Bang for Your Buck:cosa distingue un amplificatore da un altro?

Nella nostra serie Bang for your Buck, parliamo di caratteristiche del prodotto e design dei componenti che offrono valore e prestazioni superiori. Abbiamo discusso di unità sorgente e altoparlanti e ora è il momento di dare uno sguardo approfondito agli amplificatori e a cosa separa un amplificatore dall'altro.

Anni fa, un importante appassionato di audio mobile ha affermato che tutti gli amplificatori suonano allo stesso modo in condizioni di test rigorose. Ha anche sostenuto la dichiarazione offrendo una grande ricompensa in denaro a chiunque potesse scegliere un amplificatore 10 volte su 10 sotto test di ascolto controllato. Sebbene la sua affermazione abbia valore e sarebbe molto difficile determinare la differenza tra due amplificatori nei test alla cieca 10 volte su 10, ciò non significa che tutti gli amplificatori siano uguali. In effetti, ci sono alcune grandi differenze.

Questo articolo si concentra su due aree di prestazioni molto diverse che molti produttori si rifiutano di discutere in dettaglio:distorsione e rumore.

Il potere è importante?

La capacità di un amplificatore di produrre più potenza di un altro determina la sua qualità o le sue capacità prestazionali? Bene, se l'amplificatore meno potente viene spinto in distorsione, allora sicuramente l'amplificatore più potente suonerà meglio. Tuttavia, mentre funzionano entro i loro intervalli di potenza nominale, la potenza massima è importante? Non così tanto.

Cos'è questa cosa del fattore di smorzamento?

Per decenni, i produttori di amplificatori di fascia alta hanno fornito specifiche di fabbrica per lo smorzamento. Questo numero è un rapporto tra l'impedenza di uscita dell'amplificatore e un'impedenza di carico specificata. La storia racconta che un amplificatore con un numero più alto produrrebbe un suono più stretto e più controllato perché la bassa impedenza dell'amplificatore metterebbe in corto il segnale EMF posteriore dall'altoparlante.

A seconda della tua versione della fisica, il fattore di smorzamento può essere un numero elevato o molto piccolo, il che lo rende potenzialmente rilevante o una falsa pista.

Per gli amplificatori a stato solido, il fattore di smorzamento o il rapporto di impedenza di uscita è sufficientemente alto che l'impedenza di carico ha un effetto minimo sulla risposta in frequenza risultante del sistema. Per gli amplificatori a valvole con trasformatori di adattamento di impedenza, questo non è sempre il caso. Preoccuparsi, o addirittura considerare, il fattore di smorzamento è molto in fondo alla lista delle preoccupazioni.

Rumore di sottofondo

Abbiamo parlato in dettaglio del rapporto segnale/rumore nella nostra discussione sulle unità principali. È un grosso problema in una discussione sugli amplificatori e alzerà di nuovo la testa quando parleremo di processori di segnale.

Qualsiasi dispositivo elettronico crea rumori indesiderati quando un segnale lo attraversa. Anche qualcosa di semplice come un resistore crea una piccola quantità di rumore. In questo esempio, è probabilmente troppo piccolo per essere udibile, ma c'è. In un circuito complesso con guadagno (un aumento dell'ampiezza del segnale), la creazione di rumore indesiderato è un sottoprodotto comune di un design discutibile.

Come si manifesta il rumore in un amplificatore? È il sibilo di sottofondo che senti dai tuoi altoparlanti quando non c'è musica in riproduzione. Idealmente, non vuoi che alcun rumore aggiunga contenuti alla tua musica.

Se hai degli altoparlanti PA davvero efficienti, la scelta di amplificatori con eccellenti specifiche di rumore è fondamentale. Gli altoparlanti stessi offrono da 5 a 10 dB in più di uscita per un dato segnale di ingresso, quindi qualsiasi rumore presente sarà da 5 a 10 dB più forte.

Specifica del rapporto segnale/rumore

Ne abbiamo già parlato in precedenza, ma lo faremo di nuovo ora perché è importante. Ci sono due modi in cui i produttori pubblicano le specifiche SNR o S/N Ratio:valutate a un livello di uscita specifico (1 watt su 4 ohm) o relative alle capacità di produzione di potenza massima dell'amplificatore. Non puoi confrontare i due direttamente, ma puoi stimare.

