Стерео – назавжди
Вступний курс
Якщо згадати дарвінівську теорію еволюції живого, з'ясується, що «людина розумна» і «людина чуюча» у цьому сенсі навряд чи має право називатися «царем природи». Ми сприймаємо звук у дуже обмеженому діапазоні частот (20-20000 Гц), рідко використовуємо всі можливості слухового аналізатора і часом зовсім не бережемо цей дар, допускаючи шумове забруднення власного довкілля. По цій частині брати наші менші виглядають набагато талановитішими. Відомо, що чутливість слуху у більшості тварин набагато краща, ніж у людини. Слон уловлює інфразвукові коливання нижче 20 Гц, сова легко знаходить видобуток у непроглядній темряві завдяки здатності чути ультразвук вище 20 кГц… Але в одному ми схожі: орієнтуватися в просторі за становищем джерел звуку нам допомагає пара «локаторів», рознесених на певну відстань. Це по суті спрямована антена, і все, що відноситься до поняття «антена», підходить для опису двох істот. Йдеться про так званий «бінауральний ефект», дослівне визначення якого (від латинських: bini — два та auris — вухо) — здатність людини та вищих тварин визначати напрямок на джерело звуку.
Щоб зрозуміти суть явища, достатньо провести простий психоакустичний експеримент. Попросіть когось стати перед вами на відстані 2-3 метри і по черзі клацати пальцями лівої та правої рук. Закрийте очі та переконайтеся, що чітко розрізняєте джерела звуку. Щільно прикрийте одне вухо, оберніться боком і оцініть різницю у сприйнятті. Здається, тепер звук виходить з однієї точки, а інформації, що надходить, явно не вистачає для ідентифікації лівого і правого джерел. Фізичні основи бінаурального ефекту полягають у тому, що рівеньзвукового тиску буде більше від джерела, що знаходиться ближче до одного з вух; фронт хвилі досягає «мети» (наприклад, лівого вуха) трохи раніше часу. Крім того, затінення високих частот та дифракція хвилі на голові слухача призводить до різниці в спектральному складі акустичних сигналів, що надходять у різні вуха. У результаті людина має можливість, не повертаючи голови, оцінити, де сталася звукова подія: попереду, збоку, ззаду… Більшість слухачів із заплющеними очима, як правило, може вказати азимут з точністю 5–15 градусів. Всі ці особливості свого часу були формалізовані та представлені у вигляді «передавальної функції голови» HRTF (Head Related Transfer Functions — математична модель явища використовується акустиками, розробниками апаратури та звукорежисерами).
Постає питання, причому тут музика? Найбільш складні музичні твори (наприклад, симфонічні концерти) виконуються великими оркестрами, до яких входять хор, групи струнних, духових, ударних інструментів. Розташування музикантів на сцені строго детерміновано, і слухач, який перебуває у залі, як цілком сприймає звучання оркестру, але розрізняє солістів і акомпанирующих музикантів за кутовими координатами. Власне, це базовий принцип двоканальної стереофонії, яка покликана імітувати «акустичний простір» з розподіленими джерелами звуку. Звідси корінна відмінність стерео від монозвуку. Останній може характеризуватись широким частотним діапазоном, гарною динамікою та мінімальними спотвореннями форми акустичного сигналу, але один випромінювач ніколи повноцінно не замінить стереопару, оскільки «не показує», де знаходиться конкретне джерело. При програванні хорошого стереозапису на Hi - Fi-апаратурі за певнихУ умовах відтворюється реалістичний масштаб фронтальної панорами з правильним розташуванням музикантів на сцені. Понад те, часом виникає відчуття глибини, тривимірності звуковий картини; як кажуть англійці - You Are There (ви там перебуваєте). Якось відчувши ці чарівні враження, ми прагнемо випробувати їх знову. Ось що таке ідеальний стереозвук.
High Fidelity - світ величезний та різноманітний. Чого вартий, наприклад, розділ акустики? Не охопити в одній статті проблем звукозапису, підготовки приміщення, вибору спеціальних меблів, аксесуарів та кабелів… Щоб не потонути у численних питаннях, обмежимо тематику нинішнього огляду обговоренням ринкової ситуації, що склалася щодо двох компонентів стереосистеми – програвача та підсилювача.
Нова реальність
Ще 5–10 років тому класична стереосистема була спеціально підібраним комплектом апаратури, наприклад: CD-програвач, FM-тюнер, касетна дека, еквалайзер, пара колонок, підсилювач і підсилювач потужності. Нині подібна комплектація – рідкість. Замість CD — універсальний DVD ($100–200), а інтегральний стереопідсилювач поступився дорогою багатоканальному AV-ресиверу за ті самі гроші ($200–300). Тільки акустика як найконсервативніший елемент аудіосистеми продовжує плавно еволюціонувати (мінімальна ціна за пару — $150–300). Щоправда, її потрібно все більше, і якщо припустити, що все частіше музику записуватимуть у багатоканальних форматах, може здатися: нова реальність не залишає місця для стерео. Такого висновку, на наш погляд, слід ставитися з певною часткою обережності. Для стерео та 50 років – не вік!
