index.html | 4957403654 | 7403654@mail.ru | sitemap.html

Энергоемкость

Снова о мифах в аудио. Откуда они вообще появились? Жили и жили люди спокойно, десятилетиями, и вдруг какие-то мифы? Дело в том, что в последние годы стала преобладать субъективная оценка качества звучания аппаратуры, и при более пристальном наблюдении за звуком были замечены такие эффекты, которые никак не укладываются в сложившиеся за десятилетия аудиопонятия. Иногда наблюдается то, что в соответствии с общепризнанными представлениями не может быть никогда и ни при каких обстоятельствах. Именно это позволяет устоявшиеся представления считать не более чем мифами.

Сегодня мы рассмотрим миф об энергоемкости блока питания, точнее сказать – миф о том, что динамика звучания большей частью определяется энергоемкостью блока питания.

Давно замечено, что динамика звучания у разных усилителей бывает разная. У неудачных усилителей наблюдается некоторая устойчивая вялость в звучании музыки. Так как этот эффект хорошо заметен и явно представляет собой последствия работы усилителя, были произведены поиски причин появления этого эффекта. В результате возник рассматриваемый нами термин – энергоемкость блока питания.

Что подразумевается под этим термином? Ведь буквально для усилителей, питаемых от сети переменного тока, он не имеет никакого смысла: это аккумуляторы имеют такую характеристику, как ампер-часы, а энергоемкость электрической сети равна бесконечности. В случае с усилителями имеется в виду не в чистом виде энергоемкость, а способность блока питания «держать» напряжение на выходе блока питания, не допуская его просадки при увеличенном потреблении тока. Отсюда видно, что причиной «вялости» звучания считается изменение сигнала, вызываемое указанными просадками напряжения питания.

Физической причиной, вызывающей просадки напряжения питания при увеличении тока, является работа в импульсном режиме выпрямителя, нагруженного на емкость сглаживающего фильтра. Не останавливаясь на подробном описании работы выпрямителя на емкостную нагрузку, можно назвать два способа борьбы с просадками. Это уменьшение сопротивления всех проводников и соединений в цепи переменного тока и увеличение емкости сглаживающего фильтра. Очевидно, что собственно величина просадки зависит от сопротивления цепей переменного тока, тогда как от емкости фильтра зависит время установления выходного напряжения.

Энергоемкость блока питания принято выражать в джоулях, а его способность препятствовать просадкам напряжения – в удельных единицах Дж/Вт выходной мощности усилителя.

Какая просадка напряжения считается допустимой? На этот вопрос однозначного ответа нет. Все известные мне рекомендации при ближайшем рассмотрении не имеют твердых оснований, т. е. взяты чуть ли не с потолка. Наиболее обоснованная норма получена исходя из установленного слухового порога по различимости уровня сигнала в области низких частот – 1 дБ. Исходя из этого критерия, допускается просадка напряжения не более 10 %. Как правило, в реальных усилителях это значение намного меньше, т.е. запас по энергоемкости обеспечен с запасом. Но до каких пределов энергоемкость можно увеличивать? Неясно. То, что чем больше, тем лучше - это каждый школьник знает. Но сколько надо? Есть усилители, на 95 % состоящие из блока питания. 7-ваттный усилитель может весить 150 кг. Однако, идя по такому пути, мы смело можем заявлять, что 300-килограммовый усилитель – это еще в 2 раза лучше. Есть ли предел?

Несмотря на некоторую нелогичность ситуации с энергоемкостью, ее влияние на звучание представляется предельно ясным. Броски тока на пиках сигнала вызывают просадку напряжения на выходе блока питания, которое, в свою очередь, ведет к кратковременному уменьшению коэффициента усиления усилителя на пиках. Изменение амплитудной огибающей сигнала в сторону уменьшения как раз и вызывает потерю динамики звучания, особенно в области низких частот. Как мы видим, все очень логично. И звучит красиво: «Энергоемкость блока питания»… И все было бы хорошо, но вот иногда имеют место такие эффекты, которые при названном раскладе не могут быть, потому что не могут быть никогда. Таких эффектов три, и каждый из них в отдельности полностью опровергает «теорию» энергоемкости.

Если усилитель класса АВ звучит вяло, то в подавляющем числе случаев он звучит вяло на любом уровне громкости, даже при самом малом токе в нагрузку, когда просадку напряжения не фиксирует ни один измерительный прибор.
В стандартном транзисторном усилителе с общей ООС даже при наличии просадок напряжения питания адекватных изменений амплитудной огибающей сигнала не наблюдается. Максимально возможная просадка напряжения питания возникает при выключении усилителя.
Если усилитель ламповый, то некоторое время после выключения он еще может работать на запасенной в блоке питания энергии, и при этом какого-либо заметного уменьшения динамики звучания не происходит.

Что же получается, уменьшение динамики звучания вызывается вовсе не просадками напряжения? Именно так: не просадками. А тогда чем? Ясно чем: колебаниями. Но какая разница? Разница есть. Если с просадками напряжения можно бороться, только наращивая энергоемкость блока питания, то колебаниями специалистов не запугать. С колебаниями можно бороться и другими способами. Например, с помощью компенсации. Я не являюсь крутым электронщиком, но попробовал это сделать, применив простейшее решение. Это даже не электроника, это – общая электротехника. Что из этого получилось, можно прочитать в статье «О некоторых опытах со звуком» (Audiotheory.ru). Вопрос с динамикой звучания был полностью решен.

Не могу рекомендовать к повторению именно такого технического решения, так как фазостабилизирующий дроссель получился весьма приличных размеров, точная настройка требует генератора меандра с частотой 1-3 Гц и балансного подключения осциллографа к аналогичному блоку питания. Очевидно, что здесь нужна коррекция по сигналу в слаботочных цепях, но мне самому ее сделать не удалось. И самое главное: при таком питании резко возрастает критичность акустических систем к их расположению в комнате прослушивания (что само по себе удивительно). Собственно говоря, существование точек живого звука было обнаружено как раз после такой переделки блока питания. Как показали дальнейшие события, для большинства людей самостоятельное нахождение оптимальных мест расположения АС является неразрешимой задачей.

Однако мы уже вышли за рамки нашей темы. А по существу вопроса вышеназванные «опыты со звуком» доказывают, что прямое влияние энергоемкости блока питания на динамику звучания – не более чем миф.