Wysokie tony robią się szorstkie dopiero wtedy, gdy podkręcisz głośność? Nie skreślaj od razu kolumn. Wzmacniacz może zbliżać się do granicy dostępnego napięcia lub prądu, co zwiększa udział zniekształceń w sygnale. Odtwórz ten sam fragment ciszej. Jeśli szorstkość wyraźnie maleje, przed wymianą sprzętu sprawdź poziomy sygnału i warunki pracy wzmacniacza.
Co właściwie mierzy THD?
Jeśli do urządzenia podamy czysty ton 1 kHz, na wyjściu powinna dominować składowa o tej samej częstotliwości. Nieliniowość układu dodaje jej wielokrotności: 2 kHz, 3 kHz i kolejne. THD, czyli całkowite zniekształcenia harmoniczne, to stosunek łącznej wartości tych harmonicznych do wartości tonu podstawowego. THD+N uwzględnia także szum w przyjętym paśmie pomiarowym. Tych wyników nie należy używać zamiennie.
Sama liczba bez warunków pomiaru mówi niewiele. Wzmacniacz może mieć bardzo niskie THD przy 1 W, a znacznie wyższe tuż przed osiągnięciem granicy mocy. Liczą się również częstotliwość testu, impedancja obciążenia i szerokość pasma pomiarowego. Przy wzmacniaczach klasy D sprawdź, czy pasmo pomiaru ograniczono powyżej zakresu słyszalnego. Pozostałości sygnału przełączającego nie są harmonicznymi tonu audio, lecz mogą wpływać na odczyt szerokopasmowy.
Identyczne THD nie oznacza identycznego widma zniekształceń: w dwóch konstrukcjach mogą dominować inne harmoniczne. Z samej sumy nie da się też precyzyjnie przewidzieć wrażeń słuchowych. THD mierzone pojedynczym tonem nie opisuje ponadto zniekształceń intermodulacyjnych, które powstają przy jednoczesnym odtwarzaniu kilku częstotliwości.
Gdzie powstają zniekształcenia?
Źródło, DAC i regulacja poziomu
Przester cyfrowy może być zapisany już w pliku audio; regulacja wzmacniacza go nie usunie. Zapas poziomu można też wyczerpać podczas obróbki DSP, korekcji lub podbijania basu, nawet gdy nagranie wejściowe nie osiągało pełnej skali. Jeśli dodajesz wzmocnienie w korektorze, odpowiednio obniż poziom sygnału przed dalszym przetwarzaniem.
Ograniczenia mają również analogowe wyjście DAC-a i wejście przedwzmacniacza. Gdy jedno urządzenie przeciąża wejście następnego, ściszenie dźwięku dopiero na końcu toru nie cofnie powstałego wcześniej przesterowania. Nie myl go z szumem: oba zjawiska mogą przeszkadzać, ale wymagają innej diagnozy.
Końcówka mocy i kolumny
Zniekształcenia końcówki mocy zwykle rosną najwyraźniej blisko granicy jej możliwości. Kolumna nie jest jednak stałym rezystorem: jej impedancja zmienia się z częstotliwością, a wymagający przebieg impedancji i fazy może wymuszać większy prąd. Dlatego przy czytaniu danych producenta pomaga zrozumienie, co impedancja kolumn mówi o obciążeniu wzmacniacza. Oznaczenie „8 Ω” nie opisuje wszystkich warunków pracy.
Same kolumny także wytwarzają harmoniczne, zwłaszcza przy dużym wychyleniu przetwornika. Głęboki bas odtwarzany głośno przez niewielki głośnik to szczególnie trudne zadanie. Zmniejszenie poziomu niskich częstotliwości lub odciążenie kolumn poprawnie ustawionym subwooferem może ograniczyć takie zniekształcenia. Nie rozwiąże jednak każdej przyczyny słyszalnej szorstkości.
Jak ograniczać problem bez zgadywania?
- Zacznij od poziomu. Odtwórz znany fragment umiarkowanie głośno, a potem stopniowo zwiększaj głośność. Jeśli objaw pojawia się dopiero po przekroczeniu pewnego poziomu, zanotuj ustawienia. Nie kontynuuj odsłuchu z wyraźnym przesterowaniem.
- Wyłącz dodatkowe podbicia. Na próbę ustaw korektor, funkcję loudness i regulację basu neutralnie. Podbicie o 6 dB może wymagać około czterokrotnie większej mocy w danym zakresie częstotliwości.
- Sprawdź, gdzie regulujesz głośność. Jeśli ściszenie źródła usuwa zniekształcenia, choć po podgłośnieniu wzmacniacza końcowy poziom odsłuchu pozostaje podobny, podejrzenie pada na przeciążone wejście lub wcześniejszy stopień toru. Próba nie daje jednak pewnej odpowiedzi, jeśli regulacja poziomu zmienia też działanie DSP lub korekcji.
- Porównaj kanały i nagrania. Objaw ograniczony do jednego kanału wymaga innej diagnostyki niż problem występujący w obu. Jedno ostro brzmiące nagranie nie wystarczy do oceny sprawności systemu.
Nie testuj kolumn długo głośnym sygnałem sinusoidalnym. Ciągły ton obciąża przetworniki inaczej niż muzyka, a przesterowanie zwiększa ryzyko uszkodzenia. Do wstępnej kontroli wystarczą krótkie próby na niskim poziomie; dokładny pomiar wymaga odpowiedniego obciążenia i przyrządów.
Jak czytać pomiary i kiedy mierzyć samemu?
Porównując wzmacniacze, szukaj wykresu THD+N w funkcji mocy dla określonego obciążenia, zamiast poprzestawać na jednej liczbie z materiałów reklamowych. Widać na nim, przy jakiej mocy zniekształcenia zaczynają szybko rosnąć. Sprawdź też, czy mierzono jeden kanał, czy oba wysterowane jednocześnie. Wynik przy 1 kHz nie opisuje w pełni zachowania przy wysokich częstotliwościach ani pod obciążeniem rzeczywistą kolumną.
Wiarygodny pomiar na wyjściu wzmacniacza wymaga właściwie dobranego sztucznego obciążenia, interfejsu lub analizatora o dostatecznie niskich własnych zniekształceniach oraz bezpiecznego podłączenia. Nie podłączaj wyjścia głośnikowego bezpośrednio do wejścia liniowego interfejsu. W wielu wzmacniaczach klasy D oba zaciski wyjściowe mogą być aktywne względem masy; połączenie jednego z nich z masą typowego przyrządu grozi uszkodzeniem sprzętu. Jeśli nie znasz układu wyjścia, zleć pomiar serwisowi.
Pomiar mikrofonem w pokoju obejmuje nie tylko kolumny, lecz także akustykę, hałas otoczenia i sam mikrofon. Przydaje się do porównań w tych samych warunkach, ale nie pozwala przypisać wyniku THD samemu wzmacniaczowi. Gdy porównujesz dwa poziomy odsłuchu, nie zmieniaj położenia mikrofonu i najpierw sprawdź poziom sygnału testowego. Przesterowane wejście pomiarowe potrafi dodać harmoniczne, których zestaw nie wytwarza.
Jeśli problem słychać tylko przy mocnym basie, wyłącz podbicie niskich tonów i odtwórz ten sam fragment ciszej. Zwróć uwagę, czy zniekształcenia maleją płynnie wraz z poziomem. Nagłe trzaski, przerwy w dźwięku albo objaw słyszalny także przy cichym odsłuchu nie pasują do zwykłego osiągania granicy mocy. W takim przypadku przerwij próby i skontroluj urządzenie.