Diamo un'occhiata a due amplificatori full range. In questo esempio, utilizzeremo una coppia di amplificatori a quattro canali con rating simile. L'amplificatore A ha un rapporto S/N pubblicato a -104 dB e l'amplificatore B è valutato a -88 dB. Supponendo che i numeri siano pubblicati utilizzando lo stesso standard, l'amplificatore A produce 16 dB in meno di rumore rispetto all'amplificatore B. Sfortunatamente, in questo esempio, la specifica -104 dell'amplificatore A è pubblicata in relazione alla sua potenza nominale, mentre l'amplificatore B è relativo a 1 watt di uscita. Utilizzando le stesse specifiche, l'amplificatore A produce -84 dB di rumore, 4 dB in più dell'amplificatore B.

Considerazioni sulla distorsione

La distorsione è, nel modo più semplice, l'aggiunta di informazioni indesiderate a un segnale. Proprio come con il rumore, tutti i dispositivi elettronici aggiungono una certa quantità di distorsione ai segnali mentre i segnali passano. Nella maggior parte dei casi, a meno che qualcosa non sia andato storto, il segnale originale passa attraverso il dispositivo invariato. La distorsione è generata dall'aggiunta di informazioni indesiderate.

La distorsione armonica è l'aggiunta di più istanze del segnale originale. Molti amplificatori domestici di fascia alta vengono testati utilizzando un tono di 50 Hz alla potenza nominale. L'analisi del contenuto spettrale risultante mostra quante informazioni indesiderate vengono prodotte.

L'immagine sopra mostra prestazioni straordinarie da un amplificatore domestico a stato solido di fascia alta. Come puoi vedere, c'è un po' di contenuto a 150 e 175 Hz, ma è a quasi -120 dB al di sotto del segnale di stimolo.

In questo esempio, possiamo vedere le armoniche create in un amplificatore di classe D per l'audio domestico di fascia alta. Un segnale a 100 Hz è presente a un livello di -85 dB e un segnale a 250 Hz è presente a un livello di -90 dB.

Per evidenziare davvero il potenziale di comportamenti indesiderati, abbiamo incluso il contenuto spettrale di un amplificatore a valvole di fascia alta. Puoi vedere che c'è contenuto spettrale a 100 Hz a un livello di -42 dB, contenuto a 150 Hz a -54 dB e contenuto a 200 Hz a -67 dB. Questa distorsione sarebbe udibile durante l'ascolto.

Distorsione di intermodulazione

Un altro tipo di distorsione si crea quando due segnali che passano attraverso un amplificatore interagiscono tra loro per produrre una distorsione che è la differenza tra i due segnali. Il test standard del settore per la distorsione di intermodulazione consiste nel riprodurre un segnale di test che contiene due onde sinusoidali:una a 19 kHz e una seconda a 20 kHz. Accadranno due cose quando la distorsione viene prodotta utilizzando questi stimoli:il contenuto verrà creato su entrambi i lati di questi toni e con una differenza tra loro, cioè a 1 kHz.

Questo grafico mostra un amplificatore domestico di fascia alta con un eccellente comportamento IMD. Le due bande laterali sono a -119 dB e sarebbero completamente impercettibili.

Questo grafico mostra la stessa Classe D della discussione sulla distorsione armonica. È facile vedere che gli stimoli del test hanno creato una quantità significativa di informazioni. Il picco è a -78 dB, quindi non è un completo disastro.

Acquisto di un amplificatore audio per auto

Dal momento che nessuno nel settore dell'elettronica mobile sembra disposto a sottoporre i propri prodotti a questo livello di controllo, come si fa a scegliere un amplificatore che offra prestazioni eccezionali? L'unico modo è attraverso un ascolto approfondito. Una manciata di amplificatori sul mercato offre prestazioni eccezionali e non tutti sono costosi. Allo stesso tempo, alcuni amplificatori molto costosi funzionano male.

Se vuoi trovare il meglio, allora vedi se puoi prendere in prestito quell'amplificatore in questione da un amico e inserirlo in un sistema di riferimento. Se la tua musica improvvisamente suona più calda, è un segno che c'è un contenuto armonico aggiuntivo. È “bello” da ascoltare in alcuni casi, ma di certo non è accurato.

Dopo aver sviluppato un forte riferimento per la precisione, sarai in grado di scegliere amplificatori che offrono prestazioni eccellenti. Il tuo rivenditore di elettronica mobile locale dovrebbe avere un veicolo dimostrativo che puoi provare. Buon acquisto!