Ставимо компакт-диск
Довгий час вінілова грамплатівка служила референсним джерелом для більшостіаудіоаматорів. 10–15 років тому оптичний компакт-диск набув помітної ваги, і LP-пластинки передали йому естафету під назвою «прибуток». Зараз ми спостерігаємо період розквіту CD – Audio – цифровий LPCM-формат, 16-бітний запис із частотою 44,1 кГц, сигнал/шум 96 дБ, смуга 20–20000 Гц. Як колись, у вісімдесяті, у кожному будинку грали грамплатівки, так сьогодні можна сказати про компакт-диск. І це відбувається незважаючи на те, що нинішній ринок ломиться від напливу DVD, MP3 та інших медіа-носіїв.
Хотілося б заспокоїти тих, хто має намір придбати DVD-програвач, у тому числі для прослуховування музики з компакт-дисків. Досвід останніх років свідчить, що ця апаратура може повноцінно замінити CD-програвачі бюджетного класу. Принаймні ми завжди намагаємося звертати увагу читачів саме на ті DVD-моделі, які гідно відтворюють стереозвук. Крім того, цифровий зв'язок (CD-плеєр/AV-ресивер) часом рятує, здавалося б, безнадійно занапащений аналоговий тракт. Коротше кажучи, можливі варіанти, і у аудіолюбителів залишається все менше підстав не довіряти виконання музики добротному DVD-програвачеві.
Правильний підсилювач
Щоб слухати якісний звук, мало мати стереоджерело. Якщо не брати до уваги так звану активну акустику (наприклад, від фінської Genelec), аналоговий сигнал з програвача — лише вихідна інформація, яка виглядає як змінна напруга дуже низького рівня. Перш ніж використовувати пасивні стовпчики, такий сигнал треба багаторазово посилити. До речі, електродинамічні випромінювачі працюють від змінного струму звукової частоти, тому одним лише збільшенням амплітуди напруги справа не закінчується. Отже, маємо низьку напругу, а потрібно величезнийструм…
Треба сказати, що пошук ефективних схемно-технічних рішень у галузі створення підсилювачів був оселком, на якому відточувалася творча майстерність тих, чиї імена складають гордість аудіоіндустрії: Marantz, Conrad - Johnson, Creek, McIntosh, Manley, Mark Levinson, Kudelski (Nagra Свого часу проблеми підвищення вихідної потужності та лінійності підсилювачів вирішувалися насилу. Недарма в анналах Hi – Fi-історії прописані вакуумний тріод 2А3 (кінець 30 років), надзвичайно популярна лампа 300 B (створена в сорокові роки), ультралінійні схеми на EL 34 та KT 88… Вакуумна техніка панувала у п'ятдесяті; лампи та трансформаторний вихід справно працювали в домашніх аудіосистемах аж до середини сімдесятих. Сьогодні лампові підсилювачі — прерогатива щодо невеликих фірм, які скрупульозно вибудовують «свій» звук. Покупець цієї техніки – справжній аудіогурман, якому не вистачає «правильного відтворення». На наш погляд, основна причина, чому ламповий звук досі знаходить шанувальників, полягає у помітному збагаченні вихідного сигналу численними гармоніками. За допомогою ламп можна забезпечити виключно лінійне посилення амплітудою, але при цьому сигнал характеризується високим коефіцієнтом нелінійних спотворень. Інакше кажучи, якщо музичний інструмент вихідно має складне у тембральному відношенні звучання, то після лампового підсилювача гармонійний склад звуку стає немов ретушованим з підкресленою обертональною структурою. Для деяких це може зіграти позитивну роль: підвищується впізнаваність музичного інструменту або голоси улюбленого співака.
Транзистори - твердотільні тріоди - спочатку виглядали абсолютно безпорадними, і як основний елемент підсилювача підходили хіба для кишенькових.приймачів. Але компактність, довговічність, відсутність високої напруги та нагріву зробили свою справу: промисловість стала повільно, але правильно відходити від вакуумних електричних ламп. Сьогодні обласкані конструкторами польові транзистори, ретельно підібрані компліментарні пари починають зазнавати тиску з боку інтегральних мікроскладань (повний підсилювач — в одній мікросхемі). У конкурентній боротьбі за місце в Hi - Fi-апаратурі поки що перемагають потужні транзистори, але в масовій техніці дискретні елементи майже не застосовуються.
