Hi-Fi svět

Web převážně vážně nejen o zesilovačích a počítačích.

L

Nejnovější

měření

měření

  • Úvod

    Po článku HQQF-55-507W v detailech a HQQF-55-507W v detailech podruhé je nejvyšší čas po pořízení nové zvukové karty zveřejnit další měření těchto zesilovačů, které napoví o celkové linearitě zesilovače, tedy měření zkreslení a intermodulačního zkreslení, měření jedním a dvěma signály.

     

    Měření HQQF-55-507

     

    Měření jedním signálem

    Měření bylo zatíženo smyčkou vytvořenou spojením se zvukovou kartou, projevila se nutnost použití oddělovacího signálového transformátoru, který však v požadované kvalitě k dispozici nebyl, proto se při měření vypustily nižší frekvence.

    Pro větší přesnost a objektivnost byl nejdříve pořízen spojením vstupu a výstupu šedomodrou barvou záznam vlastností zvukové katry. Následně byl do signálové cesty vložen měřený zesilovač, na výstupu s děličem 21:1. Z naměřených průběhů je patrný rozdíl mezi měřením signálové cesty bez měřeného zesilovače a s měřeným zesilovačem, odtud je patrný i vliv vlastností měřeného zesilovače.

     

    Měření HQQF-55-507

     

    Za povšimnutí na detailu měření stojí, že měřený zesilovač téměř neovlivnil kalibrační průběhy naměřené bez něj, při stejných šumových vlastnostech jako má zvuková karta, by se výsledek zhoršil o 3dB, což se zjevně nestalo, nestalo se proto, že šumové vlastnosti měřeného zesilovače HQQF jsou o ještě mnohonásobně lepší než vlastnosti dnes nejlepších zvukových karet.

    Podíváme-li se na zkreslení při 10kHz, pak číslo v desetitisícinách procenta opět vypovídá spíše o vlastnostech zvukové karty, nikoliv o vlastnostech zesilovače, který je na tom výrazně lépe.

     

     Měření dvěma signály

    Po měření jedním signálem se můžeme podívat, jak se zesilovač chová při současném průchodu dvou signálů, je pravděpodobné, že pokud jeden signál dokonalou linearitou zesilovače zůstává bez tvarové změny, není důvodu ani k tomu, aby se dva signály vzájemně modulovaly. 

     

    Měření HQQF-55-507

     

     

    Měření tento předpoklad jen potvrdilo, opět máme možnost porovnat kalibrační signál a signál pozměněný průchodem přes měřený zesilovač, který se téměř od původního signálu nezměnil.

    Jak je patrné na měření i na jeho detailu, linearita zesilovače HQQF je naprosto dokonalá, nepřidává ani náznak součtového či rozdílového signálu, jak jsme na to zvyklí i u těch nejdražších zesilovačů.

     

     

    Měření HQQF-55-507

     

     

     Závěr

    Co říci v závěru, naměřené průběhy nepotřebují komentáře, jsou dostatečně vypovídající o naprosté a bezkonkurenční linearitě zesilovačů HQQF řady 507, ale také o jejich výjimečných šumových vlastnostech.

     

     

     

     

     

     

  •    
       

     

    Úvod

    Často se setkáváme s pošetilým názorem, že zesilovače musí dodat trvalý maximální výkon v celé šířce přenášeného pásma a nejsou ani názorové výjimky, že Hi-Fi zesilovač musí být schopen pracovat v celé šířce pásma při trvalé limitaci +3 či dokonce +6dB!

    Abychom si udělali v pracovní oblasti zesilovače trochu jasno, musíme přesně definovat rozsah vstupních signálu a tím i oblast, kde chceme a budeme parametry zesilovače měřit, tak aby měření alespoň částečně korespondovalo s poslechovými vlastnostmi zesilovače a nejenom s marketingovými záměry jeho konstruktéra či prodejce.

     

    Limitace a Hi-Fi

    Žádný zesilovač a Hi-Fi již vůbec ne by se neměl do limitace vůbec dostat či dokonce opakovaně dostávat! Jak již bylo zmíněno v článku Hi-Fi zesilovače a výkony, ale i v článku Fyziologický regulátor hlasitosti, každý zesilovač si musí umět poradit se středním výkonem, ale i s výkonem špičkovým a přitom si zachovat dostatečný odstup od šumu, při co největší věrnosti k původnímu signálu, odtud i název Hi-Fi tedy High Fidelity, česky vysoká věrnost! 

