Чому спотворення сабвуфера відрізняються від спотворень підсилювача

Нещодавно я був стривожений, коли дізнався, що деякі учасники аудіофоруму стверджували, що сабвуфер, який я вимірював, мав «жахливі» спотворення. Мене б це не турбувало, якби сабвуфер справді мав «жахливі» спотворення, але цей сабвуфер є одним із найкращих, які я вимірював у своєму діапазоні ціни та розміру. Однак я не можу звинувачувати ентузіастів на цьому форумі, тому що будь-хто, крім жменьки людей, які займаються вимірюванням потужності сабвуфера, подумав би те саме.

Проблема виникла, коли я надіслав виробнику вимірювання потужності сабвуфера CEA-2010, а виробник, з мого дозволу, надав їх іншому веб-сайту. (Я із задоволенням ділюся своїми вимірюваннями CEA-2010, оскільки хочу популяризувати використання вимірювань потужності в оглядах сабвуферів.) Плутанина виникла через те, що інший веб-сайт опублікував мої показники спотворень, а не лише максимальну потужність у децибелах. І якщо ви подивіться на показники спотворень сабвуфера, вони справді можуть виглядати «жахливо».

Коротко про історію: CEA-2010 вимірює потужність сабвуфера на різних частотах звуку. Гучність підвищується, доки спотворення не перевищить певний поріг, потім гучність трохи зменшується, і рівень записується в децибелах. Ось приклад вимірювань CEA-2010 в огляді, а також детальне пояснення процесу.

На мій погляд, це число в дБ, як правило, все, що вам потрібно знати, але програма, якою користується більшість практиків CEA-2010, також повідомляє вам загальний відсоток гармонійних спотворень (включно з другою-п’ятою гармоніками), тому я занотую це для своїх нотаток.. Час від часу я згадую певні показники викривлення у своїх рецензіях у випадках, коли відчуваю, що вони ілюструють щось важливе, але зазвичай я не включаю їх, тому що переживаю, що випадковий спостерігач може поглянути на них і припустити, що саб «жахливий». Саме так і сталося в цьому випадку.

Відсоток THD, дозволений CEA-2010, не є точним, оскільки метод встановлює різні пороги для різних гармонік (чим вища та чутніша гармоніка, тим нижчий поріг). Але зазвичай середній THD, дозволений CEA-2010, становить близько 30 відсотків.

"ЩО???" Я можу уявити, що деякі ентузіасти думають прямо зараз. (Вибачте, якщо я щойно змусив вас виплюнути ковток кави на комп’ютер.) Це тому, що спотворення, які ми звикли бачити, стосуються електроніки, наприклад підсилювачів і попередніх підсилювачів, які працюють на всьому звуковому діапазоні. Для підсилювача один відсоток THD – це багато; загальноприйнятий поріг чутності спотворень підсилювача та попереднього підсилювача становить 0,5 відсотка. Але для сабвуферів це 10 відсотків. Я підтвердив це сто разів, виконуючи тести CEA-2010. Зазвичай я починаю чути спотворення, коли гучність на кілька клацань нижча від необхідної для подолання одного з порогів CEA-2010, що зазвичай означає близько 10 відсотків THD.

Чому в сабвуферах так важче почути спотворення? Відповідь насправді досить проста. Гармонійні спотворення — це створення хибних гармонік, наприклад, через те, що підсилювач працює за межі напруги джерела живлення, або диффузор динаміка висувається до меж, які дозволяє його підвіска. Це перетворює те, що має бути гарною, чистою формою сигналу, у «відрізану» форму сигналу з плоским піком там, де має бути округлений пік. Чим квадратнішою стає форма сигналу, тим більше виробляється паразитна високочастотна енергія. Ви можете почути приклад цього у відео YouTube нижче:

Якщо ви тестуєте підсилювач з тональним сигналом один кілогерц, друга гармоніка має два кГц, третя — три кГц і так далі. Це саме в тій зоні, де людське вухо найбільш чутливе. Але якщо ви тестуєте сабвуфер із частотою 50 Гц, найгучніші гармоніки спотворення спостерігаються на 100, 150 і 200 Гц, у регіоні, де людське вухо не дуже чутливе. Таким чином, те, що було б надзвичайно чутним спотворенням у підсилювачі, може бути зовсім нечутним у сабвуфері.

Деякі виробники сабвуферів можуть намагатися обмежити спотворення своїх продуктів до, скажімо, п’яти відсотків. Зовні це може здатися гарною ідеєю. Однак такої низької цифри вони досягають шляхом консервативного налаштування обмежувача в підсилювачі сабвуфера. Це може створити власний набір проблем, оскільки інші динаміки в системі не керуються обмежувачем, якщо вони не є активними (тобто з внутрішнім підсиленням) конструкцій. Під час гучного екшн-фільму решта динаміків можуть вибухати, тоді як сабвуфер стримується. Таким чином, все, що перевищує 80 Гц або близько того, відтворюється на високому рівні, але все, що нижче 80 Гц, затискається звуком. обмежувач сабвуфера. Ви отримаєте тонкий звук, який є набагато більш неприємним, ніж невелике спотворення сабвуфера.

Звичайно, якщо ми говоримо про великий сабвуфер, який забезпечує 118 дБ на 50 Гц, залишаючись меншим за п’ять відсотків спотворень, ви, ймовірно, не почуєте проблему, про яку я говорю вище. Однак, якщо ви не абсолютний басовий маніяк, ви, ймовірно, не збираєтеся грати на сабвуфері набагато голосніше, ніж це, тому мені здається, що немає сенсу встановлювати лімітер настільки консервативно – за винятком цілей публікації дуже низького рівня. числа спотворення.

Підсумок: коли справа доходить до вихідного сигналу сабвуфера, головне значення має дБ.