Вводное слово 2024

Основной текст статьи был написан лет 15 тому назад (если не больше), но истинный смысл, если можно так выразиться, и важность «проявились» совсем недавно. Известно, что японцы были впереди планеты всей по использованию при конструировании АС весьма необычных материалов и технологий — множество японских АС являются в буквальном смысле технологическими шедеврами, аналогов которым в нет, не было и естественно не будет. Однако при достаточном опыте знакомства с самыми различными АС в одних и тех же условиях, одном и том же помещении (т.е. обладания не несколькими парами за всю жизнь, а когда счет идет на многие десятки и даже сотни) выясняется, что многие японские АС звучат как минимум странно, а порой так и вовсе откровенно криво. Причем чем старше АС, тем больше вероятность обнаружения всевозможных странностей в звучании. Именно это является причиной, по которой в аудиопедофильской среде муссируется поверье что мол акустику японцы делать не умели, что у японцев якобы какой-то особый слуховой архетип (сильно отличающийся от европейского), что у японцев все колонки дают некий кабуки-саунд и т.д.

В реальности же японцы (в основной своей массе) делали акустику, как впрочем и все остальное, непревзойденного качества, и вся их продукция не только тщательно рассчитывалась в конструкторских бюро до того как поступить в производство, но и жестко контролировалась ОТК на выходе. Тогда в чем же проблема? А проблема только в том, что время не щадит никого и ничего.

Вся бытовая электроника так или иначе состоит из диодов, транзисторов, резисторов, индуктивностей, емкостей, реле, переключателей и плавных регуляторов (еще конечно есть микросхемы, но говорить о них в данном контексте смысла мало). И не все эти компоненты одинаково устойчивы ко времени!К практически вечным компонентам относятся пожалуй только индуктивности — это просто медная проволока свернутая в катушку. К весьма долгоживущим (без утраты своих первоначальных свойств) компонентам можно отнести резисторы, диоды и транзисторы. Исключение составляют лишь дефекты возникающие вследствие подгорания или полного выгорания (пробоя), что как правило является результатом неправильной эксплуатации.

Гораздо хуже обстоит дело с конденсаторами (емкостями), особенно электролитического типа — иногда они выходят из строя очевидным образом (у них вспучивает дно или верхушку, хотя если дно, то сразу можно и не заметить), но гораздо чаще они просто утрачивают свои первоначальные характеристики до такой степени, что схемы в целом начинают вести себя, скажем так, странно (например фильтры не фильтруют как надо, что в случае АС особенно важно).

Реле — устройства вроде бы призванные служить долго, но на практике у них часто подгорают контакты, из-за чего их работа становится очень нестабильной. Механические ручные переключатели (тумблеры) — тоже не подарок, поскольку основаны на трущихся элементах, а иногда на не особо износостойких защелках. Однако хуже всего дело обстоит с плавными регуляторами — как теми что устанавливаются на платах (так называемые подстроечники), так и внешними (обычно это регуляторы громкости, тембра, уровней и пр.). При длительной эксплуатации они забиваются пылью, их обширные контактирующие скользящие элементы окисляются или истираются, в результате чего регулятор может работать прерывисто, давать выпадения сигнала, издавать хрипы, а также создавать межканальную неравномерность.

Однако вернемся к акустическим системам. В АС не бывает диодов, транзисторов и реле. Во многих АС (особенно винтажных) есть переключатели и плавные регуряторы, которые со временем начинают работать очень плохо и нестабильно (главным образом из-за внутреннего окисления). Далее, как известно, в многополосных акустических системах всегда применяются переходные фильтры (кроссоверы), которые являются фильтрами НЧ или ВЧ 1-го, 2-го или 3-го порядков (см. ниже) — поэтому практически в любой АС есть индуктивности, резисторы и емкости. И если индуктивности, как уже говорилось, старению не подвержены, а резисторы (если не поджарены) стараеют достаточно плохо, то с емкостями возникают проблемы, особенно если АС долгое время не эксплуатируются, а плесневеют в каком-нибудь гараже.