    Jakákoliv limitace je jev nežádoucí a v kategorii Hi-Fi naprosto nepřípustná, proto je nutné konstruovat zesilovače s opravdu velkými špičkovými, krátkodobými výkony, často značenými jako hudební. Jak vyplývá z následujícího textu, je maximální - špičkový, krátkodobý, hudební výkon největší slabinou většiny Hi-Fi zesilovačů, je často maskován zbytečnou a zavádějící marketingovou honbou za velkým výkonem trvalým, středním. Podívejme se však na samotné úrovně a jejich rozsah.

     

    Energie zvuku

    Zvuk je mechanické vlnění, které je vyvoláno energii, stále platí zákon o zachování energie a zánik zvuku, mechanického vlnění nastává odevzdáním mechanické energie a přeměnou na energii jinou.

     

    Práh slyšení

    Práh slyšitelnosti či slyšení je nejnižší hladina, kterou začíná člověk slyšet, je jim hladina akustického tlaku 0dB, což odpovídá intenzitě zvuku 10-12Wm-2, čemuž odpovídá akustický tlak 2*10-5Pa.

     

    Práh bolesti

    Práh bolesti je již taková hladina zvuku, která vyvolává bolest, je jim hladina akustického tlaku 130dB, což odpovídá intenzitě zvuku 10Wm-2, čemuž odpovídá akustický tlak cca 63Pa, vyšší intenzity akustického tlaku již mohou poškodit sluch, případně i další orgány.

     

    Počítání s intenzitou a akustickým tlakem

    Pro přepočet intenzity zvuku můžeme použít I=10log(I1/I0). Prahu slyšitelnosti I0 odpovídá intenzita zvuku 10-12Wm-2

    Pro přepočet akustického tlaku můžeme použít X=20log(P1/P0). Prahu slyšitelnosti P0 odpovídá akustický tlak 2*10-5Pa." 

     

    Úrovně při reprodukci

    Abychom se mihli co nejvíce přiblížit původnímu, nahrávanému zvuku, musí být úrovně při reprodukci totožné s úrovněmi při záznamu.

    Střední úroveň akustického tlaku nastavíme na hranici 90dB, tedy hlasitost 90fónů, elektroakustický řetězec musí být schopen s dynamického rozsahu +26dB nad střední úroveň hlasitosti, tedy zvládá akustické špičky na úrovni 116dB! 

     

    Výkonové poměry

    Podívejme se jaké budou panovat výkonové poměry. Máme rovnostranný trojúhelník o straně 1,4m, kde ve dvou rozích máme reproduktorové soustavy a ve třetím, zbývajícím rohu je posluchač. Reproduktorové soustavy mají citlivost 90dB a vytvoří při výkonu 2x1W akustický tlak v místě posluchače 90dB.

    Pro zvládnutí dynamického rozsahu +26dB nad střední úroveň výkonu 2x1W, potřebujeme zesilovač, který disponuje minimálním hudebním či špičkovým výkonem minimálně 2x400W! Například dva Moduly zesilovače HQQF-55-506W-5-1.

     

     

     

     

    Zrychlení hmotného bodu

    Zrychlení hmotného bodu jako parametr? Ano a=Δv/Δt, i když se to nezdá a nikdo to zatím takto neuvádí, ale všichni s ním vědomě či podvědomě pracují, právě zrychlení je jedním z velmi důležitých elektroakustických parametrů, který má své nezastupitelné místo v signálu akustickém, ale i v signálu elektrickém.  

     

    Energie zvuku

    Zvuk je mechanické vlnění vyvoláno energii a nejde o nic jiného než mechanickou energii, která pohybuje hmotným bodem. Vyjdeme-li ze samotné podstaty vzniku jakéhokoliv zvuku, kde na hlasivky, strunu či jakýkoliv jiný hmotný bod působí síla, pak tato síla vyvolá zrychlení hmotného bodu, které je úměrné síle a nepřímoúměrné hmotnosti hmotného bodu.

     

    Amplituda zvukové vlny

    Z výše popsaného je patrné, že při konstantní síle působící na hmotný bod, dosáhneme konstantního zrychlení hmotného bodu. Pokud však zvýšíme frekvenci, změníme směr působení síly na hmotný bod častěji, bude frekvence kmitání hmotného bodu vyšší, ale současně bude amplituda kmitání hmotného bodu nižší.

     

     

    Závislost amplitudy na frekvenci

    Vyjádřením mezní síly působící na hmotný bod, dostaneme i mezní zrychlení hmotného bodu, odtud získáme i závislost amplitudy na frekvenci a zjistíme, že akustické signály s frekvencí slábnou, stejné zjištění se prokázalo u vývoje SACD a DVDaudia, stejné mechanismy platí při záznamu na Vinyl, viz text SACD, blíže vinylu?.