Вже мало кого дивують і нові схемні рішення щодо принципів посилення. Все частіше замість ультралінійного класу А ("зелені", напевно, заборонили б цей спосіб через високе енергоспоживання) використовується поширений клас АВ. Останнім часом розробники намагаються використовувати цифрові підсилювачі, засновані на широтно-імпульсної модуляції (класи D і Т): швидкодіючі ключі, що працюють з шаленою частотою, пропускають імпульсні струми, які після згладжування фільтрами перетворюються на готовий до «вживання» потік електрики. Але класика не здається! Зараз витратити на стереопідсилювач $500–1000 пропонують ARCAM, Cambridge Audio, Denon, Exposure, Musical Fidelity, NAD, Onkyo, TEAC, Rotel, Yamaha. Немає дефіциту пропозицій і в Hidh End-області. Проблема в тому, щоб укластися в $200–300… На жаль, тут переважно доводиться розраховувати на вторинний ринок та старі моделі, що відлежали на складі не один рік.
На допомогу аудіоаматору, не готовому витрачати тисячу доларів на мінімалістський стереопідсилювач, прийшли багатоканальні AV-ресивери. Чи варто недооцінювати цей товар тільки тому, що він йде з приставкою "AV"? Серйозний блок живлення, потужні вихідні каскади підсилювача з високим поділомканалів, цифрові ланцюги, що відключаються, і тембр-блок — за ціною вчорашнього двоканальника. Радикально налаштовані аудіофіли не хочуть миритися з таким станом справ і не готові ставити знак рівності між поняттями "стереопідсилювач" та "багатоканальний AV-ресивер": сьогодні за них це робить ринкова ситуація.
Ціна питання
Дехто з аналітиків готовий пояснити появу «неокласиків» бунтом проти засилля домашнього кінотеатру. Не розпалюватимемо пристрасті та тиражуватимемо снобістські рекомендації. Для більшості проблема полягає не в протистоянні «музика чи кіно», а в тому, щоб музичні потреби найповніше задовольнялися за розумні гроші. У зв'язку з цим ми ще раз відповідально заявляємо: весь наш досвід та об'єктивні дані свідчать, що отримати якісний стереозвук можна за допомогою DVD-програвача та AV-ресивера, витративши в сумі ті самі «початкові» $500. Єдине побажання: скористайтесь порівняльними тестами Stereo & Video , де питання якості і ціни ставляться в основу. А щодо по-справжньому безкомпромісної апаратури, погодьтеся, вона завжди коштувала надто дорого, щоб реально впливати на вибір більшості.
Два звукові канали
Перша стереопластинка
Вимоги до програвача
Об'єктивно якість стереопрогравача визначається параметрами аудіосигналу на аналоговому виході. При тестуванні ми досліджуємо відношення сигнал/шум (90–115 дБ, С/Ш у ряді випадків може перевищувати теоретичну межу 96 дБ), коефіцієнт детонації, ширину частотного діапазону (АЧХ має зберігати лінійність у діапазоні частот 20–20000 Гц), залежність нелінійних спотворень від частоти (кращі зразки мають КНД порядку 0,001%), характер відгуку на короткий дельта-імпульс (він повиненмати максимальну амплітуду), коефіцієнти посилення обох каналів на стереовиході (важлива повна ідентичність АЧХ правого та лівого каналів), амплітудну характеристику (відтворення сигналів максимальної 0 дБ та мінімальної амплітуди -80-100 дБ з найменшими спотвореннями). По вихідному спектру складного тестового сигналу можна дійти невтішного висновку якість тракту; досвідчений експерт спроможний оцінити джиттер, рівень гармонічних та інтермодуляційних спотворень.
Вимоги до підсилювача
Бажано, щоб стереотракт Hi-Fi-підсилювача був розрахований на роботу з 4- та 8-омною акустикою. Робоча смуга частот - не вже 10-100000 Гц (за рівнем -3 дБ). Слід вважати достатньою вихідну потужність 50–150 Вт на канал (при КНД 0,7%, на 8-омному навантаженні, у смузі 20–20000 Гц); зі зниженням потужності до значень порядку 10-30 Вт коефіцієнт нелінійних спотворень має зменшуватися до 0,01-0,001%. Коефіцієнт демпфування підсилювача в області низьких частот - не менше 50-60 одиниць (найкращі зразки мають демпфування 100-200). Поділ каналів на виході - 60-80 дБ. Відношення сигнал/шум - близько 100-120 дБ. Непогано, якщо вихідні каскади підсилювача захищені від короткого замикання, перевантаження та перегріву. За схемою компонування слід віддавати перевагу конструкції «подвійне моно», поділу на блоки (передсилювач плюс мощник).
Діапазони звучання музичних інструментів
Звучання музичних інструментів відрізняється складною структурою в часі (сигнал істотно нестаціонарний) і, отже, багатством гармонійного складу (спектр містить безліч обертонів і субгармонік). Як правило, основна частина звукової інформації сконцентрована в області 40-4000 Гц, однак, наприклад, орган може відтворювати 16-герцеві низькочастотніколивання, а верхні обертони клавесину відзначаються в ультразвуковій ділянці спектру.