Замена конденсаторов в АС — задача не то чтобы невыполнимая, но чрезвычайно геморройная во всех отношениях. Поэтому если есть возможность решить проблему как-то иначе, то лучше с раскурочиванием кроссоверов не связываться. Самое главное, о чем нужно всегда помнить: самое ценное, что есть в АС, особенно если это какая-то экзотическая и редкая модель — это динамики (выполненные из уникальных материалов, по уникальной технологии и т.д.). При нормальной эксплуатации и в хороших условиях хранения динамики сами по себе, типа просто от времени, практически не портятся (кроме некоторых видов подвесов). А это значит, что при нормальном согласовании их между собой от АС вполне реально добиться их изначальных звуковых характеристик.

Конец вводного слова

Эта статья предназначена для тех, кто не знает или не понимает, что такое мультиампинг, каков его принцип, как он реализуется и зачем.

Начнем с того, что понятие «мультиампинг» дословно означает «использование нескольких усилителей», причем одновременно, в рамках одной стереосистемы. На практике, как правило, реализуется либо биампинг, либо триампинг, т.е. одновременно используются, соответственно, два или три усилителя мощности. Здесь также необходимо отметить, что бывают слабоумные, которые городят лже-биампинг, что и проиллюстрировано на рисунках:

Грамотный биампинг		Лже-биампинг

Сразу же возникает закономерный вопрос: а что, одного усилителя недостаточно? Любое устройство, предназначенное для эффективного излучения звука в окружающее пространство (т.е. колонки, они же акустические системы или сокращенно АС), содержит в себе несколько громкоговорителей (динамиков), встроенных в то или иное акустическое оформление (корпус), а также пассивную электрическую схему, называемую переходными фильтрами (кроссовером). Большинство кроссоверов состоит из катушек индуктивности, емкостей и резисторов и включается перед широкополосным входным сигналом, т.е. после клемм АС, но до динамиков. Кроссовер решает всего две задачи:

1. Делает так, чтобы на каждый динамик поступало напряжение только тех частот, на которые он рассчитан и которые призван воспроизводить. Ведь, скажем, типичный ВЧ-динамик (пищалка) физически не в состоянии воспроизводить частоты ниже 1КГц. Поэтому глупо подавать на пищалку весь слышимый спектр — все лишнее нужно отфильтровать. Аналогично, типичный НЧ-динамик (басовик) не воспроизводит частоты выше 1КГц — лишнее нужно обрезать.
2. Согласовывает динамики по чувствительности или, другими словами, по громкости звучания. Если этого не делать, то в рамках целостной АС один динамик будет попросту «забивать» другой. В зависимости от того, какой из динамиков имеет существенно большую чувствительность, будет возникать ощущение, что колонки плохо воспроизводят, скажем, низкие частоты или, наоборот, высокие. Хотя чисто технически динамики абсолютно исправны.

Исключение составляют лишь широкополосные АС, в которых разделение входного сигнала на «полосы» полностью отсутствует — на клеммы динамика подается вся ширина полосы (от 20Гц до 20КГц).

Поскольку никакой реальный фильтр не может обеспечить абсолютного обрезания напряжения на заданной частоте, то за пределами необходимой (расчетной) частоты фильтр обеспечивает не крутой обрыв, а лишь более или менее плавное затухание сигнала, выражаемое в децибелах на октаву. В общем случае «октава» — это удвоение или ополовинивание частоты. Величина затухания называется крутизной и зависит от схемы построения фильтра. Не углубляясь в подробности можно сказать, что простейший фильтр — так называемый фильтр 1-го порядка — состоит всего из одного реактивного элемента — емкости (при необходимости обрезать верхнюю часть спектра) или индуктивности (при необходимости обрезать нижнюю часть спектра) и обеспечивает крутизну 6дБ/окт. Другими словами, это означает, что если например в двухполосной АС выбрать частоту раздела 2кГц и 1-й порядок фильтрации обоих динамиков, то сигнал басовика на частоте 4кГц должен ослабнуть вдвое, а на частоте 8кГц — вчетверо и т.д. Аналогично с пищалкой — только на частотах 1000 и 500 Гц соответственно. Вдвое большую крутизну — 12дБ/окт — обеспечивают фильтры 2-го порядка, содержащие по два реактивных элемента в цепи. Затухание в 18дБ/окт обеспечивают фильтры 3-го порядка, содержащие по три реактивных элемента и т.д. Фильтры более высоких порядков применяются достаточно редко.

