Audiohobby.pl

Dlaczego słuchawki potrzebują elektrowni?

Corvus5

  • 2596 / 5572
  • Ekspert
27-07-2012, 17:13
Witam,

Po moich ostatnich bojach z zestawem słuchawkowym doszedłem do ciekawych wniosków na temat wymogów energetycznych wzmacniaczy słuchawkowych, by wszystko dobrze grało i chcę się tym podzielić. Sprawę odkryłem zupełnie przypadkowo i w ogóle nie spodziewałem się tego.

Sprzęt testowy:
PC + Asus Xonar ST + własne słuchawki. Zasilacz oczxstream na linii, która mniej zakłóca. Xonar z różnymi zestawami opampów (LM6172, AD797B, LME49720, LME49860, LM4562, NE5532, TL072, TL082 oraz domyślne JRC(NJM)2114) przeważnie na wyjściu line out głownie na samej konwersji I/U (dlaczego podają I/V?), czasem też z buforem na Xonarze. Słuchawki to przetworniki z CAL w różnych konfiguracjach, końcowo ściągnięte muszle, otwarty magnes na środku, brak materiałowej siatki z przodu, pady z polaru wypchane watą, kabel conducfil sonolene 3014 ok. 1,2m, wtyk neutrika mini-jack. Odtwarzacz głównie Foobar, ASIO na 8ms, próbkowanie 44,1kHz lub 192kHz. Większość czasu przedłużacz kabla do słuchawek, ok. 2metry, zwykły sklepowy.

Wnioski na temat wymagań energetycznych wzmacniaczy:
1. Xonar bez bufora przy głośniejszym słuchaniu powodował kompresję dynamiki. Pół sekundy basu i dźwięk leci w dół 2-4 razy. Po chwili powraca. Im głośniej, tym dłużej miał kompresję. Coś go ograniczało, więc musiało to być energetycznie.
2. Do powyższej sytuacji pomiary oscyloskopem dawały spadek napięcia na wyjściu o ok. 30dB względem braku obciążenia. Na buforze spadki były mniejsze, może kilka dB. Wniosek podaję z pamięci sprzed kilku miesięcy.
3. Niektóre opampy pozwalały słuchać głośniej, inne ciszej, bo kompresja pojawiała się szybciej.
4. Wykorzystanie bufora na początku testów dawało tłumienie wysokich, efekt jak kompresja, ale szybsza, drobniejsza.
5. Bufor też był podatny na kompresję, więc dotyczą go podobne zjawiska.
6. Zależnie od rodzaju słuchawek na tym samym przetworniku sprawdziłem kilkadziesiąt różnych odmian pracy. Zmiany pracy przetwornika i tego, co jest za nim, powodowały największe zmiany pod kątem wzmacniacza: różne opampy zaczęły się przedziwnie zachowywać.
7. Pady miały wpływ na końcowy dźwięk i nie były przedmiotem testu pod kątem potrzeb energetycznych.
8. Wzmacniacz bez bufora miał słabszą kontrolę (DF) nad słuchawkami, ale brzmiał naturalniej, spokojniej.
9. Jedne opampy grały po swojemu, inne były podatne na rodzaj obciążenia.
10. Różne opampy inaczej reagowały na zmianę obciążenia i objawiało się to różnymi zakłóceniami w przeróżnych pasmach, nie było reguły.
11. Poprawa brzmienia odbywała się przez minimalizację zakłóceń opampa od sprzężenia.
12. Po poprawnie pracy opampa uruchomienie bufora wykazywało się zdecydowanie mniejszym osłabieniem wysokich, więc poprawiła się praca.
13. Część opampów przy pracy bez bufora leje wodą przy słabej pracy, inne trzeszczą i zniekształcają.
14. Wraz z poprawą pracy słuchawek i minimalizacji sprzężeń akustycznych, które odpowiadają m.in. za reaktancyjną część ich impedancji, praca części opampów się poprawiła, przy innej części nie poprawiła się.
15. Po poprawie brzmienia słuchawek Xonar bez bufora przestał się dławić, kompresja znikała. Dalsze korekty poprawiły to jeszcze bardziej.
16. Większość czasu przedłużać miał minimalny wpływ, więc go pominąłem, był na granicy percepcji.
17. Dźwięk się poprawiał, najlepszym wzmacniaczem okazał się LM6172: szybko (narastanie), dobrze (poprawnie) i skutecznie (wygasanie) sterował dźwięki (impulsy).
17. Po ostatnich zmianach przedłużacz zaczął odgrywać rolę, gdyż w dźwięku były mikro zniekształcenia, o które podejrzewałem zegar. Podpiąłem się bezpośrednio i dźwięk się znacznie poprawił w tym aspekcie.
18. Po usunięciu przedłużacza efekt kompresji praktycznie zniknął. Można znacznie podkręcić głośność i nie da się uzyskać kompresji.
19. Zostają mikro zniekształcenia w cichych partiach, np. na hihatach granych w odległości 3-10metrów. Gdy są ciche, to mogłyby mieć więcej mocy.
20. Wszystko zaczyna gładziutko grać.
21. Nie miałem możliwości sprawdzić poboru mocy. Oceniłem to na podstawie efektu kompresji.
22. W związku z powyższymi wnioskami można stwierdzić, że poprawa słuchawek pod kątem przetwornika, jego pracy oraz okablowania, przyczynia się do poprawy dźwięku i minimalizacji wymagań energetycznych wzmacniaczy.
23. Lepsze słuchawki mają mniejsze wymagania prądowe.
24. Zwiększanie mocy wzmacniacza może być warunkiem poprawnego dźwięku.
25. Moce rzędu 1W wydają się realne, gdyż na kontrolowanie pracy przetwornika idzie znaczna część energii i spadki głośności mogą być rzędu 6-12dB, a więc realnie potrzebujemy nawet 4 razy więcej mocy.

