Бивайринг или биампинг? схема подключения акустики

Всем привет,

Чтобы не иметь сложностей с расчётом фильтра СЧ-ВЧ, возможно, представляется правильным, использовать, так называемый фильтр дополнительной функции (ФДФ) – дифференциальный усилитель, вычитающий из широкополосного (музыкального) сигнала тот, что был выделен фильтром низких частот (в нашем случае), а остаток – СЧ и ВЧ составляющие, передающий на свой выход.

Практические схемы кроссоверов с ФДФ подробно описаны в статьях журнала Радио:

1981г №5-6 стр 39 «Трёхполосный усилитель»

1987г №3 стр 35 «Блок фильтров трёхполосного усилителя ЗЧ»

Обратите внимание, в схеме ’87/3, перед активным фильтром стоит повторитель напряжения на ОУ, каковой повторитель обладает низким выходным сопротивлением, а нагружен фильтр на ОУ (ФДФ) с высоким входным сопротивлением, что полезно для согласования фильтра со схемой, образующей кроссовер, в целом.

Частоту раздела, для двухполосного кроссовера, лучше выбрать в три раза больше, чем резонансная частота НЧ громкоговорителя. Если в качестве НЧ громкоговорителя используется широкополосный динамик, то раздел лучше провести выше 3,5 КГц (выше резонансной частоты выбранного ВЧ динамика).

Таблица с связывающая частоту раздела при биамплиннге с мощностью, которую нужно подвести к СЧ – ВЧ звену, приведена в Радио 2001 №9 стр. 10

Перед этим кроссовером, хорошо бы поставить ФВЧ с частотой среза 40Гц или менее – отрезать то, что Ваш НЧ динамик не может воспроизвести физически. Подробно об этом рассказано у Аудиокиллера electroclub. info/samodel/sub_pred. htm

Статья по измерению резонансной частоты громкоговорителей и их «Т-С параметров» при помощи звуковой карты компьютера, приведена здесь, на сайте. /practice/loudspeakers/1366-izmerenie-parametrov-tilya-smolla-dlya-nachinayushhix. html

По теме двухполосного звуковоспроизведения (биамплинг), интересно прочитать статью В. Шорова из Радио 1994 №2 «Двухполосное звуковоспроизведение» и, если есть желание разобраться лучше – цикл статей А. Фрунзе «О повышение качества звучания АС» Радио 1992 9 – 12.

Хочу поблагодарить АудиоКиллера за программу для расчёта фильтров третьего порядка.

electroclub. info/mysoft. htm

По выполненным расчётам собрал комбинированный (на одном ОУ) полосовой фильтр 40 – 18000 Гц для УКВ приёмника. При точном подборе конденсаторов и резисторов, АЧХ фильтра совпала с желаемой без дополнительной настройки.

Начинающие, успешно собравшие макет схемы, могут избавить себя от хлопот травления печатных плат, используя НЕфольгированный стеклотекстолит (гетинакс или плотный картон) и тонкий лужёный провод, который заменяет дорожки, которые предполагалось травить. В программе LayOut рисуется печатная плата, с шириной дорожек 0,3 – 05 мм. – чтобы были видны. По распечатке рисунка платы, защищённой прозрачным скотчем, кернится и сверлится текстолит. Потом в отверстия, по порядку сборки, от входа у выходу, вставляются детали, их лужёные выводы отгибаются по направлению отрисованных дорожек и пропаиваются. Если длинны выводов не хватает, используют лужёный провод. Если проводники — «дорожки» лежат близко друг к другу и есть риск замыкания – можно одеть кембрик. Важно, что если потребуется переделка, например, 20% собранной схемы, не нужно срезать печатные дорожки – просто распаять участок, сделать новую сверловку и собрать заново – чисто, просто и технологично, как тротуарная плитка. При сборке ВЧ конструкций, слой фольги, обращённый к деталям, можно использовать как общий экран. Фольгу вокруг отверстий нужно зенковать, кроме «земляных» контактов.

Если интересно, пришлю фотографии плат, сделанных таким способом.

https:///amplifiers/chipamps/1802-dvuhpolosnyy-usilitel-eto-prosto. html

Одно из преимуществ заключается в том, что при перегрузке низкочастотного канала, его изкажения хорошо маскируются СЧ-ВЧ звеном, следовательно максимальная неискаженная мощность на слух становится заметно больше. В итоге мне удалось раскачать одну колонку так, что шифер на гараже стал трещать.

