Навигация по сайту Моя кладовка

 

О пользе биампинга

(повторение, мать...)

 

Собственно, это даже не статья, а так, просто заметки по поводу. И принципиально нового в ней ничего нет. Но тем не менее, повторить это стОит. Напомнить, так сказать...

Краткая историческая справка.

Биампинг (англ. bi-amping - "двойное усиление") - использование двух усилителей, усиливающих сигнал каждый для своего динамика в колонке. Существует две разновидности биампинга, причем каких-то специальных названий у них нет, поэтому я дам им свои названия.

1. "Полный", или "правильный" биампинг:

Биампинг

Каждый из усилителей усиливает только свой диапазон сигнала - ВЧ или НЧ (т.е. только часть сигнала). Разделение полос происходит в активном кроссовере (фильтре) в предварительном усилителе. Динамики подключаются непосредственно к выходам своих усилителей.

2. "Неполный", или "неправильный" биампинг:

Каждый из усилителей усиливает весь частотный диапазон (т.е. весь сигнал). Этот весь усиленный сигнал подается на колонку, а в ней уже встроенный фильтр-кроссовер пропускает на динамики только нужные частоты. Ненужные частоты "отбрасываются", выходит зря их усиливали.

Раз уж пошла такая пьянка - есть еще такая заморочка под названием "биваринг".

Биваринг (англ. bi-wiring - "двойные провода") - полключение каждого из динамиков колонки отдельным кабелем к одному и тому же усилителю.

Смысл использовать два провода там, где отлично хватает одного, появляется, если длинна кабеля превышает 50 метров, а провод большого сечения при этом неудобен. Или используется такой дерьмовый кабель, который не в состоянии передать в колонку весь сигнал целиком. Я не сторонник ни того, ни другого. (Ну еще можно похвастаться перед соседом - мол вот какая крутая у меня аппаратура. Если же сосед спросит зачем два провода там, где хватит и одного... Ответы нужно заранее поискать в глянцевых аудиожурналах, а если сосед соображает в технике и эти ответы его не убедят - значит он жлоб из глубокой провинции, ничего в аудиофильстве не понимающий)

 

Итак...

Настраиваю я активный кроссовер, который собираюсь установить в свой доработанный ресивер (см. "Доработка расиверов Пионер") и получить в его фронтальных каналах "настоящий" биампинг. При всех своих преимуществах, биампинг имеет лишь один недостаток - требует дополнительных усилителей мощности. Их есть у меня - ресивер 7.1 канальный, а я использую из них только 5.1. Значит два канала свободны и их можно использовать.

Активный кроссовер для биампинга я сделал давно. Сам по себе он работает великолепно, но вот АЧХ колонок, подключенных к нему, мне не нравится. Есть маленький шанс, что я неудачно выбрал частоту раздела, но скорее всего, это что-то не то с самими акустическими измерениями или что-то еще недонастроил. Что имеем:

С выхода звуковой карты сигнал подается на кроссовер, а с него - на вход усилителя для качественной компьютерной акустики на микросхеме TDA7293. К каждому из каналов усилителя подключено по динамику колонки. Правый канал воспроизводит частоты мидвуфера (ниже 3 кГц), а левый - высокочастотника (выше 3 кГц).

Кроме того, в низкочастотной части кроссовера предусмотрен сабсоник (фильтр инфранизких частот) 1-го порядка, ослабляющий сигналы ниже 40...50 Гц. Это сделано для того, чтобы не перегружать НЧ/СЧ динамики колонок - все равно ниже 80 Гц работает сабвуфер.

Ну а теперь сама история.