Как уже говорилсь выше, другим аспектом проблемы согласования динамиков в рамках целостной АС является то, что отдельные динамики характеризуются различными чувствительностями, т.е. при одном и том же подводимом напряжении они все звучат с разной громкостью. Соответственно этому возникает задача снижения громкости звучания более чувствительных динамиков до уровня наименее чувствительного в системе. Это обеспечивается включением в переходные фильтры резисторов, на которых происходит дополнительное падение напряжения, т.е. аттенюация сигнала (ослабление по общему уровню, вне зависимости от частоты).

Очевидно, что кроссоверы встроенные в АС штатным образом — вещь, которую обычный пользователь изменить не в состоянии. Более того, характеристики отдельных динамиков могут изменяться в достаточно широких пределах в завимости как от времени, так и от условий эксплуатации, что прежде всего сказывается на тех участках спектра звукового давления, в формировании которых активно участвуют кроссоверы, которые были сделаны как бы под «несколько другие» динамики. Да и сами кроссоверы могут со временем существенно утрачивать свои первоначальные характеристики...

Поэтому при каких-то сомнениях в качестве звучания, но совершенно исправных динамиках, можно попробовать реализовать мультиампинг. Для решения этой задачи потребуется следующее:

1. Убрать с пути следования сигнала штатные кроссоверы. Не обязательно выдирать их из АС — можно просто отсоединить от них все динамики.
2. Обеспечить прямой доступ к клеммам динамиков для заведения на них сигнала напрямую — с отдельных усилителей мощности, по одному на каждую пару идентичных динамиков АС. Если в АС был заранее предусмотрен мультиампинг, то задача радикально упрощается (см. ниже). Если нет, то придется где-то в задней стенке АС сверлить дырку, через которую выводить пары проводов от отдельных динамиков.
3. Обзавестись несколькими усилителями мощности (УМ) — для двухполосных АС потребуется 2 отдельных УМ, для трехполосных — соответственно 3. Не строго неоходимо, но весьма желательно чтобы все УМ были либо одинаковыми, либо имели возможность регулировки входной чувствительности. Это необходимо для того, чтобы при одном и том же входном напряжении на выходе каждого УМ (в идентичную нагрузку) также было строго одно и то же напряжение. Сей факт необходимо проверять при помощи генератора частоты, заменителя нагрузки (dummy load) и вольтметра переменного напряжения. Dummy load, т.е. резистор номиналом 8Ом рассчитанный на очень большую мощность (скажем 100Вт) очень удобно использовать скажем когда нужно проверить усилитель на тот же клиппинг или настроить индикаторы в УМ. В колонку же 30, 50 и уж тем более 100 Ватт не подашь — если она и не сгорит, то оглохнуть точно можно или соседи копов вызовут. Поэтому пользуются такими вот молчаливыми заменителями, а максимум что может случиться — раскалится докрасна.
4. Электронный кроссовер, т.е. такая штуковина, которая исходный широкополосный сигнал от источника (обычно от предусилителя) разветвляет на несколько отдельных УМ. Электронный кроссовер логичным образом имеет один вход и несколько выходов, и позволяет гибкое разделение полос — в широких пределах регулируется все: частоты перехода, крутизна среза и глубина аттенюации в каждой полосе. Иными словами, электронный кроссовер включается между предварительным усилителем и усилителями мощности. Образцы великолепных электронных кроссоверов на 3 и даже 4 полосы:

Pioneer D-23		Aurex SD-77		Technics SH-9015C

Таким образом, в руках пользователя оказывается солидный инструмент для прецизионного согласования полос в АС. Но на этом пути есть серьезная проблема:

Что получается даже при небольших ошибках — проиллюстрировано ниже. Лично я пользуюсь одним из лучших измерительных комплексов — MLSSA. Ответы на любые вопросы касательно технических характеристик и возможностей этой измерительной системы (как меряет, что меряет, чем меряет и т.д.) можно найти на сайте производителя. Стоимость комплекса в начале 2000-х — около 6000 долларов.

