzeige schauen sollte und dass es unmöglich ist, sich auf den Programmleistungswert zu konzentrieren, da Dieser Wert bedeutet eigentlich das sogenannte. Vermarktungskraft des Geräts. Gültige Werte sind:



DIN - der Leistungswert bei einer realen Last (für einen Verstärker), begrenzt durch das Auftreten einer nichtlinearen Verzerrung. Gemessen durch 10-minütiges Anlegen eines 1-kHz-Signals an den Geräteeingang. Die Leistung wird gemessen, wenn 1% THD erreicht ist. Dieser Leistungsberechnungsstandard ist identisch mit dem japanischen EIAJ-Standard, der von der Electronic Industries Association of Japan übernommen wurde.



DIN Music Power beschreibt die Bedeutung des kontinuierlichen Ladens eines Musiksignals ohne Beschädigungsgefahr. IEC Power ist die gleiche DIN Music Power, jedoch mit einer genau definierten Messdauer von 100 Stunden.



RMS (Rated Maxmum Sinusoidal) ist die maximale (begrenzende) Sinusleistung, mit der ein Verstärker oder Lautsprecher eine Stunde lang mit einem echten Musiksignal ohne physische Beschädigung arbeiten kann. Normalerweise 20 - 25% höher als DIN. Der Effektivwert ist nahezu identisch mit der im AES2-1984-Standard definierten AES-Leistung.



In der sowjetischen und russischen Dokumentation finden Sie auch den Parameter "Nennleistung" - er wird mit der mittleren Position des Lautstärkereglers des Verstärkers bestimmt, bei der die anderen Parameter des Geräts den in der technischen Beschreibung angegebenen Parametern entsprechen. Dies ist ein manipulativer Indikator wie die Programmleistung, da er zum günstigsten Wert der harmonischen Verzerrung gemessen und an die geltenden Standards angepasst werden kann. Interessanterweise ist bei aller Manipulation die „sowjetische Bewertung“ normalerweise niedriger als bei anderen Werten. Beispielsweise entspricht die Nennleistung von 35 W ungefähr 110 W RMS (AES-Leistung), 90 W - IEC-Leistung (DIN-Musikleistung). Programmleistungswerte sind normalerweise doppelt (oder mehr) der Effektivwert, d.h. Die Nennleistung von 35 W kann einer Programmleistung von 220 W entsprechen.

Frequenzgang und Frequenzbereich

Noch interessanter ist der Frequenzbereich. Es ist bekannt, dass eine Person Frequenzen von 20 Hz bis 20 kHz hören kann, während die Ultraschallkomponenten der Aufzeichnung im HiRes-Musiksignal erhalten bleiben können. Gleichzeitig ist es offensichtlich, dass der breite Frequenzbereich des Verstärkers aus einem bestimmten Grund erzeugt wird. Das Erhöhen der oberen Schwelle des Frequenzbereichs ist ein Weg, um das Einschwingverhalten des Verstärkers zu verbessern, da der Hochfrequenzbereich dem Einschwingverhalten im Kurzzeitbereich entspricht. Mehr dazu hier .



Also der bisher in Kraft befindliche GOST 24388-88. Haushaltsverstärker von Audiofrequenzsignalen. Die allgemeinen technischen Bedingungen, die teilweise aus der deutschen Norm DIN 45500 von 1977 entlehnt und modifiziert wurden, gehen von einem Frequenzbereich von 10 bis 40.000 Hz für Verstärker der Nullkomplexitätsgruppe (d. H. Hohe Wiedergabetreue) und von 20 bis 25.000 Hz für Verstärker der ersten Komplexitätsgruppe aus. ...



In diesem Fall wird eine Ungleichmäßigkeit im Standard nur im Bereich der hörbaren Frequenzen angezeigt und sollte für die Null nicht mehr als ± 0,3 dB und für die erste Gruppe ± 0,5 betragen. Die derzeitige internationale Norm für Verstärker ist IEC 60268-3: 2018, die Normen der Norm für den Frequenzgang sind nahezu identisch mit der russischen (sowjetischen) GOST und der deutschen DIN 45500.



