Wzmocnienie i poziomy czyli gain-staging – domowy system hi-fi

No to w nowy rok zmarnowałem płytę CD 😉 i nagrałem na niej sygnały testowe. W szczególności nagrałem sinus z poziomem 0dBFS, czyli maksymalny poziom sygnału szczytowego, jaki można zmieścić na płycie. Zobaczmy jak normalnie nagrana płyta spisuje się w standardowym zestawie hifi. Sprzęt użyty do pomiarów to system „sypialniany” służący do niezobowiązującego cichego plumkania. Nie jest to może przykład bardzo reprezentatywny jeżeli chodzi o brzmienie, ale zestawiony jest z dość standardowych elementów.

Składa się z zestawów Tannoy M1, amplitunera Yamaha RX-V396
https://www.hifiengine.com/manual_library/yamaha/rx-v396.shtml

Power output: 60 watts per channel into 8Ω (stereo)
Input sensitivity: 150mV (line)

oraz odtwarzacza CD Technics
https://www.hifiengine.com/manual_library/technics/sl-pg390.shtml

Line output: 2V

Jak widać czułość wzmacniacza jest wysoka (150mV) podczas gdy sygnał wyjściowy z odtwarzacza wynosi 2V, czyli 22dB więcej, i to teoretycznie! Poziom wejściowy 150mV to jednak duża czułość, choć z drugiej strony Yamaha A-S1100 ma czułość 200mV, czyli praktycznie tyle samo, różnice mniejsze niż 3dB
https://www.hifiengine.com/manual_library/yamaha/a-s1100.shtml

A jak to wygląda w praktyce? W moim przypadku uprzedzając wnioski niestety słabo. Zmierzony poziom sygnału na wyjściu CD jest spory, większy niż podaje producent:

Jak widać dla płyty nagranej „do zera” wynosi 2,4V RMS. Niby półtora decybela, ale jest więcej. Oczywiście takie napięcie RMS dla sygnału muzycznego nie wystąpi, ale chodzi tu raczej możliwy do uzyskania na wyjściu odtwarzacza o poziom szczytowy, który odpowiada za taki poziom. Poziomu szczytowego nie możemy przekroczyć, bo to objawiać się będzie zniekształceniami w postaci obcinania szczytów, a nowoczesne płyty mają duży RMS albo nie, ale poziom szczytowy z pewnością osiąga 0dBFS (czy tam ułamki decybela mniej).

System pomiarowy jest dość prosty – zastosowałem sztuczne obciążenie złożone z czterech oporników 33R/10W, czyli praktycznie 8 omów. Moc strat niewielka, ale mierzyć będę krótko 😉

I tak mimo krótkiego pomiaru taśma izolacyjna sklejająca oporniki się stopiła, bo okazało się, że niepozorna jamaszka przy wysterowanym jednym kanale może dostarczyć prawie 95W (jak widać, 27,5V) przy początkach obcinania! Co ciekawe moja pięćdziesięciowatowa „osiemseta” nie dała rady stopić tej taśmy 😉 Producent wzmacniacza podaje jego moc wyjściową w stereo 2x60W, więc jesteśmy w pobliżu, w stereo przy dwukrotnie wyższym obciążeniu zasilacza moc maksymalna raczej trochę spadnie.

Problem tylko w tym, że taka moc, a zatem maksymalny poziom szczytowy sygnału możliwy do osiągnięcia na wyjściu wzmacniacza bez obcinania ma miejsce przy bardzo mizernym odkręceniu pokrętła głośności, tak w okolicy -24dB według numerków (co by się zgadzało, bo poziom z CD jest o tyle mniej więcej wyższy od nominalnej czułości wzmacniacza), ale numerki numerkami a zakres regulacji to od zera tak mniej więcej do „wpół do jedenastej”!

Tak więc w przypadku mojego systemu całkowity użyteczny zakres regulacji to około 1/3 zakresu potencjometru regulacji głośności, powyżej „wpół do jedenastej” wzmacniacz jest przesterowany. W tym zestawieniu dobrym rozwiązaniem byłby dziesięciokrotny tłumik (20dB) na wejściu wzmacniacza, pozwalający na wykorzystanie pełnego zakresu pokrętła. jest to tym bardziej wskazane, że normalnie poruszam się w okolicy zera, a w takich położeniach równomierność kanałów jest delikatnie mówiąc średnia.
Jak widać, odtwarzacz z poziomem wyjściowym około 2,4V „trzyma poziom”, to znaczy jakby zgodny jest ze standardem 0VU=-18dBFS, tylko co z tego, jak wzmacniacz też 😉

 

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Google

Komentujesz korzystając z konta Google. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Połączenie z %s

Ta witryna wykorzystuje usługę Akismet aby zredukować ilość spamu. Dowiedz się w jaki sposób dane w twoich komentarzach są przetwarzane.