RAZLIKE IZMEĐU AUDIO POJAČALA (MOGUĆI UZROCI)
(moj doprinos traganju za mogućim uzrocima razlika između ocene izmerenih parametara i ocene na slušnom testu)
Iako je nesporno da je ljudsko uho, odnosno sluh, veoma osetljiv instrument, ipak vrlo odgovorno tvrdim da svako ko merenja u audio tehnici proglašava nebitnim, ili ne zna baš mnogo (ali mu taština ne da da to ni sebi ni drugima prizna) ili pokušava da bude mangupski neozbiljan. Svaki deo audio lanca koji je bilo ko od nas ikada video, slušao ili kupio je pre nego što je stigao dotle da javnosti i potrošačima bude stavljen na raspolaganje, prošao bezbrojna merenja i testova, ali i slušanja dok nije bio dovoljno dobar za prodaju. Ako iko misli da se ozbiljni svetski proizvođači audio opreme oslanjaju samo na sluh svojih dizajnera, da im je to merodavno i da ih merenja uopšte ne zanimaju, u teškoj su zabludi. Da li bi bilo ko od vas kupio pojačalo u čijoj brošuri u tehničkim karakteristikama stoji:
  • Izlazna snaga - prilično je jako i dobro se čuje
  • Izobličenja - u slušnim testovima nisu zapažena
  • Frekventni opseg - sasvim dovoljan, lepo se čuju i dosta duboki i visoki tonovi
  • itd... itd...

U ništa manjoj zabludi su i oni koji rezultate merenja doživljavaju kao utisak o tome koliko ko hvali svoj proizvod. Da ne bude zabune, ja sve vreme podrazumevam rezultate merenja ozbiljnih i renomiranih firmi a ne nekih............. da ne kažemo kakvih!
Činjenica je da u jednom broju slučajeva realno postoji raskorak između instrumentima izmerenih karakteristika i subjektivne ocene u slušnom testu. I sam sam bio svedok u više situacija kada su neka pojačala na merenjima bila generalno jako blizu po skoro svim standardnim parametrima, a ipak su dosta različito ocenjena od većine učesnika slušnog testa. Kao dokaz da je razlika stvarno u samim pojačalima je bila činjenica da su apsolutno svi ostali činioci bili indentični u oba slučaja (isti zvučnici, kablovi, izvor signala itd.). Priličan broj dizajnera (tu ubrajam i sebe uz rizik da ispadnem neskroman) već dugi niz godina pokušava da pronikne u "tajne" takvih rezultata nebi li nam to omogućilo da znajući uzroke razlika, uspemo da napravimo što bolje pojačalo ili neki drugi deo sistema. Sve više izbija u prvi plan sumnja: da li su naša merenja koja se danas smatraju standardnim, sposobna da otkriju baš sve parametre? Ili još tačnije, da li uopšte merimo baš one parametre koji imaju presudan uticaj na zvučnu sliku koju sluh ocenjuje kao dobru ili vrhunsku. Audio oprema u osnovi, jeste namenjena za naše ušivanje pa se naše uši nalaze nekako u ulozi krajnjeg sudije. Ali to ne bi trebalo da bude samo i isključivo tako, jer se napredak ljudske rase i njenih aktivnosti nije nikada bazirao samo na ličnom osećaju i doživljaju okoline. Elektronika i audio tehnika jesu nauka, a svakoj je nauci za opstanak i dalji napredak neophodan nekakav ustaljen i dogovoren sistem vrednosti, jedinica ili parametara da bi znali kada i kako da ocenimo ono što je loše i odbacimo ga kako bi išli dalje ka boljem i savršenijem.
U nekim svojim ličnim traganjima za odgovorima na ovu temu, zadnjih godina sam, eliminišući polako jedan po jedan kroz eksperimente i ispitivanja, došao do nekoliko (PO MENI!) mogućih uzroka "raskoraka" između merenja i rezultata slušnih testova. Bilo mi je logično da uzroke potražim u parametrima koji se nešto ređe ili vrlo retko mere i objavljuju jer je bilo očigledno da odgovor teško da je u onim parametrima koje svi mere i navode kao što su THD, Frekv.opseg, itd.
Jedan od tih pomalo "zapostavljenih" parametara bi mogao biti "SLEW RATE". Jednostavno rečeno, to je sposobnost pojačala da verno prati tj. pojačava vrlo brze signale većih amplituda. Od momenta kada pojačalo to nije više sposobno da radi verno, počeće da od sinusoide polako sve vi�e pravi trouglast oblik. Pošto se tada menja oblik signala, pad "slew-rate"-a nije ništa drugo nego jedan oblik izobličenja. Činjenica da se to događa kod brzih signala moze značiti da bi najveći uticaj moglo da ima na reprodukciju višeg dela spektra i "prostorne slike" zvuka tzv. "sound stage" i "transparencije". To je zbog toga što je naš lični utisak prostornosti i "karaktera" zvuka vezan za više harmonike osnovnog tona koji dopiru daleko iznad opsega koji normalno čujemo ali nam daju "karakter" tona kao što je recimo mogućnost da tačno odredimo da li je to nota "C" odsvirana na klaviru ili gitari ili nekom drugom instrumentu. Zato bi i jedan drugi parametar poznat kao "TIM" tj. Tranzijentna Intermodulaciona Izobličenja mogao uz "slew-rate" biti tesno "umešan" u igru. Niz vrlo ozbiljnih istraživanja i slušnih testova je pokazao da će slušaoci uvek bolje oceniti pojačalo sa "TIM" izobličenjima 0,001% i THD izobličenjima 0,1% nego neko drugo sa TIM=0,1% a THD=0,001%. Pokazalo se da je ljudsko uho dosta osetljivije na izobličenja i promene u oblasti tranzijenata i viših harmonika nego na harmonička izobličenja u osnovnom delu spektra. Odavno je poznato da čak i osobe sa vrlo izvežbanim sluhom teško konstatuju bilo kakva harmonička izobličenja sve dok ona ne počnu da prelaze 0,8 do 1%.