Für den Verbraucher bedeutet dies, dass es sinnvoll ist, einen Verstärker mit einem reproduzierbaren Frequenzbereich von mindestens 20 Hz bis 20 kHz mit einem ungleichmäßigen Frequenzgang von nicht mehr als ± 0,5 dB zu wählen. Wenn die Wiedergabetreue sehr kritisch ist, ist es sinnvoll, einen Verstärker mit einem Bereich von 10 Hz bis 40 kHz (und höher) und einer Ungleichmäßigkeit im hörbaren Spektrum (von 20 Hz bis 20 kHz) von nicht mehr als ± 0,3 dB zu wählen. Ich betone, nicht weil der Kunde ein Schläger geworden ist und über 20 kHz hört, sondern weil die Erweiterung des Frequenzbereichs das Einschwingverhalten verbessert.

THD

Ein wesentliches Merkmal des Verstärkers, das objektiv von Qualität spricht, ist die gesamte harmonische Verzerrung, die nach dem gleichen sowjetischen Standard für vorläufige und integrale Verstärker (als separate Geräte) bis zu 0,005% und für Leistungsverstärker bis zu 0,005% betragen sollte 0,007% für die Nullgruppe. Und auch 0,05% bzw. 0,07% für die erste Gruppe. Wie im Fall des Frequenzgangs bestehen ähnliche Anforderungen in allen modernen (und nicht so) Weltstandards für High-Fidelity-Audiogeräte.



Für den Verbraucher bedeutet dies, dass es sinnvoll ist, einen Verstärker mit einem THD-Wert mit einem maximalen THD-Wert von 0,07% und hohen Ansprüchen und audiophilen Anforderungen für eine Wiedergabetreue von 0,007% und darunter zu suchen. Ich muss sagen, dass es ziemlich einfach ist, einen solchen Verstärker zu finden, da die meisten modernen einen relativ niedrigen THD aufweisen können.

IMD

Es ist zu beachten, dass Verstärker neben harmonischen Verzerrungen eine Quelle für Intermodulationsverzerrungen sind, die selten in Datenblätter fallen und die Wiedergabetreue ernsthaft beeinträchtigen und als unscharfer Klang wahrgenommen werden. Die Norm DIN 45500, die als Normquelle für Geräte der HI-FI-Klasse gilt, bestimmte für High-Fidelity-Verstärker „den Intermodulationsverzerrungskoeffizienten (IMD) im reproduzierbaren Frequenzband von 250-8000 Hz (auch außerhalb dieses Bandes mit einer Abnahme des Schalldruckpegels um 6) dB) ”sollte 3% nicht überschreiten.



Von 400 Datenblättern und Handbüchern von Verstärkern, die ich kürzlich gesehen habe, wurden IMD-Werte in fünf angegeben, die alle mehr als 100.000 Rubel kosten. Und es geht nicht einmal darum, dass der Hersteller versucht, die Wahrheit um jeden Preis zu verbergen, sondern dass die Messung eines zusätzlichen Parameters, den 0,1% der Verbraucher von Massentechnologie überhaupt kennen, als keine sehr rationale Entscheidung angesehen wird.



Für den Verbraucher bedeutet dies, dass er diesen Parameter höchstwahrscheinlich selbst in Dokumenten ziemlich teurer Geräte nicht finden wird. Sie können die Intermodulation nach Gehör bestimmen. Dazu reicht es aus, die Aufzeichnungen des Kinder- und Frauenchordiktats zu verwenden. Es ist notwendig zu versuchen, die Aufmerksamkeit auf einzelne Stimmen zu konzentrieren, wenn dies nicht möglich ist und einzelne Stimmen nicht klar zu hören sind - wahrscheinlich handelt es sich um einen ausreichend großen Intermodulationsverzerrungskoeffizienten. Es ist auch wichtig zu verstehen, dass ihre Quelle möglicherweise kein Verstärker, sondern ein Lautsprechersystem ist. Daher ist es für diesen subjektiven Test sinnvoll, das bestmögliche Lautsprechersystem zu verwenden oder mit einem bestimmten Referenzverstärker auf einem einzelnen Lautsprechersystem zu vergleichen.

