Почему искажение сабвуфера отличается от искажения усилителя

Недавно я был встревожен, узнав, что некоторые участники аудиофорума утверждали, что сабвуфер, который я измерял, имел «ужасные» искажения. Меня бы не обеспокоило, если бы сабвуфер на самом деле имел «ужасные» искажения, но этот сабвуфер — один из лучших, которые я измерял в своей ценовой категории и диапазоне размеров. Однако я не могу винить энтузиастов на этом форуме, потому что любой, кроме горстки людей, занимающихся измерениями выходного сигнала сабвуфера, подумал бы так же.

Проблема возникла, когда я поделился своими измерениями мощности сабвуфера CEA-2010 с производителем, а производитель с моего разрешения поделился ими с другим веб-сайтом. (Я с радостью делюсь своими измерениями CEA-2010, потому что хочу продвигать использование измерений мощности в обзорах сабвуферов.) Путаница возникла из-за того, что другой веб-сайт опубликовал мои цифры искажения, а не только максимальную мощность в децибелах. И если вы посмотрите на цифры искажений сабвуфера, они действительно могут выглядеть «ужасно».

Небольшая предыстория: CEA-2010 измеряет мощность сабвуфера на разных частотах звука. Громкость увеличивается до тех пор, пока искажение не превысит определенный порог, затем громкость немного снижается, и уровень записывается в децибелах. Вот пример измерений CEA-2010 в обзоре, а вот подробное объяснение процесса.

По моему мнению, это число в дБ обычно все, что вам нужно знать, но программа, которую используют большинство специалистов по CEA-2010, также сообщает вам процент общего гармонического искажения (включая гармоники со второй по пятую), поэтому я записываю это для своих заметок.. Иногда я упоминаю определенные цифры искажения в своих обзорах в тех случаях, когда мне кажется, что они иллюстрируют что-то важное, но обычно я их не включаю, потому что опасаюсь, что случайный наблюдатель может взглянуть на них и решить, что сабвуфер «ужасный». Именно так и произошло в данном случае.

Процент THD, разрешенный CEA-2010, не является точным, поскольку метод устанавливает разные пороги для разных гармоник (чем выше и слышнее гармоника, тем ниже порог). Но обычно средний THD, разрешенный CEA-2010, составляет около 30 процентов.

"КАКИЕ???" Я могу представить некоторых энтузиастов, думающих прямо сейчас. (Извините, если я только что заставил вас выплюнуть кофе на ваш компьютер.) Это потому, что цифры искажения, которые мы привыкли видеть, относятся к электронике, такой как усилители и предусилители, которые работают во всем звуковом диапазоне. Для усилителя один процент THD — это много; общепринятый порог слышимости искажений усилителя и предусилителя составляет 0,5 процента. Но для сабвуферов это 10 процентов. Я сотни раз убеждался в этом, проводя тесты CEA-2010. Обычно я начинаю слышать искажения, когда громкость на пару щелчков меньше той, которая требуется для преодоления одного из пороговых значений CEA-2010, что обычно означает около 10 процентов THD.

Почему искажения так трудно услышать в сабвуферах? Ответ на самом деле довольно прост. Гармонические искажения — это создание ложных гармоник, например, из-за того, что усилитель работает за пределами допустимого напряжения его источника питания, или из-за того, что диффузор динамика выдвигается до пределов того, что позволяет его подвеска. Это преобразует то, что должно быть красивым, чистым сигналом, в «обрезанный» сигнал с плоским пиком там, где должен быть закругленный пик. Чем более квадратной становится форма волны, тем больше создается паразитной высокочастотной энергии. Вы можете услышать пример этого в видео на YouTube ниже:

Если вы тестируете усилитель с тоном в один килогерц, вторая гармоника будет на частоте 2 кГц, третья — на 3 кГц и так далее. Это как раз та область, где человеческое ухо наиболее чувствительно. Но если вы тестируете сабвуфер с тоном 50 Гц, самые громкие гармоники искажения приходятся на частоты 100, 150 и 200 Гц, область, в которой человеческое ухо не очень чувствительно. Таким образом, то, что было бы чрезвычайно слышимым искажением в усилителе, может быть совершенно не слышно в сабвуфере.

Некоторые производители сабвуферов могут стремиться ограничить искажение своей продукции, скажем, до пяти процентов. На первый взгляд это может показаться хорошей идеей. Однако способ, которым они достигают этого низкого числа, заключается в консервативной установке лимитера в усилителе сабвуфера. Это может создать свой собственный набор проблем, потому что другие динамики в системе не управляются лимитером, если только они не являются активными (т.е. с внутренним усилением). Во время громкого отрывка из боевика остальные динамики могут глушить звук, в то время как сабвуфер сдерживается. Таким образом, все, что выше 80 Гц или около того, воспроизводится на высоком уровне, но все, что ниже 80 Гц, подавляется динамиком. ограничитель сабвуфера. Вы получите тонкий звук, который гораздо более неприемлем с акустической точки зрения, чем небольшое искажение сабвуфера.

Конечно, если мы говорим о большом сабвуфере, который выдает 118 дБ на частоте 50 Гц, оставаясь при этом на уровне пяти процентов искажений, вы, вероятно, не услышите проблему, о которой я говорю выше. Тем не менее, если вы не абсолютный басовый маньяк, вы, вероятно, не будете играть сабвуфер намного громче, чем это, поэтому мне кажется, что нет особого смысла устанавливать ограничитель так консервативно — за исключением целей публикации очень низких частот. цифры искажения.

Итог: когда дело доходит до выхода сабвуфера, в основном важны дБ.