Úvod

Dlouho nezveřejněná řada HQQF-55-506, která vychází z Topologie Federmann kde vstupní diferenciální dvojice byla nahrazena OZ. Toto řešení skýtá mnoho výhod, dochází k navýšení zisku v otevřené smyčce zpětné vazby, napěťová nesymetrie se dá řídit přímo pomocí použitého OZ a není třeba dalšího P-I regulátoru.

Obdobné řešení jsem používal již v roce 1974, jako OZ jsem používal MAA502 a koncové tranzistory byly KD503. Na tomto základu bylo postaveno mnoho vysoce výkonných a značně stabilních zesilovačů. Po roce 1980 zůstala tato koncepce spíše stranou a jen zřídka byla využita pro přesné měřící zesilovače.

Při návrzích HQQF však byla vždy v záloze a v jejím názvu se objevovalo označení OZ, dnes se jí dostalo samostatné řady a tou je řada HQQF-55-506 či HQQF-55-556.

Popis zapojení

Zde se nebudu příliš rozepisovat  o takto jednoduchém zapojení a ponechám více prostoru pro samostatný článek v kapitole Topologie Federmann.

Snad jen ukážu schéma, zatím bez hodnot součástek, hodnoty zesílení a fázových poměrů v závislosti na frekvenci.

Dále průběh vstupního a výstupního napětí při frekvenci 100kHz, převodní charakteristiku při frekvenci 100kHz a 10kHz.

Závěr

Jen bych chtěl závěrem upozornit, aby jste věnovali větší pozornost tomu co je na jednotlivých grafech vyneseno.

Schéma a grafy jsou z prostředí SPICE, následovat bude schéma a návrh plošného spoje, který se od tohoto prostředí může nepatrně lišit, ale již bude odrážet reálnou konstrukci.

Diskuse

Hotový modul či stavebnice

Úvod

Po sérii článků věnovaných konstrukci zesilovačů Zesilovač 300W/600W, HQQ-55-505W-3-1, Zesilovač 500W/1000W, HQQ-55-505W-5-1, Zesilovač 1000W/2000W, HQQ-55-505W-10-1 a řízení napájení HQQF-55-200, inteligentní řízení napájení, následoval článek věnovaný dvoupásmovému korektoru doplněnému o přeladitelný Wiennuv článek, který je plynule přeladitelný od 100Hz do 10kHz, plynule lze nastavit jeho přenos v rozmezí ±9dB Kytarové kombo HQQF-55-550KP.

Mnohým však dvoupásmové korekce s různými doplňky nestačí, proto jsem navrhl 14 pásmový Gyrátor - ekvalizér.

14 pásmový Gyrátor - ekvalizér

Jak samotný název napovídá jde o zapojení s Gyrátory, kde aktivní prvek v tomto případě OZ plní funkci indukčnosti v laděném RLC obvodu.

Zapojení je realizováno jedním OZ v jehož zpětné vazbě je zapojeno celkem 14 laděných obvodů, potenciometry se nastavuje míra přenosu.

Na grafech je patrná funkce při různém nastavení potenciometrů. Je krokováno pouze prvních 10 potenciometrů a další čtyři jsou v pozici maximum, střed a minimum.

Frekvence a zdvih

Pro uvedené zapojení jsem zvolil frekvence napříč přenášeným pásmem 15,625Hz, 31,25Hz, 62,5Hz, 125Hz, 250Hz, 500Hz, 1kHz, 2kHz, 4kHz, 8kHz, 16kHz, 32kHz, 64kHz a 128kHz. Jde o první ekvalizér, který může regulovat celé akustické pásmo od infrazvuku až po ultrazvuk.

Vhodnou volbou jednotlivých prvků lze nastavit zdvih až ±30dB. V toto zapojení jsem použil rozsah regulace ±15dB, což považuji za dostatečné.

Závěr

Zapojení je plně funkční, bylo modelováno v SPICEcompatibile prostředí. Dále bude následovat návrh prostorového uspořádání a plošného spoje, vše je odvislé od použitých potenciometrů, které budou samozřejmě tahové.

Diskuse

Úvod

Právě takový název "Quo vadis Diy Audio, going to hell" si zaslouží článek, který by měl poodhalit roušku tajemství jež zastírá vývoj Diy Audio projektů uplynulých let.

Není tomu tak dávno co jsem napsal článek Co slyšíme, článek pojednávající o otřesném vývoji kvality přenosu a záznamu akustického signálu. Někteří tento vývoj nazývají velmi výstižně Cesta do pekel!