Verhältnis von Signal zu gewichtetem Rauschen

Das Signal-Rausch-Verhältnis ist ein Parameter von Verstärkern, der den Rauschpegel ohne Signal anzeigt. In Übereinstimmung mit den genannten Standards sollte das Signal-zu-Gewicht-Rausch-Verhältnis für HI-FI-Vor- und Integralverstärker mindestens 80 bis 90 dB und für High-Fidelity-Leistungsverstärker 100 bis 110 dB betragen. Der Mindestwert für Vorverstärker und integrierte Verstärker beträgt 63 dB und für Leistungsverstärker 86 dB. Ich muss sagen, dass mit diesem Parameter die meisten modernen Verstärker eine vollständige Reihenfolge haben. Wenn sich die Werte erheblich von den oben angegebenen unterscheiden, können wir sagen, dass es sich eindeutig um ein Gerät mit geringer Qualität handelt.



Für den Verbraucher ist es sinnvoll, auf das Verhältnis von Signal zu gewichtetem Rauschen zu achten, da Versuche, ein Schaltungsdesign billiger zu machen oder einen nicht sehr professionellen Ansatz für das Leiterplattenlayout in modernen Geräten zu entwickeln, manchmal katastrophale Ergebnisse liefern. Es ist wichtig, dass der Wert mindestens 60-80 dB beträgt, für anspruchsvolle Musikliebhaber sollten 90 dB und mehr verwendet werden.

Lampe wundert sich

Manchmal ist bei teuren Lampenvorrichtungen das Signal / gewichtete Rausch-Verhältnis aufgrund der Unvollkommenheit archaischer Schaltungslösungen geringer, wenn dieser Parameter für andere nützliche, aus Sicht von Schöpfern oder exzentrischen Verbrauchern, beispielsweise einige charakteristische Effekte geopfert wird Sound, der als „musikalischer“, „wärmer“ und „genrekompatibel“ eingestuft wird. Eine ähnliche Geschichte passiert übrigens mit nichtlinearen Verzerrungen. Somit kann die harmonische Verzerrung selbst bei extrem teuren Röhrenverstärkern 3 und sogar 5% erreichen.

Verstärkerklassen

Klasse-A-Klasse-A-



Verstärker haben traditionell die höchste Wiedergabetreue. Theoretisch können einfache Schaltkreise und in der Regel Single-Ended-Betrieb ohne Übersteuerung des Signals die harmonische Verzerrung (sowohl THD als auch IMD) minimieren und die Reihenfolge der Harmonischen verringern ... Der Nachteil der Lösung ist ein winziger Wirkungsgrad, der selten 15 bis 17% überschreitet, und dementsprechend werden enorme Abmessungen und Gewicht zu zusätzlichen Problemen. Auch der Energieverbrauch wächst natürlich.



Für Verbraucher, die eine maximale Wiedergabetreue anstreben, keine finanziellen Einschränkungen haben und keine Angst vor großen Massen und Dimensionen haben, ist diese Option ideal. Für alle anderen ist es nicht rational und inakzeptabel.



Klasse b



In der Klasse B ist die Betriebsart Gegentakt, das Element (Lampe, npn-Transistor) gibt entweder positive oder negative (pnp-Transistoren) Eingangssignale wieder. In diesem Fall beträgt der Leitungswinkel 180 ° oder überschreitet diesen Wert geringfügig, in Verbindung mit dem sich IMD und THD erhöhen. Der Vorteil dieses Modus ist sein relativ hoher Wirkungsgrad, der theoretisch 75% erreichen kann. Heute wurde diese Klasse fast vollständig durch Klasse-A / B-Verstärker der Klasse D ersetzt.



Klasse A / B.