Схема

Входной сигнал подан на неинвертирующий вход операционного усилителя МС1, который выполняет функции активного фильтра низких частот с крутизной спада частотной характеристики 18 дБ/октаву, и на неинвертирующий вход операционного усилителя МС2, который выполняет функции дифференциального усилителя с коэффициентом передачи по напряжению Ku=1.

На инвертирующий вход МС2 подан сигнал с выхода фильтра низких частот МС1. В дифференциальном усилителе МС2 из спектра входного сигнала вычитается его низкочастотная часть, и на выходе МС2 появляется только высокочастотная часть входного сигнала.

Таким образом, требуется лишь обеспечить заданную частоту среза фильтра низких частот, которая и будет частотой разделения. Значения элементов фильтра находятся из соотношений C1 = C2 = C3; R1=R4; R5=R1/6,8; R1C1=0,4/Fp, где Fр — частота разделения.

R1 я брал 22 кОм, а дальше все рассчитывается по формулам в зависимости от требуемой частоты разделения. В качестве операционных усилителей пробовал К157УД2 и К1401УД2, оба показали хорошие результаты. Конечно, можно применить любой счетверенный импортный ОУ.

Бивайринг или биампинг? схема подключения акустики

Поделиться

Помимо правильного подбора кабеля необходимым условием для получения максимальной производительности современной акустики высокого уровня является правильная схема подключения. Помимо традиционного, двухпроводного стерео подключения существует и четырехпроводное. Определить нужно ли это Вам — очень просто. Достаточно глянуть на клемную панель акустической системы. Если там более чем 2 полюса то устраивать эксперименты с различными схемами включения — стОит! Рассмотрим возможные варианты увеличения производительности акустических систем.

Самое простое, что можно сделать — это заменить перемычки, идущие в комплекте с акустикой на полноценные кабельные перемычки. В идеале — из того же самого акустического кабеля, которым и подключена акустика к усилителю. Но если кабель заводской или просто не продается уже в нарезку, то можно просто приобрести отрезок акустического кабеля и сделать перемычки из такого отрезка. Перемычка не обязательно должна быть минимальной длины — кабель должен «раскрыться». Впрочем, и большая длина здесь не нужна — отрезок в 15-20 см будет и эстетично выглядеть и уже будет «звучать». Требование к сечению перемычек — меньше или равно сечению основного кабеля. Т.к. перемычками подключается СЧ-ВЧ секция, то для более ярких и звонких высоких частот можно поставить посеребряный или серебряный кабель. Любители нейтрального звучания предпочтут чисто медный или даже луженый проводник.

Но следует помнить: Эффект перемычек не является полноценным как раз из-за ограниченности их длины.

Следующим этапом роста производительности системы является подключение по схеме бивайринга (Bi-Wire connection):

В этом случае мы получаем и одинаковые провода на разные секции акустики и фазовое согласование сигнала. За счет разделения общего сечения кабеля получаем и лучшую динамику по диапазонам. Это происходит потому, что при классическом, стерео подключении, низкочастотная (самая энергоемкая) часть сигнала «забирает» энергию у СЧ-ВЧ диапазона. Особенно это критично при использовании проводов штатных, идущих как проверочные в комплекте с акустикой/усилителем — при таком подключении Вы услышите звук из акустики, но вот то, как она по настоящему способна звучать — услышать не получится. В случае бивайринга каждый из трактов акустики получает достаточно энергии — басовая часть не покушается на высокочастотную, а среднеастотная имеет достаточно энергии для полного раскрытия своего потенциала. При правильном подборе сечения, разумеется.

Важное земечание: Традиционной ошибкой бивайрингового подключения является попытка использовать 2 отдельных стереокабеля.

На уровне физики мы в таком случае получаем большой конденсатор между усилителем и акустикой, а на слух — фазовый перекос и проблемы с построением звуковой сцены. Правильное решение — использование специальных акустических кабелей для бивайринга с 4 жилами, как, например, отличник профильного издания What Hi-Fi — Супра Рондо 4х2,5, которые конструктивно (свивкой проводников с определенным, расситанным шагом и геометрией расположения проводников) обеспечивают минимальную емкость и за счет применения общей внешней изоляции обеспечивают эстетичность данного решения.

И все же: Но так как клемм на источнике по прежнему 2, то и эффект от бивайринга нельзя считать полноценным.