Кроме измерения АЧХ колонок с помощью микрофона Panasonic WM-60 и измерительного микрофонного усилителя, я еще и отслушивал колонки на слух. У меня одна из колонок имеет внутри обычный пассивный кроссовер (я ими сейчас пользуюсь без всякого биампинга), а у другой колонки ее пассивный кроссовер находится снаружи, и подключен к динамикам через разъем Speakon. Так что я просто отсоединяю эту колонку от ее фильтра и использую прямое подключение к динамикам для экспериментов. Целью отслушивания было сравнить равномерность АЧХ пассивного и активного кроссоверов. И тут получилось все по науке:

1. У активного кроссовера неравномерность АЧХ ниже. Причем это заметно даже на слух (не так, чтобы очень сильно, но заметно), несмотря на то, что я еще не удовлетворен результатами настройки. Ну тут все ясно - нет проблем с согласованием фильтров с нагрузкой, нет переменной нелинейной индуктивности динамиков, нет сопротивления проводов. АЧХ электронных фильтров получаются куда более ровными - ведь согласование с нагрузкой у них идеально (у фильтров в колонках их согласование с динамиками зависит даже от уровня громкости!).

2. Звук биампинговской колонки заметно чище! Опять же, не бросается в глаза (да я и прислушивался больше к частотному дисбалансу), но все же лучше. Отсюда попобробнее. У любого усилителя всегда есть две проблемы: большая амплитуда сигнала, и его (сигнала) высокая частота. При большой амплитуде выходное напряжение близко к своему пределу - напряжению питания. При этом перегиб амплитудной характеристики уже рядом (см. "Ограничение сигнала усилителем – можно ли работать в клиппинге?") и нелинейность большая. Значит и искажения заметно растут. На высоких частотах другая петрушка: обычно частота первого полюса усилителей лежит где-то в диапазоне 100...1000 Гц (у TDA7294 она приблизительно равна 200 Гц - Амплитудные характеристики усилителя на TDA7294), на более высоких частотах усиление падает, значит глубина ООС уменьшается и искажения опять-таки растут. Широкополосному усилителю, который воспроизводит весь диапазон от 20 Гц до 20 кГц, приходится тяжело - ведь ему надо бороться с этими двумя бедами одновременно! Потому что вместе с низкими частотами большой амплитуды, в сигнале содержатся и высокие частоты. И амплитуды всех их суммируются.

Бедненький усилитель изо всех сил пытается поддерживать высокое качество, но куда ему одному с ними двумя справиться! А в биампинге каждому усилителю достается только по одному противнику. Один усилетель сражается только лишь с большой амплитудой, ведь при частоте среза 3 кГц и фильтре 3-го порядка высоких частот ему не достается. А с относительно низкими он справляется легче. Другому усилителю достались только лишь высокие частоты, зато амплитуда сигнала там раз в 10 меньше. Поэтому искажения каждого из усилителей и становятся меньше.

Кроме того, в одиночном широкополосном усилителе появляются многочисленные комбинационные частоты (из-за интермодуляционных искажений), причем в том числе и между самыми высокими и самыми низкими частотами сигнала. В результате спектр комбинационных искажений получается практически сплошной, как шум, и очень неприятный на слух. Если же усилители разделить, то в каждом из каналов присутствует не только меньшее количество частот сигнала, создающих взаимные комбинации, но и они "только свои" - только НЧ или только ВЧ. Самые высокие частоты с самыми низкими при этом никак не взаимодействуют, ведь они разделены по разным усилителям! Поэтому всяческих сочетаний интермодуляций гораздо меньше (и амплитуда их меньше из-за возросшей линейности!) и звук чище.

3. На самомо деле тут еще несколько факторов, улучшающих звучание. Например, тот факт, что усилителю приходится работать на более "легкую" нагрузку. Если разделительные фильтры находятся в колонке, ее сопротивление приобретает более сложный реактивный характер из-за катушек и конденсаторов, составляющих фильтр (а еще в фильтре резонансы бывают!). И усилителю труднее работать на такую нагрузку. "Чистые" динамики тоже не сахар, но все же намного лучше.