Já se nyní otevřeně ptám, jde vývoj Diy Audio stejnou cestou? Ano, odpověď zní ano"Diy Audio going to hell!"

Přenos a záznam akustického signálu

Přenos a záznam akustického signálu, postupně doznával značných změn, uplynulo hodně vody od doby kdy Karel Gott zpíval hit s názvem Zdvořilý Woody. Byla to velmi krásná doba, která vyústila v přijetí normy pro Hi-Fi  DIN 45500.

Norma pro Hi-Fi DIN 45500

Samotná historie se datuje od dvacátých let 20. století, kde s rozvojem elektroakustiky, mikrofonů, zesilovačů a reprodukčních zařízení vznikala i kritéria jejich používání a posuzování.

První aparatury pro kvalitní reprodukci byly vyráběny pro zvuková kina. Největší rozmach éry Hi-Fi byl zaznamenán v padesátých a šedesátých létech minulého století, kdy kvalitní reprodukční technika začala být dostupná pro širší veřejnost.

Tyto aktivity vedly v německém Deutsches Institut für Normung (DIN) v roce 1973 k vytvoření standardu – norma pro Hi-Fi DIN 45500.

Dolby NR

Jednou z cest jak dosáhnout vyšší věrnost zvuku, bylo i hledání cest, jak potlačit nežádoucí šumy přenosových cest a záznamových médii.

Systém Dolby NR (noise reduction system) je řada systémů k potlačení šumu. Systémy byly vyvíjeny společností Dolby Laboratories, používají řízené komprese dynamiky signálu při záznamu zvuku na analogové magnetické pásky a následně řízené expanze dynamiky signálu při reprodukci. Tím bylo dosaženo zlepšení poměru signál/šum a lepší věrnosti signálu.

První typ Dolby A byl vyvinut v roce 1965, nejznámější Dolby B v roce 1968, v roce 1986 jako poslední v analogové řadě vzniklo Dolby Spectral Recording (SR), které zcela ovládlo 35mm filmovou produkci.

Princip

Hlavní myšlenka spočívá na zjištění, že bílý šum, který působí rušivě při poslechu, se na magnetických páskách projevuje více na kmitočtech nad 1 kHz. Před nahráním na pásku je v předzesilovači upraven signál tak, aby vyšší kmitočty byly zesíleny více. Díky tomu mají po zaznamenání na magnetickou pásku vyšší odstup od šumu.

Při přehrávání je signál upraven tak, aby získal původní dynamiku. S potlačením vyšších kmitočtů na původní úroveň je potlačen i šum. Tím se získá výrazně větší odstup signálu od šumu média, než by bylo možno získat prostým nahráním bez úprav.

Jednotlivé verze Dolby NR se liší průběhem křivky, popisující úpravu signálu a tím také mírou získaného odstupu signálu od šumu.

Dolby A

Dolby A bylo původně určeno pro studiovou elektroniku při nahrávání zvuku, kde nalezlo od roku 1965 široké uplatnění, poté se rozšířilo i do filmového průmyslu při nahrávání a reprodukci akustického doprovodu k filmům.

Akustické pásmo bylo rozděleno do několika dílčích frekvenčních pásem, dynamika každého pásma byla řízena a upravována samostatně, poté byl signál opět sloučen do jednoho akustického pásma. Takto pořízený záznam míval značně rozdíly komprese mezi jednotlivými zpracovávanými částmi akustického pásma.

Při ručním nastavení záznamu se prováděl o nastavených hodnotách záznamu zápis, bez kterého byla nahrávka do originální podoby neobnovitelná, a zápis o nastavených hodnotách při záznamu musel být nedílnou součásti nahrávky.

Dolby B

Dolby B bylo určeno pro spotřební elektroniku, kde nalezlo široké uplatnění napříč celým spektrem výrobků, od drahých zařízení až po zařízení levná.

Dolby B bylo ochuzenou verzí Dolby A, komprese dynamiky signálu při záznamu a následná expanze dynamiky signálu při přehrávání se prováděla pouze na vyšších frekvencích akustického pásma, které dále nebylo děleno.

Řízení bylo prováděno vždy plně automaticky, jednotlivé charakteristiky se mohly lišit v návaznosti na použitý záznamový materiál a rychlost posuvu magnetického pásku.

Dolby C

Dolby C vzniklo později a bylo odvozeno od Dolby B, bylo určeno pro spotřební elektroniku používající magnetofonové kazety, které postupně vytlačovaly cívkové magnetofony.