По настоящему бескомпромиссной схемой подключения является схема подключения биампинг (Bi-amplifier connection):

Биампинг пришел из High-End схемотехники, в которой помимо принципа минимального пути сигнала, используется и принцип посекционного усиления. Т.е. в хай-энд идеале необходимо безкросоверное отдельное усиление для каждого (!) динамика. Очевидно, что в случае биампинга мы получаем независимое усиление как для НЧ, так и для СЧ/ВЧ секции. Для корректного согласования работы оконечных усилителей мощности рекомендуется использовать предусилитель. В случае биампинга не обязательно использовать 4-х жильные акустические провода, но их применение может помочь уменьшить общее количество кабелей за стойкой. В случае же использования стерео кабелей, как и в случае с перемычками, можно экспериментировать с разными (как по сечению, так и по материалу проводника) кабелями для НЧ и ВЧ секций.

Кабели для бивайринга/биампинга представлены в разделе «Акустические кабели Bi-Wire и Bi-Amp». В случае затруднения с выбором кабеля для бивайрингового/биампингового подключения АС звоните нам и мы посоветуем оптимальный вариант именно для Вашего случая.

Источник

Активный кроссовер для биампинга

Я несколько обновил некоторые картинки — как оказалось, в схему и расположение деталей закралась небольшая перепутанница — ничего страшного, но нумерация элементов в монтаже не соответствовала схеме. Да и на самой схеме неправильно было показано подключение С4 (левый вывод). Теперь все правильно, и, самое главное, все это соответствует печатной плате. Печатная плата не изменилась! Там все правильно! Перепутанница была только на этой страничке сайта.

Биампинг — очень хорошая штука, и наконец настала пора его внедрения в мою аппаратуру (в ресивер). Прошли все предварительные тесты и пробы. Ну и наконец появился новый вариант кроссовера. Это дальнейшее улучшение первой модели. Разница в том, что я разработал его под качественные пленочные конденсаторы типа К73-17, К73-44, К78-16, EPCOS и др. (поэтому в плате много «лишних» отверстий для конденсаторов разных габаритов). Кроме того, чтобы уменьшить габариты платы, я использовал SMD резисторы размера 1206 — более мелкие погоды на сделают (конденсаторы-то все равно большие и именно они определяют размеры платы), а паять их несложно. По этой же причине я использовал микросхемы в DIP корпусах — паять просто. SMD конденсаторы использовать нельзя — они керамические, и могут испорить качество звучания.

Схема практически не изменилась (это один канал стереоварианта) — фильтры Баттерворта 3-го порядка ВЧ и НЧ:

Входной конденсатор С0 «отрезает» постоянку на входе. И одновременно (совместно с резистором R0, который должен лежать в пределах 33…68 кОм) является сабсоник-фильтром — снижает уровень низких частот, ниже частоты среза, его можно расчитать так:

С0 [мкФ] = (4…5) / Fmin [Гц]

Это для значения 47 кОм, если R0 имеет другое значение, то во сколько раз R0 больше, чем 47 кОм, во столько же раз С0 должен быть меньше, чем по формуле, и наоборот. Частоту среза лучше выбирать раза в 2…3 ниже, чем самая низкая рабочая частота вам требуется. Исключение составляют случаи, когда ну очень нужно обрезать низкие частоты, то в формулу подставляем нижнюю рабочую частоту.

Резистор R7 регулирует уровень верхних частот — обычно отдача ВЧ динамика выше, и сигнал для него приходится ослаблять. Это важно в биампинге — иначе возможен частотный дисбаланс. Здесь использован многооборотный подстроечный резистор — и герметичный (пыль не попадает и не изменяет сопротивления), и позволяет точно отрегулировать уровень сигнала. Резисторы R8, R9, R10 позволяют «отвязать» блок от источника питания и возможных земляных петель (чтобы кроссовер можно было бы без проблем встроить в уже существующую аппаратуру). Конденсаторы С7…С10 — фильтры питания. Они должны быть одинаковыми для «+» и «-» питания.

Номиналы некоторых деталей не указаны — они зависят от частоты среза фильтра. Сам фильтр можно рассчитать по этой программе. Только нужно, чтобы сопротивления резисторов лежали в пределах 10 кОм…1МОм (тогда будет меньше помех и влияния кроссовера на другие блоки).

Для себя я сделал фильтр с частотой раздела около 2,5 кГц. Вот его АЧХ — идеал!