Moguće je da za deo problema sa tranzijentima uzrok treba tražiti i u jednom drugom fenomenu koji bi po meni, možda mogao da bude i najvažniji a to je "klipovanje" i sa njim usko povezan fenomen "lepljenja za napajanje". Klipovanje je u suštini odsecanje vrhova poluperioda signala, i javlja se mnogo češće nego što većina nas može i da zamisli. Kako to izgleda na ekranu osciloskopa vidi se na sledećoj slici:
klip
Većina će reći da ako ima 100-150W pojačalo a trenutno ga sluša na nekih 40-50W nema šanse da mu klipuje u toku reprodukcije. E, pa grešite! U zavisnosti od tipa muzike i kvaliteta snimka, moguće je da se u toku reprodukcije pojave kratkotrajni "pikovi" koji bi (ako bi bili srazmerno preneseni tj. pojačani) imali i do 700W (kada bi pojačalo to moglo da proizvede) iako je srednja vrednost snage pri kojoj se u tom momentu sluša samo nekih 20-40W. To pojačalo makar i najvrhunskijeg kvaliteta koji možete da zamislite, će tada da odseče vrhove takvih tranzijenata tj. "klipovaće". To je vrlo kratkotrajno i naše uši to neće konstatovati ali će zato verovatno primetiti neke druge "promene". Izlazni stepen može da pojačava signal sve dotle dok njegova amplituda u pozitivnoj i negativnoj poluperiodi ne dostigne vrednost blizu vrednosti napona napajanja. Kod dobrog pojačala će izlazni signal biti vrlo verna (samo uvećana) kopija ulaznog signala sve dotle dok veličina ulaznog signala nije tolika da usled datog faktora pojačanja, "zahteva" od izlaznog stepena da stvori amplitudu veću nego što je njegov napon napajanja. Pošto to nije moguće, izlazni signal će za sve vreme (dok ulazni nivo bude veći od onog gde počinje klipovanje) imati istu maksimalnu vrednost. Čim nivo ulaznog signala padne ponovo ispod praga klipovanja, trebalo bi da izlazni signal ponovo dobije pravilan oblik. Ali to se kod nekih lošije rešenih pojačala ne događa baš tako, već izlazni signal još neko vreme ostaje maksimalan kao da je "zalepljen" za vrednost napona napajanja. Za sve to vreme dok je izlazni signal "klipovan" ili "zalepljen" njegov se oblik ne menja i on na grafiku ili ekranu osciloskopa izgleda kao horizontalna ravna linija koja traje duže nego što bi trebalo. To bi na osciloskopu izgledalo ovako:
lepljenje
Svi eventualni manji signali kao i signali viših harmoničkih frekvenci koji su superponirani na osnovni signal, će za taj period vremena dok traje klipovanje biti izgubljeni tj. neće biti reprodukovani. Mada klipovanje može da traje vratko, jedan deo viših frekvenci će ipak nedostajati. Neka to traje samo dva hiljadita dela sekunde tj. 2mS, za to vreme bi moglo biti izgubljeno celih 6 sinusoida signala od 3KHz, ili 20 sinusoida od 10KHz ili čak 100 sinusoida od 50KHz. Oni neće biti reprodukovani a sadrže one informacije o "karakteru" tona o kome sam ranije govorio.
Sledeći mogući uzrok bi mogao poticati od sistema za zaštitu od preopterećenja koji poseduje dobar broj pojačala ali koji nije kod svih pravilno izveden ili podešen. Jedna od karakteristika ovih sistema je i fenomen "histereze". Uprosćeno rečeno, pri određenom velikom nivou izlaznog signala aktiviraće se zaštita koja je inače obično postavljena da "nadgleda" protok struje izlaznih tranzistora kroz emiterske otpornike. Kada izlazni signal prođe kroz maksimum i počne da opada trebalo bi da dobro urađena zaštita prestane sa delovanjem kada signal bude imao istu onu vrednost pri kojoj se i aktivirala, ali se to ne događa već signal mora još više da opadne da bi se to dogodilo. Na taj način se gubi još više signala nego kod običnog klipovanja jer je period "blokiranosti" dući. Ne znam za druge ljude, ali ja ovaj tip zaštite nikada ne primenjujem kod vrhunskih HiFi uredjaja već samo kod većih "snagaša" za ozvučenja i slično, od kojih se ne traže iste stvari kao od HighEnd sistema.
Mislim da sam vas sve već poprilično udavio, ali se nadam da će bar nekome ovo moje "pisanije" biti od koristi ili ga navesti na dalja razmišljanja. Ima još nekoliko mogućih faktora kao što su: "Damping faktor" sa pratećim uticajima povratnog signala koji se reflektovao od zvučnika jer je on retko kada čisto omsko opterećenje već je najčešće reaktivno, ili nivo izobličenja u otvorenoj petlji (pre primene povratne sprege). Ipak, nešto mi govori da bi oni imali manje šanse da budu glavni akteri problema, ali je moguće i da sam isto toliko u zabludi što tako mislim?! Postoji mogućnost da sam možda za sve ovo u zabludi... ali i mogućnost da sam već u ovim mojim razmišljanjima "nagazio" na pravi uzrok ili uzroke, samo toga nisam još svestan! No, tu ste svi vi ostali pa je manja �ansa da nam istina promakne!
Dr. Borivoje Jagodić