Zde se více negativně projevoval vliv špatně nastavené či opotřebované záznamové a snímací hlavy v důsledku čeho by docházelo ke zhoršení věrnosti signálu, proto se Dolby C používalo a používá spíše pro kvalitní a dražší zařízení. Rozvoj materiálů pro kazety vedl k dalším změnám záznamových a přenosových charakteristik.

Při kopírováni dolbyovaných nahrávek a potřebě přehrávání kopie opět systémem Dolby C je vhodnější pořizovat kopii bez použití systému Dolby tedy 1:1.

Nástup CD

S nástupem CD se problém šumu záznamového media poněkud vytratil, frekvenční pásmo však muselo být díky nízké vzorkovací  frekvenci 44kHz striktně omezeno do 20kHz.

Omezení šumu záznamového media, však dalo více vyniknout šumům přenosových cest a výkonových zesilovačů.

Plíživá komprese signálu

Celý trh v oblasti audia byl stále více ovládám komercí a kvalita postupně ustupovala. Plíživá komprese signálu se tak začala postupně prosazovat, vyšší hlasitost signálu lépe maskovala šum přenosové cesty a úroveň signálu se hnala až k limitaci, která je vždy nepříjemná, proto se hledaly další cesty, až se najednou objevil zcela nový pojem Mastering

Mastering

Mastering je dnes velmi používaný a nejde nic jiného než o řízenou kompresi signálu, obdobnou jakou jsme znali ze systému Dolby NR.

Když dva dělají totéž, není to vždy totéž. Dolby NR ve všech podobách ke své činnosti potřebovalo vždy signál zkompresovat a následně expandovat.

Řízená komprese vždy zaručila řízené snížení dynamiky signálu a její posazení nad šumové pozadí, následná řízená expanze vždy řízeně obnovila původní dynamiku signálu a současně potlačila šumové pozadí.

Mastering je však něco odlišného, stejně jak u Dolby NR se nejdříve signál zkompresuje a tím se zaručí vyšší podíl užitečného signálu vůči šumovému pozadí. Jenže Mastering je řízen jen při kompresi signálu a nikdo již nekontroluje a jž vůbec nezaznamenává jak, proto již není cesty jak se vrátit k původnímu signálu.

Mastering naprosto degraduje signál, okrádá jej o dynamiku, ale i o jeho kvalitu a nemá nic společného s původním pojmem a pojetím Hi-Fi.

Quo vadis Diy Audio konstruktéři

Reakce Diy Audio konstruktérů ne sebe nedala dlouho čekat, spíše naopak. Diy Audio konstruktéři se přímo předbíhali obzvláště ti Česko-Slovnenští, kdo dokáže ze svého zesilovače vyloudit větší kravál, bez ohledu na jeho kvalitu, tím se stalo, že Diy Audio konstruktéři se dnes hrdě hlásí k dynamice nad střední úroveňí signálu jen 5÷6dB a někteří jdou tak daleko, že si ji pletou s dynamikou celkovou či poměrem signál šum.

Diy Audio konstruktéři se předhání v tom jak jejich zesilovače dokážou trvale dodávat maximální výkon, kde je střední akustický výkon roven špičkovému výkonu zesilovače. Diy Audio konstruktéři opovrhují konstrukcemi, které nemají svůj zdroj a chlazení dimenzovány na trvale maximální výkon.

Pojďme se však podívat, jak si takto pojaté a dimenzované zesilovače poradí s opravdu kvalitním signálem živé hudby či nahrávek přes 30let starých, kde je běžná dynamika nad úrovní středního signálu i 20dB.

Diy Audio going to hell

Diy Audio konstruktéři nám připravili vysoce kvalitní zesilovače z vysoce kvalitních součástek, ne zřítka pozlacené, zesilovače  schopné trvalého provozu na maximální výkon.

Jsme zvyklí poslouchat nejnovější nahrávky a mnohým ani nepřijde, že jsou silně masterované a jejich dynamika je velmi plochá, ne-li naprosto otřesná.

Pokud si však na takto zkonstruovaných zesilovačích pustíme signál živé hudby či nahrávku přes 30let starou, zvuk je stejný a nikdo nás nepřesvědčí, že starý vinyl je lepší než cokoliv dnešního.