Я измерял АЧХ по старинке, при помощи генератора (с низкими искажениями), частотометра и электронного вольтметра. Точки, в который производились измерения показаны на линиях (черным и голубым цветом). Суммарная электрическая АЧХ — практически идеальная прямая с неравномерностью не более +-0,05 дБ!!!

Конденсаторы желательно по возможности подобрать по емкости, но я, например, сильно не усердствовал, более-менее близкие, и все тут. Резисторы я вообще не подбирал, и вот что получилось при рассматривании через микроскоп:

Очень хорошо!!! Неравномерность АЧХ фильтра НЧ в диапазоне от 20 Гц не более 0,3 дБ! Ниже частоты 50 Гц влияет входной конденсатор С0, а выше частоты 1000 Гц — это уже начинается нормальный спад фильтра НЧ.

Измерения искажений показали, что они (искажения) находятся на уровне предела измерений — менее 0,002%. Это при использовании микросхемы ОРА2134РА. Более «крутые» ОУ использовать не рекомендуется — разницы не услышите, а проблем с устойчивостью и ВЧ помехами огребете. Более «простые» ОУ будут работать весьма неплохо — глубина ООС большая и искажения хорошо компенсируются.

Сама плата в стереовариенте получилась чуть больше спичечного коробка. Я считаю, что стремиться сделать кроссовер еще более миниатюрным нет смысла: качественные конденсаторы все равно большие, а если элементы «притулить» слишком тесно, то получатся лишние паразитные емкостные связи, да и «соплю» между дорожками легче заполучить.

Микросхемы и конденсаторы находятся с верхней стороны платы, резисторы (кроме R7) — с нижней.

Очень важный момент: плата двухсторонняя и отверстия имеют сквозную металлизацию!!! В любительских условиях ее сделать практически невозможно, а без металлизации может быть непропай и неконтакт.

Вот АЧХ динамиков в ближнем поле, каждый из которых подключен к своему собственному усилителю, а усилители включены через этот кроссовер. При измерении работали оба динамика, поэтому сигнал ВЧ присутствовал при снятии НЧ характеристики и наоборот, создавая некоторые помехи. Но эти помехи весьма малы. Суммарная АЧХ (вычисленная) — ровная-преровная! Видно, что у НЧ динамика на частоте 5…7 кГц резкий выброс, связанный с переходом диффузора в зонный режим работы. И где он, этот выброс после фильтра 3-го порядка? (на самом деле выброс еще меньше, это еще из ВЧ динамика сигнал попадает). Попробуйте так настроить пассивный фильтр! И учитывайте, что подавить выброс 2-м, а тем более 1-м порядком не выйдет!

Тестовые прослушивания были очень успешными: заслушивался! Вот сравнение АЧХ одной и той же колонки (колонка на своем штатном месте, микрофон в точке прослушивания) со встроенным пассивным кроссовером, и при биампинге. Это другая колонка с другими динамиками. Волнистость АЧХ — влияние помещения (надо сказать вполне неплохое), а спад ниже 800 Гц — особенности измерения.

Конечно, мне могут сказать, что кривоватая АЧХ с пассивным кроссовером (провал в области 2…6 кГц) — следствие недостаточно тщательной настройки пассивных фильтров. Я не отказываюсь! Еще пара недель настройки — глядшь, и лучше было бы! На самом деле, настройке пассивного кросовера сильно мешала зависимость сопротивления и индуктивности динамиков от частоты (а они еще и от амплитуды зависят!). Активный кроссовер параметры динамика вообще не чувствует, поэтому АЧХ получается наилучшей. Кроме того, если вспомнить, сколько для пассивного фильтра пришлось доматывать-отматывать катушек и параллелить конденсаторов! Жуть! А тут сразу раз, и заработало! Нужно было только выбрать частоту раздела, и подкрутить подстроечник, чтобы установить уровень на ВЧ.

PS. У меня есть платы промышленного изготовления, как заказать, см. здесь.

Фазолинейный активный кроссовер

https:///blog/741

Питер Латски обращает внимание, что в большинстве кроссоверов (разделительных фильтров для многополосных акустических систем) на частоте раздела НЧ/ВЧ наблюдается значительный (обычно от 45 до 90 электрических градусов в зависимости от порядка фильтров) фазовый сдвиг между напряжениями на НЧ и ВЧ выходах.

