Взаимное проникновение каналов у усилителя и сопротивление наушников

Обычно измерение для параметра взаимного проникновения каналов проводятся без нагрузки и данные выглядят хорошо. Максимум, при плохой реализации разъемов в области высоких частот можно наблюдать ухудшение параметров.
Что же происходит, когда подключается нагрузка? Если посмотреть на измерения, выложенные в Mycroft при измерениях на TEKTRONIX AM700, то при нагрузке в 150 Ом у большинства испытуемых взаимное проникновение каналов находится на стабильном уровне в 50 дБ.

Повторение теста с нагрузкой через RMAA и E-MU1616m на подопытном HiFiMan HM 901/802 с балансным модулем в нормальном режиме показал аналогичный результат.
Можно видеть, что при подключении нагрузки, параметр ухудшается.
- Без нагрузки = 83.7 дБ
- С нагрузкой в 270 Ом = 53.3 дБ
- С нагрузкой в 120 Ом = 45.9 дБ
Ниже представлена модель, которой еще предстоит пройти на соответствие с реальными подробными измерениями. Если в 15-20 измерениях данные совпадут, то возможно, что можно будет отказаться от измерений на 10-ти разных нагрузках и ограничится например только двумя, сгенерировав все остальные, что в свою очередь упростит тест, т.к. сложные и трудоемкие тесты часто нежизнеспособны.
В упрощенной теории обычно рассматривается один канал.

Который представляется в виде электрической схемы как батарейка и два сопротивления.

Сопротивление Rv – внутреннее сопротивление усилителя, а Rn – сопротивление нагрузки, т.е. одного канала наушников.

Более сложная модель, это разделение сопротивления Rv на два, размещая их как на «плюсовом» проводе, так и «минусовом». Сумма Rv1 и Rv2 равна исходному Rv. При расчетах характеристик одного канала такое разделение совершенно излишне, но это ключевой момент при расчетах двух каналов с характеристикой взаимного проникновения каналов.

В левой части мы видим схему идеального усилителя, где взаимного проникновения каналов нет вообще. А вот в правой части Rv2 существенно влияет на этот параметр.
Посмотрим на основные зависимости.

В примере график для усилителя с полным выходным сопротивлением в 2 Ом.
По вертикали указано взаимное проникновение каналов в дБ. По горизонтали отношение Rv1 к полному Rv. Например цифра 0,7 показывает, что Rv1=1.4 Ом (плюсовой контакт), а Rv2=0.6 Ом (минусовой/общий). Ближе к единице Rv2 стремится к нулю, а ближе к 0, стремится к нулю уже Rv1.
От 1 до 0,95 происходит существенное падение параметра взаимного проникновения каналов, и для усилителя с сопротивлением близким к нулевому это представляет проблему, ведь коннекторы могут отбирать до 0,5 Ом, а это значит, что если усилитель идеальный с коэф. 1, то при сопротивлении в 2 Ом мы получаем итоговые 3 Ом (2 контакта по 0,5 Ом к 2 Ом) и коэф. уже становится 0,83… И для наушников с сопротивлением в 16 Ом получаем просадку из 205 дБ в 31 дБ.
А вот идеальный усилитель с сопротивлением в 20 Ом в таких же условиях даст коэф. 0,97 и взаимное проникновение каналов на уровне 35 дБ. Вот и вопрос, действительно ли усилители с нулевым сопротивлением самые лучшие во всем? И это хорошая тема подумать о звучании кабеля для наушников и реальных факторов, влияющих на звук.
Но если не учитывать кабеля и коннекторы, а рассматривать только усилитель как черный ящик, то можно видеть несколько закономерностей из графика выше.
- Уже незначительный номинал сопротивления на «общем проводе» существенно снижает параметр взаимного проникновения каналов (примерно до 0,98).
- Чем ниже сопротивление нагрузки – тем хуже параметр взаимного проникновения каналов. Своего рода секрет хорошего звучания высокоомных наушников!












Этот график показывает с другой стороны взаимосвязь между сопротивлением наушников (шкала по горизонтали) и взаимным проникновением каналов (по вертикали).











То, что показано в дополнительных графиках, отображено на графике ниже, а именно, как влияет полное сопротивление усилителя на взаимное проникновение каналов.

По горизонтали сопротивление, в вертикали - взаимное проникновение каналов.
Очевидная зависимость:
- Чем выше сопротивление усилителя, тем хуже параметр взаимного проникновения каналов.










Совпадет ли теория с практикой? Пока что сделан первый пробный замер усилителя Balanced Card в режиме Normal. Для большей точности в формулах расчета параметров учитывается и сопротивление входов E-MU 1616m.
- Без нагрузки = 83.7 дБ
- С нагрузкой в 270 Ом = 53.3 дБ
- С нагрузкой в 120 Ом = 45.9 дБ
- Без нагрузки = 84.5 дБ
- С нагрузкой в 270 Ом = 53.04 дБ
- С нагрузкой в 120 Ом = 46.2 дБ

Вот таким получается график зависимости взаимного проникновения каналов от нагрузки для HiFiMan HM 901/802 с Balanced Card в режиме Normal по теоретической модели.
Тем не менее, это пока теория, которая подтвердится, опровергнется или отправится на доработку лишь после измерения 15-20 усилителей.
Любопытными на данный момент остаются следующие вопросы:
- В рекламных проспектах балансные усилители не содержат общего провода и обещают лучшее разделение каналов, так ли это?
- Каково влияние кабеля? Какое оптимальное сопротивление усилителя под кабель и наоборот? Можно ли что-то скомпенсировать?
Автор:
26.02.2014
26.02.2014
Нашли опечатку в тексте? Выделите и нажмите Ctrl+Enter. Это не требует регистрации. Спасибо.
Поделитесь в социальных сетях
Еще интересное для чтения
Комментарии и отзывы (1)
Для того, чтобы оставить комментарий необходимо - зарегистрироваться или
зайти под логином своей соц. сети, блога или другого доступного сервиса на странице входа.