     

     

     

    SACD realita

    SACD jednobitový převodník byl vyvinut právě na základě poznatků, že amplituda akustického signálu s frekvencí klesá. SACD jednobitový převodník ctí velmi přesně mezní konstantní zrychlení hmotného bodu a výsledkem je, že mezní výstupní napětí je nepřímo úměrné frekvenci. SACD převodník vzorkován frekvencí 2,8MHZ má na vykreslení 1/4 10Hz periody 2.800.000/4/10=70.000kroků, na vykreslení 1/4 1kHz periody již jenom 700kroku a na vykreslení 1/4 100kHz periody pouhých 7kroků.

     

     

    Podíváme-li se na rozbor záznamu SACD, jak jej pořídil Pavel Macura na slovanetu, pak vidíme, že vpravo nahoře je nedosažitelná oblast. Oblast kde se nikdy nemůže ani teoreticky signál vyskytovat a je zcela pošetilé abychom právě na takové pásmo zesilovač dimenzovali, ne tak v této oblasti seriozně měřili.

     

     

    Tabulky frekvencí, amplitud a potřebných rychlostí přeběhu

    Hodnoty pro výstupní amplitudu 50V a zlomovou frekvenci 1kHz

     

    frekvence

    amplituda

    strmost

    1,00E+03

    5,00E+01

    3,14E+05

    2,00E+03

    2,50E+01

    3,14E+05

    4,00E+03

    1,25E+01

    3,14E+05

    8,00E+03

    6,25E+00

    3,14E+05

    1,60E+04

    3,13E+00

    3,14E+05

    3,20E+04

    1,56E+00

    3,14E+05

    6,40E+04

    7,81E-01

    3,14E+05

    1,28E+05

    3,91E-01

    3,14E+05

    2,56E+05

    1,95E-01

    3,14E+05

     

    Jak je patrné pro výstupní amplitudu 50V a zlomovou frekvenci 1kHz nepřekročí rychlost přeběhu, SR 314mV/µs, při frekvenci 100kHz bude výstupní amplituda pouhých 500mV

     

     

    Hodnoty pro výstupní amplitudu 50V a zlomovou frekvenci 10kHz

     

    frekvence

    amplituda

    strmost

    1,00E+04

    5,00E+01

    3,14E+06

    2,00E+04

    2,50E+01

    3,14E+06

    4,00E+04

    1,25E+01

    3,14E+06

    8,00E+04

    6,25E+00

    3,14E+06

    1,60E+05

    3,13E+00

    3,14E+06

    3,20E+05

    1,56E+00

    3,14E+06

    6,40E+05

    7,81E-01

    3,14E+06

    1,28E+06

    3,91E-01

    3,14E+06

    2,56E+06

    1,95E-01

    3,14E+06

     

    Jak je patrné pro výstupní amplitudu 50V a zlomovou frekvenci 10kHz nepřekročí rychlost přeběhu, SR 3,2V/µs, při frekvenci 1MHz bude výstupní amplituda pouhých 500mV, což přesně koresponduje s Měřením zesilovače HQQF-55-506W_ULN pro vysoké frekvence.

     

    Závěr

    Závěrem je nutno říci, že každý zesilovač má svůj mezní, hudební výkon, měl by bezpečně přežít jeho překročení, například limitací, ale není povinen jej trvale dodávat, proto se může například odpojit, stejně jak při jakékoliv jiné poruše. Každý zesilovač však při provozu běžně dodává střední výkon, který je pouhým zlomkem výkonu hudebního, maximálního.

     

    Dále je nutno napsat, že každý zesilovač má mít dostatečnou šířku pásma, která by měla být větší jak 200kHz a není na závadu mnohem více. Reálný provoz však nikdy nenavodí stav, kdy by na výstupu byla při vysokých frekvencích plná amplituda, proto postačí měření na 100kHz při 1% hudebního výkonu. Každý zesilovač takové měření musí bezpečně zvládnout, třeba i do řádu několika MHz, které se mohou kdykoliv v řádu mV naindukovat na vedení, aby nedošlo k panice, jak tomu bylo u Aldax SPV 250P či jak dodnes elweb pošetilé popírá šířku pásma nad 20kHz a dynamický rozsah hudby nad 6dB!