Это приводит к существенным нарушениям целостности звуковой картины на средних частотах (ответственных за передачу голоса и основной части спектра большинства музыкальных инструментов), поскольку один и тот же сигнал излучается дважды: ВЧ звеном и НЧ звеном с большей или меньшей временной задержкой. Необходимое для идеальной звукопередачи условие — постоянство характеристики группового времени задержки (ГВЗ), или, что то же, линейная фазовая характеристика, принципиально могут быть получены только при использовании в кроссовере ФНЧ Бесселя и всепропускающего (фазокорректирующего) фильтра Делияниса (ФВЧ для формирования АЧХ для ВЧ звена вообще не могут быть применены, поскольку они формируют фазовое опережение, принципиально не стыкующееся, каким бы оно ни было, с фазовым запаздыванием ФНЧ и фазокорректора Делияниса).

В фазолинейном активном кроссовере (рис.1) формирование сигнала для НЧ звена (выход Low) выполняет ФНЧ Бесселя четвертого порядка (ОУ А4, А5), а на ОУ А2 выполнен фазокорректор Делияниса второго порядка, который имеет линейную АЧХ, но такую же ФЧХ и ГВЗ, что и ФНЧ Бесселя четвертого порядка. Дифференциальный усилитель на ОУ A3 вычитает из сигнала на выходе A3 сигнал на выходе ФНЧ и таким образом формирует сигнал сопряженного с последним по частоте раздела ФВЧ (выход High), подаваемый на ВЧ звено акустической системы. При этом фазы напряжений на обоих выходах практически совпадают, что обеспечивает точную передачу пространственной звуковой картины. С показанными на схеме номиналами элементов кроссовер применяется для акустической системы из электростатического ВЧ звена и изобарического («компрессионного») НЧ динамика. Частота раздела НЧ/ВЧ может быть легко скорректирована для других динамиков одновременным изменением емкости конденсаторов С21, С22, С41, С42, С51 и С52.

Для биваринга (англ. bi-wiring — «двойные провода») динамика вам потребуется 2 отдельных двужильных кабеля. Оба кабеля подключаются к одной паре терминалов на усилителе, а на стороне динамика удаляются перемычки, и один кабель подключается к каждой паре винтовых клемм. Что это дает? Если коротко, то немного. Хотя вполне возможно для биваринга иметь небольшое влияние с точки зрения изменения свойств сопротивления общей нагрузки, которую определяет усилитель. В реальности при использовании акустических кабелей правильного сечения (и, следовательно, очень низкого сопротивления), разница практически отсутствует.

Если вы выбираете что использовать, один кабель 12 AWG или две пары кабелей 12 AWG в биваринг соединении, второй вариант предпочтительнее, так как общее сопротивление, видимое усилителем, будет ниже. Однако, этого же можно добиться, используя один кабель 9 AWG.

Биампинг

Биампинг предполагает использование двух отдельных каналов усилителя на динамик, один для подключения к каждой паре винтовых клемм. При этом получаем несколько разделений: активный против пассивного, горизонтальный против вертикального.

Активный биампинг

Активный биампинг предполагает использование активного кроссовера, который разделяет электрический сигнал на высокие и низкие частоты до того, как он достигнет усилителей, что позволяет каждому каналу воспроизводить только тот диапазон частот, который к нему относится. С точки зрения звуковых различий, установка пассивного кроссовера в динамиках для активного биампинга безусловно имеет потенциал изменений, но будут ли эти изменения положительными или отрицательными зависит от качества реализации, а также от качества пассивного кроссовера. Будьте осторожны: преобразование пассивного динамика в активный задача непростая, из-за сложностей и затрат, связанных с активными кроссоверами, дополнительным усилением и кабелями. С технической точки зрения, в независимости от возможных улучшений, связанных с активными кроссоверами, активный биампинг позволяет напрямую соединять усилитель с драйвером, что дает гораздо более мягкую нагрузку, чем та, что предоставляет типичный пассивный динамик. Это также может привести к более эффективной системе, учитывая, что энергия не тратится впустую в виде тепла в пассивных компонентах кроссовера. Интермодуляционные искажения в усилителях снижаются, учитывая, что каждый канал усилителя воспроизводит небольшую часть звукового спектра.

Разделенная нагрузка также значительно снижает вероятность разрушения твитера в результате перегрузки усилителя. Не менее важно также то, что активный биампинг способствует более эффективному распределению мощности, то есть возможно разместить небольшой усилитель для относительно чувствительного твитера и оставить мощный 1000 Вт усилитель для более прожорливых вуферов.