4. Выходная мощность получается немного больше - ведь мы теперь для колонки используем два усилителя. Объясню "на пальцах". Допустим максимальная мощность усилителя 10 Вт. Значит при "моноампинге" на колонке эти самые 10 Вт максимум и получаем (на самом деле чуть меньше из-за потерь в пассивном кроссовере). В биампинге два усилителя, а частота раздела кроссовера 3 кГц. При такой частоте раздела на НЧ/СЧ составляющие приходится примерно 85% мощности сигнала (Программа для расчета соотношения мощностей динамиков, включенных через фильтры). При "моноампинге" мощность усилителя делилась так: 8,5 Вт на НЧ и 1,5 Вт на ВЧ динамики. В биампинге НЧ усилитель отдает в НЧ динамик все свои 10 Вт. Теперь эти 10 Вт составляют 85% всего сигнала, а остальные 15% сигнала = 2 Вт в ВЧ динамик отдает другой усилитель. Таким образом, суммарная мощность двух усилителей теперь стала 12 ватт! И это при снижении искажений.

 

Есть ли в биампинге недостатки? Есть. Но эти недостатки либо можно обратить в достоинства, либо легко преодолеть. И лишь часть из них (хотя тоже в принципе преодолима) будет мешать жить. Итак недостатки:

1. Нужно в два раза больше усилителей. Это преодолевается легко. Конечно, схема становится сложнее и дороже, но далеко не в 2 раза. Ведь часть цены и сложности составляют корпус, блок питания, предусилитель, всяческая индикация и автоматика. Корпус становится лишь ненамного больше и чуть-чуть дороже. Тоже самое происходит и с блоком питания. Чуть мощнее, чуть дороже. Ненамного. Предварительный усилитель почти не изменится (активный кроссовер в предусилителе дешевле чем пассивный в колонках!). Таким образом, цена и сложность возрастут на 20...30%. И кроме того, качество требует затрат. Для контраста посмотрите каталог Hi-End аппаратуры с ценами за сто тысяч долларов. И вам сразу станет ясно, что ваш усилитель совсем даже и не дорогой!

2. К выходу биампингового усилителя (в отличие от "широкополосного") невозможно подключить наушники (обычно их подключают к выходу усилителя мощности через резистор). На самом деле это не недостаток, а достоинство. Такое подключение наушников используют для упрощения жизни. Качество при этом получается не самое высокое. Если же усилитель двухполосный, то придется делать (и встраивать в аппарат) специальный усилитель для наушников, имеющий намного более высокое качество! Так что и наушники у вас звучать будут лучше.

3. Самая больная проблема: к биампингу не готовы колонки. То, что выпускает промышленность не совсем "настоящий" биампинг - хоть и возможно использовать два усилителя, каждый из них усиливает весь частотный диапазон целиком. А потом фильтр в колонке "возьмет" только часть сигнала, а другая часть пропадет зазря (и зачем было ее усиливать бестолку?). Такой биампинг практически не имеет преимуществ перед "моноампингом" (на самом деле имеет, но гораздо меньшие, чем "настоящий" биампинг). Так вот проблема в том, что в колонки фильтры уже встроены и никуда от них не денешься! Для полноценного биампинга и колонки и усилитель нужно разрабатывать, изготавливать и продавать вместе. При этом теряется универсальнось... Но на мой взгляд это не так уж и плохо. Почитайте аудиожурналы и интернет-форумы! Сколько вопросов на одну и ту же тему: "Будет ли усилитель ХХХ звучать с колонками ZZZ?" Или: "Какие купить колонки к моему усилителю, чтобы подходили?" А если эти компоненты друг к другу не подходят, то система звучит хуже, чем могла бы. А тут - никаких проблем: колонки и усилитель изначально подходят друг к другу. И это правильно. Ведь во многих областях техники поступают именно так. Ведь никто не страдает: "Какой двигатель поставить на мой Форд - от Тойоты, от BMW или от Запорожца?" Так почему до сих пор ту пару компонентов, которые наиболее тесно связаны и зависят друг от друга - колонки и усилители - выпускают поотдельности и совершенно независимо друг от друга? И не всегда подходящие?

Это большей частью делается для удобства производителей, а не покупателей. Но радиолюбители в этом отношении находятся в гораздо более благоприятный условиях - они могут сделать все в комплексе, согласовав наилучшим образом. Или переделать уже существующую технику, чем я сейчас и занимаюсь.

 

15.05.2007

 

Яндекс.Метрика

Счетчик