     

    Je třeba vždy mít na paměti, že zesilovač od cca 5÷10Hz do cca 200÷500Hz je často namáhán plným výkonem, který by měl krátkodobě zvládat až k hranici limitace, reálný provoz stejně jak měření je nutno dále provádět za s frekvencí snižujícího se výkonu, vždy tak aby nedošlo k poškození zesilovače a měření obsáhlo všechny možné v provozu vyskytnuvší se stavy. Pro seriozní měření postačí od 10kHz snižovat úměrně výkon až za mezní kmitočet.

     

     

    Diskuse

     

     

     

     

     

     

  •   

    Zarytí odpůrci, kteří zpochybňující topologii zapojení i její výkon sami měřili! 

    Měření bylo prováděno při napájení ±35Volt a typické zátěži 4Ω s tranzistory TIP 142/TIP 147(120V/10A), které již nejsou pro napájení nad ±25Volt příliš vhodné.

    Pro napájení 2 x 35volt by lépe vyhovovaly výkonnější tranzistory jako BDW83D/ BDW84D (120V/15A) či BDV67D/BDV66D (160V/16A), které jsou ve stejné cenové kategorii.

     

    Konkrétní průběhy malé amplitudy výstupního napětí

     

     

     

    Autor měření nezměřil viditelné přechodové zkreslení při malé amplitudě a frekvenci 20kHz.

     

    Konkrétní průběhy při limitaci

     

     

     

    Hodnoty výstupního napětí dosahovaly běžně hodnoty cca ± 32Volt, čímž se špičkový výstupní výkon přiblížil tolik diskutované hodnotě 125Wattu.

     

    Konkrétní průběhy při buzení obdélníkovým signálem

     

     

    Naměřené obdélníkové průběhy již není nutno nikterak komentovat.

     

    Zdroj: Audioweb

     

    Diskuze nejenom na toto téma

     

    Měřené zapojení

     

     

  •  

     

    Úvod

    Mnoho se toho o měření různých zesilovačů napsalo a mnoho se toho naměřilo, vesměs je mření zatíženo chybou měřícího zařízení, což je většinou zvuková karta počítače. Další značnou chybu zanáší nevhodné pospojování a různé zemní smyčky. Dobrými měřeními se vychvalují zesilovače jako například DPA, HYPA a BV_Audio.

     

    Měření

    Jak jsem již napsal většina měření je závislá právě od zvukové karty, kterou se měří. Věhlasná zvuková karta Esi@juli je již překonána a dá se dnes pořídit zvuková karta kvalitativně lepší. Při dobře provedeném pospojování, kdy není měření zbytečně rušeno síťovými složkami, se můžeme dostat na následující výsledky.

     

    Ukázka měření zesilovače HQQF při jednotlivých kmitočtech

     

     

       

     

     

     

     

     

     

     

    Ukázka měření zesilovače HQQF při dvojicích kmitočtů

     

     

     

     

     

     

     

     

    Závěr

    Závěrem snad jen to, že přestože měření touto zvukovou kartou doslova deklasovalo měření věhlasnou Esi@juli stále není dokonalé, stále je v okolí frekvence 25kHz znatelný hrb způsobený samotnou zvukovou kartou. Různé druhy zkreslení zesilovače HQQF v tomto konkrétním provedení se již pohybují v řádu miliontin procenta.

     

     

    Další měření:

    Hi-Fi zesilovač HQQF finální verze

    Zesilovač HQQF-55-506W ULN, simulace vs. realita

    Měření zesilovače HQQF-55-506W_ULN, vysoké frekvence

    Měření zesilovače HQQF-55-506W-5-1, malé impedance

    Měření zesilovače HQQF-55-506W-5-1, výkony a frekvenční rozsahy

    Měření zesilovače HQQF-55-506W-5-1, poměr signál šum a výstupní odpor

    Měření zesilovače HQQF-55-506W-5-1 

      

    Diskuse

      

     

  •  

    Zesilovač HQQF, hudebních 2 x 1000Watt

     

    Ceník HQQF

     Na stránkách hledejte i to

    o čem jiní nepíší...

    Mapa stránek

    Sitemap

    Sitemap fóra

        

     

        

    Fórum Hi-Fi Světa

    Autorský zákon

    Facebook

L

Nejnovější

Copyright © 2018 Hi-FI svět. Všechna práva vyhrazena.
Joomla! je svobodný software vydaný pod licencí GNU General Public License.

B

Hi-Fi svět - ISSN 1803-733X

Stránky vydává Bohumil Federmann, Kunovice 7, 75644 Loučka, Česká republika, federmann@seznam.cz