Ale zdání občas klame, náš zesilovač již nemá žádnou rezervu nad středním výkonem. Signál který je o 20dB nad touto úrovní již nemá žádnou šanci projít bez  omezení, ale i na tuto možnost mnozí "Mistři" Diy Audio konstruktéři pamatovali a vybavili své zesilovače, říkají tomu měkkou limitací. Zvěrstva, které se signálem neudělal moderní mastering, provede se signálem samotný zesilovač.

Ano je to přesně tak, ne jenom mastering je cestou do pekel, stejnou cestou do pekel je konstrukce zesilovačů, které nemají dostatečnou výkonovou rezervu a nejsou schopny si poradit se signály s větší dynamikou nad střední hodnotou signálu!

Závěr

Mnozí by mohli namítat, že stačí jen zesilovači ubrat o 20dB na hlasitosti a hned je schopen si s takovým signálem poradit. Ano to je pravda, ale pak vyvstává otázka, proč má zesilovač zdroj a chladič dimenzovaný na 100násobek výkonu než na který je používán.

Proč majitel zaplatil tak drahou konstrukci, když ji nemůže využívat, proč má zesilovač deklarovaný mnohem větší střední výkon než na jaký jej lze opravdu kvalitně provozovat.

Kouzelné Watty a Dynamika se již probíraly, Diy Audio konstruktéři zamyslete se a stavte zesilovače schopné přenést dynamiku 20dB nad střední hodnotou signálu, tak jak tomu bylo v průkopnických dobách a době vzniku normy pro Hi-Fi DIN 4500, tak aby jste nemuseli při vyšší kvalitě signálu, pro jeho věrný přenos, ubírat na hlasitosti.

Více o konstruktérech zesilovačů, jejich konstrukcích a metodách jakými své konstrukce prosazují v diskusi.

 Diskuse

Úvod

Diferenciální metoda váže stále větší pozornost a výsledek ne a ne nalézt. Aktéři odbíhají do osobní roviny, pronásledují se na mnohých webech a kde nic tu nic. Na problematiku sic velmi přesného, ale naprosto nevhodného měření jsem již reagoval v několika článcích, pojďme si je připomenout.

Článek první

Poslech vs. měření, aneb Tranzistorový zvuk. V části Paralela jsem vcelku výstižně přirovnal měření a vážení automobilu Ferrari a snahy o zjištění rozsahu poškození jeho laku routo metodou.

Pokud je lak někým poškrábán či pomalován například fixem, můžeme zvážit sebepřesněji váhovou odchylku, můžeme sebepřesněji změřit rozměrovou odchylku, ale samotné čísla, že přibylo či ubylo 5μg hmotnosti, či přibylo či ubylo 0,3μm nějakého rozměru, jsou naprosto stejně vypovídající, jak udělat rozdílové měření a snažit se z něho čehokoliv dovodit.

U automobilu nebudeme znát ani značku, velikost či původní barvu, nevíme zda je poškození na obvodu pneumatiky, uvnitř výfuku či na naleštěné kapotě. Obdobně je tomu u rozdílového testu, nevíme nic o původní hodnotě signálu, navíc se nám většina rozdílů promítne v oblasti od 20kHz do 200kHz, které ucho není schopno samostatně slyšet.

Jde jednoznačně o barvu signálu, je to naprosto stejné jak s barvou automobilu, nemohu udělat rozdílové měření a snažit se čehokoliv dobrat, musím se dívat na automobil jako celek a zrakem posoudit rozsah poškození u akustického signálu musím poslouchat a poslouchat a sluchem posoudit rozsah poškození.

Článek druhý

Poslech vs. měření, aneb Tranzistorový zvuk podruhé. V tomto článku se vše stále točí kolem podprahové úrovně. Opět se vrátím k velmi přesnému měření a vážení, pokud mělo auto například 1000kg váhy a 5m délky, je opravdu 5μg či 0,3μm poškození vzhledu pro běžné vážení a měření stejnou podprahovou veličinou jak -80dB defektu akustického signálu.

Obé však mají mnoho společného, poškození laku je každému nápadné a ne jinak je tomu u poslechu zesilovače, který trpí Tranzistorovým zvukem.

Článek třetí

Věřte nevěřte Hi-Fi_stům ! Tento text je věnován faktu, že mnozí tvrdí že neslyší vůbec žádné rozdíly a tím i vůbec žádné zkreslení a na druhé straně se titíž předhání kdo má přesnější přístroj a kdo změří přesnější odchylku v řádu miliontin %.