Обычно перевод АС в мультиампинг производится следующим образом. Во-первых, выбираются АС, которые позволяют не уродовать корпуса, а изначально обеспечивают прямой доступ к динамикам. Такие АС производили многие японские производители.

Во-вторых, производится первичное согласование динамиков по критерию максимально ровной осевой (квази-безэховой) АЧХ. И, наконец, АС устанавливаются на должные места в комнате и производится доводка под конкретное помещение и зону прослушивания. В целом дело это существенно геморройное и времязатратное, но... чрезвычайно интересное.

Как уже говорилось, правильное согласование динамиков в многополосной АС подразумевает обеспечение поступления на каждый динамик напряжений только той полосы частот, в которой он может работать без генерации недопустимых искажений. Теоретически, даже это требование является недостаточным — в идеале каждый динамик должен работать только в области (полосе частот) его поршневого движения, которая всегда существенно уже области допустимых искажений. Однако решение такой задачи требует множества динамиков (от мала до велика) и очевидным образом создает необходимость во множестве частот разделения/согласования, что резко усложняет не только проектирование и практическую реализацию, но и отправляет в космос стоимость. Именно поэтому большинство АС во все времена делались лишь 2-х полосными, реже 3-х полосными и крайне редко 4-х полосными. Здесь важно отметить, что наличие в АС множества динамиков (даже разного размера) совершенно не означает множества полос — как правило их все равно не больше трех, соответственно чему всего две области согласования. Производить АС с реальным количеством полос больше трех могли себе позволить (и то небольшими тиражами) лишь промышленные гиганты вроде Diatone, Sony, Technics, Victor, Yamaha и некоторые другие.

Coral DX Eleven (DX-11)

1985 год. Частоты раздела: 280, 4000, 8000. Габариты: 40 • 74 • 38. Вес: 40кг. Стоимость: ¥276,000. Редкость: большая. Мультиампинг: штатным образом не предусмотрен.

Diatone DS-505

1980 год. Частоты раздела: ??, 1500, 5000. Габариты: 42 •72 • 43. Вес: 43кг. Стоимость: ¥190,000. Редкость: небольшая. Мультиампинг: штатным образом не предусмотрен.

Diatone DS-3000

1984 год. Частоты раздела: 350, 1350, 4500. Габариты: 45 •75 • 42. Вес: 52кг. Стоимость: ¥260,000. Редкость: небольшая. Мультиампинг: штатным образом не предусмотрен.

Diatone DS-5000

1982 год. Частоты раздела: 300, 1250, 4000 (все фильтры 12дБ/окт.). Габариты: 64 •105 • 46. Вес: 87кг. Стоимость: ¥495,000. Редкость: небольшая. Мультиампинг: штатным образом не предусмотрен.

Onkyo Scepter E804A

1973 год. Частоты раздела: 550, 7000, 14000. Габариты: 45 • 77 • 39. Вес: 44кг. Стоимость: ¥128,000. Редкость: большая, в основном продают как запчасти. Мультиампинг: штатным образом не предусмотрен.

Pioneer S-F1

1981 год. Частоты раздела: 500, 2500, 8000. Габариты: 70 • 117 • 44. Вес: 110кг. Стоимость: ¥1,7 млн. Редкость: огромная, по сути штучное производство. Мультиампинг: штатным образом не предусмотрен.

Victor Zero 7

1980 год. Частоты раздела: 500, 2400, 8000. Габариты: 40 • 75 • 40. Вес: 32кг. Стоимость: ¥120,000. Редкость: большая. Мультиампинг: штатным образом не предусмотрен.

Victor Zero L10

1985 год. Частоты раздела: 230, 950, 6600. Габариты: 58 • 101 • 47. Вес: 32кг. Стоимость: ¥800,000. Редкость: огромная. Мультиампинг: штатным образом не предусмотрен.