Пассивный биампинг

Пассивный биампинг использует пассивные кроссоверы, встроенные в динамики, вместе с каждым каналом усилителя, воспроизводящим полный диапазон сигнала для отдельного управления высокими и низкими частотами. По сравнению с активным биампингом, преимущества пассивного биампинга менее очевидны. Но, тем не менее, разделение высоких и низких частот дает некоторый эффект, так как каждый усилитель теперь определяет различную нагрузку, чем было бы при нормальных обстоятельствах при индивидуальном управлении всем динамиком. Вообще, отдельные сети выполнены таким образом, что частоты «вне группы» будут иметь очень высокий импеданс по отношению к ожидаемой полосе пропускания драйверов, и, следовательно, будут требовать значительно меньше фактической мощности от усилителя.

Из-за разделения появляется несколько практических преимуществ. Потенциальная выходная способность увеличивается, поскольку тратится небольшая мощность на воспроизведение вышеупомянутых частот «вне группы». Как и при активном биапминге, также уменьшается риск выхода из строя твитера при перегрузке усилителя. Однако с точки зрения звуковых различий, они несущественны. Различия можно получить, просто используя один мощный усилитель с аналогичными или лучшими показателями производительности, чем два небольших усилителя.

Горизонтальный и вертикальный биампинг

Горизонтальный и вертикальный биампинги могут применяться как для активного, так и для пассивного биампинга и подразумевают использование многоканальных усилителей. В случае горизонтального расположения один усилитель используется для управления высокими частотами нескольких динамиков, а другой усилитель используется для управления низкими частотами. Преимущество заключается в том, что вы можете выбирать усилители, которые наилучшим образом подходят для конкретной задачи. Например, вы хотите использовать ламповый усилитель для средних и высоких частот, а большой твердотельный усилитель для низких. Вертикальное расположение действует наоборот, так что два канала от одного усилителя используются для управления и высокими, и низкими частотами одного динамика. Это помогает лучше распределять ресурсы и оберегать усилитель от перегрузки низкими частотами.

Примечание: Важно использовать усилители с аналогичными структурами усиления для обеспечения соответствия между разделами низких и высоких частот акустической системы для правильной интеграции.

Вывод

Итак, лучше ли биампинг или биваринг по сравнению с подключением с одним кабелем или одним усилителем? Как было сказано ранее, преимущества биваринга, как правило, незначительны, если вы изначально используете акустический кабель с низким калибром. Биампинг может обеспечить улучшения в звучании и динамике в зависимости от оборудования и реализации. Однако, при работе с лучшим усилением и компонентами и кроссоверами динамиков, единственный усилитель, подключение пассивного динамика может по-прежнему предлагать невероятную четкость, часто сравнимую с конкурирующими активными альтернативами.

Если вам потребуется любая помощь в выборе акустических систем, их покупке или установке, вы всегда можете обратиться к нам, по телефону 8-499-391-72-14, пишите на почту [email protected] или на Whatsapp

БИАМПИНГ

ПРИМЕЧАНИЕ: Эта статья была написана несколько лет назад, в «третьем классе» увлечения High End. Сейчас, когда позади «десятилетка», забавно перечитывать собственные тексты, полные неофитского восторга — «ааа, я подключил биампингом Sansui 607 и услышал хороший бас!»

Десять смайликов, катающихся по полу.

Не буду ничего менять в этой статье. Чаще всего биампиг становится откровением как раз для таких начинающих, но неугомонных аудиофилов, каким был я, поэтому пусть мой неофитский восторг передается вам. Если же вы аудиофил с опытом — переходите сразу в конец статьи, где описана система, являющаяся на сегодня одной из вершин конфигурации биампинга.

БИАМПИНГ

Каждый аудиофил время от времени теряет свой «музыкальный рай» и ищет способы его вернуть. Иногда потраченные силы вознаграждаются, и возвращенный рай дарит больше блаженства, чем утерянный. Эта статья как раз о таком случае.

Неудачно размягчив задубевшие подвесы своих Diatone DS-5000, я потратил около двух недель, чтобы найти способ восстановить их правильное состояние. Побочным результатом этих экспериментов стал богатый опыт применения различных пропиток и значительное улучшение звучания аудиосистемы в автомобиле. И все же, после долгих дней возни с ацетоном, нефрасом и прочими пахучими жидкостями, хотелось большего, чем просто вернуть привычный звук. Душа требовала улучшить звучание системы радикально, тем более, я давно знал, что это возможно.