Aus der Klasse AB geht hervor, dass dies ein Versuch ist, einen hohen Wirkungsgrad und eine geringe Verzerrung der gesamten Harmonischen zu kombinieren. Um den in Klasse B vorhandenen Stufenübergang zu beseitigen, wird beim Schalten von Verstärkerelementen ein Grenzwinkel von 90 Grad oder mehr angewendet. Dementsprechend liegt der Arbeitspunkt am Anfang des linearen Abschnitts der Strom-Spannungs-Kennlinie. Aus diesem Grund ist eine Verriegelung der Verstärkerelemente ausgeschlossen und ein Ruhestrom fließt durch sie, manchmal ziemlich bedeutend. Dies verringert die Effizienz im Vergleich zu Klasse B geringfügig, verringert jedoch die harmonische Verzerrung erheblich. Der Nachteil dieser Klasse ist das unbedeutende Problem der Stabilisierung des Ruhestroms, das auf verschiedene Weise gelöst wird.



Klasse D.



Die gebräuchlichste, billigste und leistungsstärkste sowie eine der umstrittensten Klassen von Verstärkern ist die Klasse D. Solche Verstärker werden häufig als digitale Verstärker bezeichnet, da die PWM-Modulation zur Verstärkung verwendet wird. Sie bestehen aus einer Filtereinheit, einem 4-Kanal-PWM-Controller, einem Stromverstärker, einem Niederfrequenz-Ausgangsfilter, einer Schutzeinheit und einer Stromversorgung. Hauptvorteil: extrem hoch im Vergleich zu anderen Effizienzklassen, theoretisch in der Lage, 90% oder mehr zu erreichen. Auch Klasse D hat eine Reihe von Problemen, nämlich:

• Durch die Modulationsmethode verursachte Nichtlinearitäten (Zeitfehler).
• Inkonsistenz der Timing-Eigenschaften der Ausgangstransistor-Steuerschaltungen.
• Nichtlinearität des LC-Tiefpassfilters.
• Elektromagnetischer Aufnehmer, inkl. Störungen durch die Stromversorgung.

"Angeborene Krankheiten" sind nur der erste und zweite Punkt, ihr Einfluss wird mit der Verbesserung der produzierten Amplifikationschips immer geringer. Viele der Probleme, dank derer diese Verstärker keinen sehr guten Ruf erlangt haben, wurden Ende der 2000er Jahre von den Herstellern beseitigt. Die Nichtlinearität des LC-Tiefpassfilters wird schematisch gelöst und hängt ausschließlich von der Schaltung eines bestimmten Verstärkers ab. Elektromagnetische Aufnahme und Störungen durch die Stromquelle werden ebenfalls schematisch und strukturell gelöst. Dementsprechend ist Klasse D überhaupt kein Satz.

Trockener Rückstand

Die Hauptqualitätskriterien für Verstärker sind Parameter wie Leistung, Frequenzgang, THD. Es ist auch sinnvoll, auf IMD und das Verhältnis von Signal zu gewichtetem Rauschen zu achten. Die in verschiedenen Ländern nach 40 Jahren erstellten Normen beschreiben die Werte dieser, denen High-Fidelity-Verstärker entsprechen müssen. Zu diesen Normen gehören DIN 45500, GOST 24388-88, IEC 60581, IEC 60268-3: 2018, gemäß deren Normen die modernste Verstärker. Ein High-Fidelity-Verstärker kann in jeder Klasse gebaut werden, einschließlich der derzeit am häufigsten verwendeten Klasse D. Ich habe versucht, die Kriterien auszuwählen, die für die Wiedergabetreue des Verstärkers am wichtigsten sind. Sicherlich nicht alles beschrieben, also der Dämpfungsfaktor,Ich habe die Kanaltrennung durch Verstärkung und Übersprechen zwischen Stereokanälen für andere Materialien verlassen. Wenn Sie etwas hinzuzufügen haben, werde ich die zusätzlichen Informationen in den Kommentaren aufrichtig schätzen.







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