Victor Zero 1000

1981 год. Частоты раздела: 500, 5000, 12000. Габариты: 44 • 80 • 37. Вес: 45кг. Стоимость: ¥420,000. Редкость: огромная. Мультиампинг: штатным образом не предусмотрен.

Yamaha NS-890

1978 год. Частоты раздела: 600, 2000, 6000 (все фильтры 12дБ/окт.). Габариты: 38 • 75 • 32. Вес: 31кг. Стоимость: ¥89,000. Редкость: большая. Мультиампинг: штатным образом не предусмотрен.

К чему приводят ошибки в согласовании полос

На примере биампинга Technics SB-RX70 — в данных АС такая возможность предоставлена штатным образом, т.е. лезть внутрь и что-то там отрывать не нужно, а достаточно просто снять перемычки.

Задача: отключить штатный пассивный кроссовер и исследовать возможность улучшения заводского согласования полос высококлассного промышленного изделия посредством активного электронного кроссовера. Оснований для проведения эксперимента имелось два:

1. Здоровое любопытство — а что вообще получится?
2. Поиск ответа на вопрос: а правда ли, что производитель всегда так или иначе «халтурит», и что изделие можно улучшить, если подойти «с душой» и «неформально»? Это мнение широко распространено в среде аудиопедофилов.

Идеальное согласование

Частота перехода		Твитер		Басовик
НЧ-головки 2кГц ВЧ-головки 3.2кГц Крутизна среза 18дБ/окт		Зеленым — идеальный переход Желтым — без кроссовера

При ознакомлении с приводящимися ниже результатами измерений обращаем особое внимание на то, что

Вот, в частности, почему любое вмешательство пользователей в кроссоверы систем с целью там якобы что-то «улучшить» приводит к катастрофическим результатам.

Достаточно примечательно то, что на классической музыке и джазе (а также прочей музыке низкой плотности) даже самые голимые косяки практически не слышны или слышны неуверенно. Зато как только ставишь что-нибудь плотненькое и насыщеннное, все вылезает моментально. Сей факт — лишнее подтверждение тому, что ни классикой, ни джазом акустику «тестировать» не рекомендуется.

Пробуем отклоняться от заводских установок

Частота перехода обеих головок 1кГц
Крутизна среза 6дБ/окт		Крутизна среза 12дБ/окт		Крутизна среза 18дБ/окт
Частота перехода обеих головок 1.25кГц
Крутизна среза 6дБ/окт		Крутизна среза 12дБ/окт		Крутизна среза 18дБ/окт
Частота перехода обеих головок 1.6кГц
Крутизна среза 6дБ/окт		Крутизна среза 12дБ/окт		Крутизна среза 18дБ/окт
Частота перехода обеих головок 2кГц
Крутизна среза 6дБ/окт		Крутизна среза 12дБ/окт		Крутизна среза 18дБ/окт
Частота перехода обеих головок 2.5кГц
Крутизна среза 6дБ/окт		Крутизна среза 12дБ/окт		Крутизна среза 18дБ/окт
Частота перехода обеих головок 3.2кГц
Крутизна среза 6дБ/окт		Крутизна среза 12дБ/окт		Крутизна среза 18дБ/окт
Частота перехода НЧ-головки 2кГц ВЧ-головки 3.2кГц Крутизна среза 12дБ/окт		Частота перехода НЧ-головки 2кГц ВЧ-головки 3.2кГц Крутизна среза 6дБ/окт		Частота перехода НЧ-головки 1.6кГц ВЧ-головки 2.5кГц Крутизна среза 18дБ/окт
Частота перехода НЧ-головки 2.5кГц ВЧ-головки 3.2кГц Крутизна среза 18дБ/окт		Частота перехода НЧ-головки 1.6кГц ВЧ-головки 3.2кГц Крутизна среза 18дБ/окт

В завершение несколько ярких примеров «успехов» самодельщиков на поприще согласования полос:

CrystalVox Stranger 2		Самопал на базе динамиков Dynaudio и ScanSpeak		Самопал
JVC Zero 4 «улучшенные» дегенератом		Самопал на базе динамиков Altec

//