Мой ламповый двухтактник SOLO КТ-66 прекрасен, а в сочетании с ламповым преусилителем Audio Research SP-3, входящим в список Ten Best Buys in Vintage Audio, прекрасен вдвойне. Но у всех ламповых усилителей есть ахиллесова пята – контроль баса. Не случайно некоторые аудиофилы утверждают, что «лампа не играет Металлику». Играет, но не так драйвово, как способен сыграть подобную музыку транзистор.

Дело в том, что «добротность» динамика – то есть его способность возвращаться в исходное состояние после получения импульса, далеко не в первую очередь зависит от упругости подвеса. Сильнее всего она зависит от способности усилителя сопротивляться поступающему обратно току. При движении сердечника в катушке в обратном направлении, динамик превращается в минигенератор и посылает по акустическим проводам ток в направлении усилителя. Ламповый усилитель способен сопротивляться такому току в меньшей степени, чем транзисторный, и поэтому он хуже контролирует бас – ведь самая большая катушка установлена именно в басовом динамике.

Бас в исполнении лампового усилителя может быть мягким, обволакивающим, глубоким, но никогда не будет артикулированным. Партии бас гитары в исполнении лампового усилителя всегда размазываются на заднем плане. Транзисторный усилитель справляется с такими партиями гораздо лучше – бас-гитара всегда четко слышна, а центральная ударная бочка отзывается ощутимыми толчками воздуха в грудь. Зато транзисторный усилитель хуже передает средние и высокие частоты – делает их звучание резким, убивает магию вовлечения.

Обойти недостатки обоих типов усилителей, совместив их достоинства, можно применив лампово-транзисторный биампинг. Для этого нужно подключить НЧ секцию акустической колонки к транзисторному усилителю, а СЧ и ВЧ к ламповому. И подвести к обоим усилителям один и тот же сигнал.

Существует «полный» и «не полный» биампинг. При «полном» биампинге разделение сигнала от источника на НЧ и СЧ/ВЧ выполняет дополнительное устройство – активный кроссовер. При «неполном» биампинге каждая секция колонки получает полный сигнал и забирает нужную полосу за счет внутренних пассивных кроссоверов, которые отсекают лишнее. Активного кроссовера у меня нет, зато есть два выходных подключения на предусилителе и раздельное подключение НЧ и СЧ/ВЧ у колонок. Остается принести для теста подходящий транзисторный усилитель и можно попробовать «неполный» биампинг.

Ламповый и транзисторный усилители должны быть сопоставимой мощности и примерно равного масштаба звучания – иначе СЧ потонет в басе или наоборот. Они оба должны быть интегральными – то есть иметь свои регуляторы, чтобы точно выставить уровни громкости.

После консультации с дружественной компанией retrozvuk.ru для теста был выбран усилитель Sansui AU607i Это недорогая модель с довольно резким транзисторным звуком, но как мы помним, недостатки транзисторных усилителей проявляются только на СЧ и ВЧ, а мне нужен от этого усилителя только бас, который у любого Sansui отличный!

Для сравнительного теста компания также предоставила флагманский транзисторный оконечник Technics SE-A-100. Хотелось сравнить результат биампинга с мощным транзисторным звуком высшей пробы, в котором пресловутая резкость побеждена множеством технологических ухищрений, цена которых отразилась и в массе усилителя – выше 30 кг, и в его стоимости – около 2500 долларов в середине 80х.

Для начала сравним звучание только басовой секции с ламповым КТ-66 и с транзисторным Sansui. То, что на этом поле транзистор на голову переигрывает лампу, слышно сразу. Бас в исполнении Sansui плотный, очерченный, каждый стук барабана и щипок басовой струны ощущается телом. Ламповый КТ-66 отыгрывает все то же самое смягченно. Если звук представить изображением в фотоаппарате, то можно сказать, что при подключении KT-66 это изображение теряет половину резкости.

Теперь подключим оба усилителя к разным секциям колонок. Я ожидаю, что звуковая картина останется такой, какой я ее хорошо знаю, но бас станет более плотным. Включаю тестовый трек, и… Звучание системы изменилось полностью. Это просто совершенно другая система!