Lépe řečeno tvrdí spíše co se jim v danou chvíli hodí více do krámu a k jejich obchodní politice. Hold zákazník se musí oslnit, zblbnout a pak jde všechno samo.

Pokud se kdokoliv takovému pojetí postaví je zapotřebí jej zesměšnit a zadupat do zemně, pokud nepomůže ani to, tak zaBANovat a zamezit jakýkoliv přístup, aby nikdo nezjistil, že něčí mnohem levnější zesilovač může být výrazně lepší.

Akustické pásmo

Akustické pásmo, každý ho zná, je uváděno 16Hz÷16kHz někdy 20Hz÷20kHz, každý si může svůj such vyzkoušet a proměřit. Na grafech si můžeme prohlédnout přibližné hladiny stejné hlasitosti, ale i odchylky a potřebnou korekci pro odlišnou úroveň akustického tlaku.

Ultrazvuk

Ultrazvuk je vnímán jako barva tónů v akustickém pásmu sluchovým orgánem, dále je zpracováván mozkem, ne jak se "Mistr" Václav Daněček alias danhard nesprávně domnívá o jiném orgánu.

Ultrazvuk výrazně stimuluje mozkovou aktivitu, jak jsem popsal například v článku SACD, blíže vinylu? a mohl bych rozsáhle pokračovat až po soufázovost obou hemisfér.

Infrazvuk

Infrazvuk je naopak přijímán endokrinními žlázami, které na jeho popud produkují nadměrné množství různých hormonů. Na hladinu různých hormonů reaguje opět velmi významně svou aktivitou mozek. Případné reakce a dopady rozkmitání tlustého střeva nebudu raději rozebírat.

Dopad vnímání Ultra a Infra zvuku

Dopad vnímání Ultra a Infra zvuku je více než významný, je to právě ta nezapomenutelná atmosféra toho či onoho koncertu, v konečném důsledku jde také o vjem, kterým se různé skupiny lidí dostávaly a taky dostávají do transu či podobných stavů a nemusí to být jenom Indiáni, nejde v žádném případě o požití jakýchkoliv látek! Jde pouze o vnímání Ultra a Infra zvuku!

Defekty Ultra a Infra zvuku

Defekty Ultra a Infra zvuku mají velmi významný podíl na celkovém akustickém vjemu, nejenom na znatelném, ale těžko popsatelném zkreslení, které já nazývám Tranzistorový zvuk.

Defektem, zkreslením je jakákoliv odchylka od původního signálu, bez ohledu na to zda jde o úbytek některých částí signálu či naopak.

Téměř vždy jde o defekty vznikající při nedostatečné rezervě zesílení. Jde o dlouhodobé nepochopení podstaty tranzistorů, o nepochopení podstaty zvuku a o naprosto diletantské topologie, jak jsem popsal v článku Zesilovače a fakta o jejich konstruktérech .

Této problematice jsem se více věnoval v článku Dynamická saturace, příčina Tranzistorového zvuku! Dále je podrobné vysvětlení naprosté nevhodnosti lokálních zpětných vazeb v článku Topologie Federmann, část III.

Závěr

Co říci závěrem, snad jen to, že na straně jedné jde o problematiku mnoho let starou a na straně druhé, že tato problematika byla poznamenána nástupem digitalizace. Rozhodně nejde o problematiku složitou, ale na její pochopení je zapotřebí jistých technických a technologických znalostí, značná míra logického myšlení a abstrakce, čímž se okruh potenciálních pochopivších výrazně zmenšuje.

Pokud připočtu značnou míru nafoukanosti a arogance, těch, kteří dokázali nějaký zesilovač "opajcovat" a sestavit, pak si na tom ještě postavit živnost, již mi mnoho lidí, kteří by byli schopni tyto principy pochopit nezůstává. Do takto složité situace se dostává řada mladých, začínajících a méně znalých. Rádoby podstaty neznalí "Mistři" hlásají svá dogma, ohání se prodejem svých skvostů, ale ve skutečnosti se jen bojí o jejich pád či konec a co na to řada mladých, začínajících a méně znalých?

Napsal jsem článek Nebuďte negramotní! myslete, čtěte a studujte, buďte sami sebou, můžete druhým lhát, že Tranzistorový zvuk neslyšíte, ale sami před ním neutečete. Utečete jen když pochopíte podstatu a budete stavit takové topologie, které jím netrpí. Jak měřit zesilovače v návaznosti na poslechové testy, jsem nastínil v článku Topologie Federmann, část IV. 

 Diskuse