atmeg

  • 1202 / 5069
  • Ekspert
27-07-2012, 17:33
Może to jakieś uwarunkowania pracy WO ? A próbowałeś w podobnej konfiguracji jakiś wzmacniacz na elementach dyskretnych ? Choćby najprostrzy jednotranzystorowiec w klasie A?

atmeg

  • 1202 / 5069
  • Ekspert
27-07-2012, 17:41
Generalnie temat nie jest prosty , dokładne określenie czynników oraz ich wzajemnych proporcji i właściwości wpływu na dzwięk .Myśle że na całym globie pracują nad tym.

Corvus5

  • 2596 / 5572
  • Ekspert
27-07-2012, 17:44
Próbowałem AT2850, ale on wymaga wielu usprawnień i bardzo dużo czasu, by może sensownie grał, bo domyślnie jest słabo.

Podobno też TC7520 jest w klasie A, u mnie siedzi chyba jakiś Gator (TC-7400), ale jest tak sprofilowany, że to nie ta półka. Dziwne, podpiąłem dzisiaj przez line out i lekka głośność i trzaska wszystko.

Gwoli ścisłości problemów tu nie ma. Zastanawiam się czy na miernikach wyszłaby różnica w mocy i czy inne słuchawki oraz wzmacniacze są podobnie na to podatne.

Idą dalej tym tropem, to Grado np. GS(PS)-1000 powinny wymagać ogromnej mocy lub słabego źródła, bo moja konstrukcja jest częściowym przeciwieństwem: wstawienie tubek na wylotach dawało rezonans, który na pewno nie jest łatwy dla wzmacniacza i albo go zostawić (słabe, spokojne źródło), albo dać elektrownię i walczyć z kontrolą. Zaznaczę, że żadnego Grado nie słuchałem, a jedynie swoją replikę ;-)

Corvus5

  • 2596 / 5572
  • Ekspert
27-07-2012, 18:27
Gwoli tego, że system mimo wszystko jest ok, test rzeczowy, a ja mam tylko bardzo duże wymagania:
1. etap: usunięte wszystkie przeostrzenia, coś słychać
2. etap: barwa dźwięku jest niewyczuwalna - poprawiona dynamika, ulotność, bez uczucia braku wychudzenia, spokojniej
3. etap: brak poczucia obecności dźwięków, jest tylko muzyka dookoła, można puścić głośniej i wszystko otacza, jest naturalnie

Wszystko to w każdym nagraniu, nawet o DR 3dB ;) Czy powinien być jeszcze etap, że każda muzyka brzmi tak, jakbym nie miał słuchawek? Wtedy to już chyba w ogóle wzmacniacz będzie działał na słowo, a nie na energię elektryczną :)

-Pawel-

  • 4739 / 5710
  • Ekspert
28-07-2012, 21:25
"Idą dalej tym tropem, to Grado np. GS(PS)-1000 powinny wymagać ogromnej mocy..."

Ja zatrzymałem się na 10W output power jeśli chodzi o napędzanie PS1000 :]