2.2 Дополнительные графики RAA

Нелинейные искажения - ограничение формы волны в области максимальных амплитуд

Участок, где передаточная функция максимально близка к прямой линии, а в области максимальных амплитуд ограничивается очень мягко - называется линейным.

Усилители, сделанные по схемотехнике класса А, обычно обладают именно такой передаточной функцией. Такой вариант считается самым качественным, т.к. присутствующие искажения до определенного порога громкости обычно не слышны.

Иногда к усилителю приводится два варианта уровней максимальной мощности, одно значение для линейного режима (с указанием малого процента искажений), а второе для “максимального”, где искажения по мнению производителя являются допустимыми, но качество звука уже не такое высокое (1%, 3% или 10%).

В отчетах для чайников для усилителей в RAA обычно приводится два значения, одно для линейного режима, называемого эквивалентным классом А, и второе - максимальное значение, при превышении которого будут слышны искажения в виде "хрипа" (либо это может быть тот максимум, когда качество звука высокое, но уровень громкости уже в максимальном положении).

Так как переход из линейного режима в резкое ограничение может быть плавным, то при анализе спектров фиксируются пороги значений напряжения по изменению характеров спектров. Это позволяет сделать условную модель симметричной передаточной характеристики по 4-м координатам (уровни для эквивалентных режимов А, АБ, Б и максимального).

Для усилителей по своей сути существует две последовательные передаточные характеристики: отдельно для напряжения и отдельно для тока. Передаточная характеристика для тока при пересчете в напряжение масштабируется в зависимости от сопротивления наушников.

Так как сами по себе кривые передаточных характеристик конечный пользователь на практике применить не может, то в RAA в 2010 году был внедрен график максимального напряжения от нагрузки для максимального режима, в 2014 были добавлены пороги по качеству (степени поджатия передаточной характеристики). Позже в 2022 году появился упрощенный вариант - звуковое давление в связке.

В RAA в 2014 году была сделана первая модель пороговых значений для напряжения и тока, где по характеру спектра фиксировались значения для чистого, оптимального и максимального уровней. В RAA в 2017 году на основе накопленных данных разных усилителей стало 4 порога и называться они стали как эквивалентные классы А, АБ, Б и максимальный. Пороговые значения спектров соответствовали реальным спектрам устройств, сделанных в этих классах. Однако сама идея пороговых значений с привязкой к названиям к классам имеет определенные недостатки, т.к. по своей сути, с точки зрения передаточной характеристики она соответствует лишь идеологии усилителей со схемотехникой класса А и частично АБ. В 2023 году запланирован "ребрендинг" названий, где эквивалентный класс А будет называться линейным режимом, а для АБ и Б будут иные названия из смысловой категории "мягкий/жесткий".

Напряжение и чувствительность

По горизонтальной оси отображается номинал нагрузки (сопротивления наушников). По вертикали - напряжение, ток или мощность на выходе усилителя (в примере выше напряжение и ток).

По спектрам определяются значения напряжений, при которых характер спектра меняется и соответствует разной степени поджатия волны. Всего фиксируется 4-ре порога для передаточных характеристик.

На графике напряжения значения порогов передаточной характеристики напряжения соответствуют начальным высотам линий в правой части графика (для нагрузок выше 1000 Ом), из которых строятся горизонтальные линии (справа налево). Если у усилителя выходное сопротивление не нулевое, то эти линии превращаются в кривые и плавно снижаются в области низкоомной нагрузки.



Но, так как помимо передаточной характеристики напряжения есть и передаточная характеристика тока с аналогичными 4 порогами, то на графике тока мы получаем аналогичные горизонтальные линии (которые не зависят от выходного сопротивления усилителя) и которые в свою очередь строятся со стороны низкоомных нагрузок (слева направо).

И, так как конечная передаточная функция, это последовательная сумма передаточных характеристик напряжения и тока, то на графике напряжения мы видим ограничение от тока в виде прямых наклонных линий в области низкоомных нагрузок, а на графике тока - ограничение напряжения в области высокоомных нагрузок.

Таким образом, график показывает области напряжения/тока, при которых усилитель может работать с определенным качеством.

Точками на графике показаны пороги напряжений, полученные под разными номиналами нагрузок. Точки для номинала "без нагрузки" в стандартный масштаб графика обычно не попадают, т.к. это значение выше 1 кОм, а остальные необходимы для вычисления порогов тока. На графике тока общее пороговое значение вычисляется как среднее значение по точкам, находящихся на одном уровне ограничения.

Если мы знаем, с какой громкостью собираемся слушать наушники, то зная их чувствительность и сопротивление, мы можем определить необходимое для них напряжение и увидеть, находится ли оно в области качественного звука. В этом сервисе задается референсное звуковое давление и точками (либо областями/кривой) на графике показывается необходимое для наушников напряжение.

График удобен для сравнения большого количества наушников и усилителей. По свой сути график схож с аналогичными графиками блоков питания, с их зависимостью качественной работы от диапазона выдаваемой мощности.

Звуковое давление в связке



Альтернативный вариант - это выбор связок из наушников и усилителя, где можно сравнить относительную разницу в громкости связок. Этот график удобен для сравнения небольшого количества связок. Этот сервис является промежуточным между напряжение и чувствительность, от которого берутся пороговые значения для линейного максимального режимов, и сервисом взаимодействие совместной АЧХ наушников+усилителей , где звуковое давления отображается столбцом, а не кривой АЧХ.

В столбцах приводится только две градации качества. До ограничения линейного режима столбец закрашивается насыщенным цветом, потом при превышении линейного режима - блеклый цвет до максимального режима. Выше максимального режима используется серый цвет.

<< 2.1 Зависимость формы волны и графиков | 2.3 Слышимость субъективных гармоник >>