Оказывается, при подключении биампинга меняется не только бас. Ламповый КТ-66, которому не нужно больше раскачивать сорокасантиметровый динамик с шестикилограммовым магнитом, теперь может направить все силы в СЧ/ВЧ секцию, и ее звучание тоже преображается. Звук становится более детальным, прозрачным, раздвигается пространство между инструментами. Оказывается на стыке НЧ и ВЧ постоянно была неразборчивая звуковая каша – теперь на этом месте плотная ритм секция. В музыке появилось больше драйва и четкости, но при этом сохранилась магия вовлечения. Прекрасный результат, который значительно превзошел ожидание! К совету покупать акустику Золотой Эры аудио могу добавить теперь еще один совет – стараться выбирать акустику с возможностью раздельного подключения НЧ и СЧ/ВЧ секции и со временем приходить к биампингу.

Теперь попробуем подключить к предусилителю Technics SE-A-100 и посмотрим кто кого – лампово-транзисторный биампинг или транзисторный Титан мощности. Об этом в отдельной статье.

P.S. Наслаждаюсь новым биампинговым звучанием третий день. Заметил несколько интересных эффектов:

1. Стал сходу различать в песнях проговариваемые скороговоркой слова, на которые раньше не обращал внимания. Там где раньше слышалось: whentheworldwasvirginbeforethemanhascome теперь сразу отчетливо слышно — When the world was virgin before the man has come.

2. Возросло требование к качеству пластинок. У системы улучшилось разрешение и малейшая грязь на виниле теперь отчетливо шуршит где-то между инструментами. Раньше этот шорох тонул в неразборчивой каше на стыке СЧ и мидбаса.

3. Соседи стали периодически стучать по трубе отопления, чего раньше за четыре года моего аудиофильского меломанства никогда не делали. Видимо за счет улучшенной артикуляции бас легче пробивает межэтажные перекрытия и сильнее тровожит соседей.

4. Led Zeppelin и Black Sabbath звучат так, как я никогда раньше не слышал. Соседям тоже нравится.

UPDATE: через три недели «неполный» биампинг был с помощью двух активных кроссоверов доведен до «полного» с частотой среза 140Hz для СЧ/ВЧ и 500Hz для НЧ. Звучание улучшилось еще на порядок — бас стал более собранным и четким, словно у бас-гитариста подтянули струны, а ВЧ и СЧ — более прозрачными и чистыми.

Активные кроссоверы — очень редкий компонент, поэтому, развивая тему биампинга я заказал хорошему мастеру эксклюзивный компонент — предусилитель со встроенным кроссовером. Его плюс в биампинговой системе не только в том, что он повышает КПД обоих усилителей, избавляя их от работы с частотами, которые в зоне их ответственности не нужны. Такой предусилитель позволяет строить биампинговое усиление под акустику, не имеющую двух раздельных терминалов — например, Technics SB 8000 или Diatone DS 3000. Акустика требует для этого небольшой переделки, но результат превосходит ожидания. Думаю, никто и ни с каким усилением не слышал от этих колонок такой отдачи, на какую они способны с двумя разными усилителями — ламповым и транзисторным, и активным ламповым кроссвоером, встроенным в пред.

Таких систем я собрал несколько. В этой статье вы можете узнать о части из них.

__________________________________________________________________________________________

Биампинговые решения высокого уровня могут быть очень интересными! Пример удачной реализации этого принципа — биампинговая система Thrax. Акустические колонки Lyra в этой системе работают в паре с гибридными моноблоками Teres или топовыми ламповыми моноблоками Spartacus 300B. Активный басовый модуль Basus работает при этом от собственного встроенного усилителя мощностью 1 кВт, и все полосы сшиваются активным кроссовером. Звучит система феноменально! Причем выигрышнее всего ей даются сложные музыкальные записи с высокой компрессией — тяжелый рок и симфонический оркестр.

Система Thrax с лампово-транзисторным биампингом.

Послушать систему Thrax можно в нашем шоуруме Huge Sound.

Если вы хотите заказать биампинговую систему — обратитесь по поводу консультации.

Шоу-рум Huge Sound — место, где музыка звучит идеально всегда.

AudioKiller’s site

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.

«Полный», или «правильный» биампинг в усилителе и колонке:

Биампинг «правильный».
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.

«Неполный», или «неправильный» биампинг в усилителях:

«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 (байваринг)

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

Биваринг

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.

Достоинства биампинга

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 при биампинге в колонке 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. «клиппинг в усилителе«) и нелинейность большая. Значит и искажения заметно растут. На высоких частотах другое дело: обычно частота первого полюса усилителей лежит где-то в диапазоне 10…1000 Гц (у TDA7294 она приблизительно равна 200 Гц), 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.

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.

Недостатки биампинга

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

Total Page Visits: 3991 — Today Page Visits: 1