SoundBlog

Ghid al specificatiilor amplificatoarelor audio

Postat de mihai on aprilie 9, 2010  |  4 Comments

Pentru a continua o serie mai veche de articole (link1, link2) legata de amplificatoare, am revenit cu un ghid de alegere a unei combinatii cat mai fericite de amplificator/boxe, precum si cu o serie de informatii suplimentare legate de parametrii acestora.

Impedanta

Fiecare boxa are o impedanta de intrare nominala (4, 8, 16ohmi, samd) – se refera la impedanta “medie” a boxei, de care ne vom folosi mai departe pentru a alege amplificatorul adecvat.

Toate amplificatoarele au o impedanta MINIMA de iesire. Asta inseamna ca, daca sa zicem ca impedanta minima a unui amplificator este de 4 ohmi, el va putea accepta boxe de minim 4 ohmi – nu va avea probleme sa conduca si boxe de 8 ohmi sau mai mult, dar puterea pe care o va putea oferi va fi aproximativ injumatatita pentru fiecare dublare a impedantei boxei. Sa analizam un caz concret, respectiv specificatiile amplificatorului Alto MAC 2.3:

-         putere RMS (EIAJ): 2x360W @8 Ohmi; 2x720W @4 Ohmi; 2x1200W @2 Ohmi; 1x1350W @8 Ohmi – 1x1600W @4 Ohmi

Se observa faptul ca impedanta minima a boxei pe care o poate accepta este 2ohmi, in cazul folosirii independente a celor 2 canale de iesire (stereo, practic), si doar 4 ohmi in cazul folosirii in bridge (mono). Deasemenea, e de observat si faptul ca pentru fiecare dublare a impedantei, practic s-a injumatatit puterea pe care o poate oferi boxei – cazul folosirii sale in bridge este o exceptie. Vom reveni asupra puterii oferite putin mai tarziu, dar intai cateva cuvinte despre inserierea sau punerea in paralel a boxelor si modul in care aceasta afecteaza impedanta.

Impedanta rezultanta a conexiunii serie sau paralel a boxelor

In primul rand, o mica schema pentru a clarifica ce inseamna conexiunile serie si paraleldin punct de vedere electric:

Cele doua reprezentari din stanga se refera la acelasi lucru, respectiv o conexiune paralela, dar reprezentata in doua feluri (amandoua posibile din punct de vedere fizic, cu aceleasi rezultate).

Si acum, ce se intampla cu impedanta in cazul fiecareia dintre acestea:

-         in cazul conexiunii serie, se insumeaza impedantele difuzoarelor sau boxelor inseriate; de exemplu, daca cele 2 reprezentari ale boxelor ar avea 4 ohmi fiecare, impedanta pe care ar “resimti-o” amplificatorul ar fi de 8 ohmi

-         in cazul conexiunii paralel, calculul se complica un pic (Z e impedanta totala a ansamblului de boxe/difuzoare, iar Z1…Zn sunt impedantele fiecareia in parte):

-         totusi, o varianta mai simpla, in cazul in care impedanta boxelor sau a difuzoarelor este aceeasi: se imparte impedanta unuia dintre ele la numarul total de difuzoare (deci, daca am avea 2 boxe de 4 ohmi inseriate, impedanta rezultata ar fi de 2 ohmi)

Polaritatea

Dupa cum ati observat in schema de mai sus, precum si pe mai multe boxe, pe bornele de conexiune apar notatiile + si – (sau “positive” si “negative”, am mai observat), in general reprezentate cu rosu pentru “+” si negru pentru “-“.

Ce se intampla daca, sa zicem, am legat “+”-ul amplificatorul la “-”-ul incintei acustice? In cazul in care este o singura boxa folosita, absolut nimic gresit. In cazul in care legam si ce-a de-a doua boxa in mod similar (+ la -), in continuare, absolut nimic gresit. Sistemul va functiona perfect normal, ca si in cazul standard in care am legat totul asa cum ar trebui (ca si in schema de mai sus, de exemplu).

Problema intervine in momentul in care sunt doua sau mai multe boxe au fost conectate cu polaritatea inversata la acelasi amplificator (una cu “+” la “+”-ul amplificatorului, alta cu “+” la “-“-ul amplificatorului). In momentul acela, boxele vor actiuna in sens opus una fata de cealalta – in momentul in care una dintre ele “avanseaza”, cealalta “se va retrage” (sunt in “antifaza”, cum se spune) Lucru care de la o anumita frecventa in sus nu este problematic, dar care pe frecventele joase si medii-joase cauzeaza probleme majore – practic apar anulari semnificative la anumite frecvente, si sistemul pierde enorm la capitolul raspuns in frecvente joase.

De aceea este foarte important sa verificati daca boxele sunt conectate corect la amplificator. Si in momentul in care aveti impresia ca au disparut frecventele joase ale unui sistem, sau sunt mult prea putine pentru ce ar trebui sa poata reproduce acesta (in cazul unui sistem necunoscut), aveti o varianta in plus de verificare. Cu mentiunea ca aceasta inversare a polaritatii se poate intampla si inaintea amplificatorului, de exemplu in cazul cablurilor simetrice (“balansate”) cu cei doi conductori de semnal inversati – am patit-o, inclusiv cu cabluri cumparate, “de calitate”.

Puterea amplificatorului

Exista o serie de metode prin care producatorii (cu un grad mai mic sau mai mare de onestitate) pot specifica puterea unui amplificator. Dintre acestea, vom mentiona 3 dintre cele mai intalnite, si variantele lor.

Practic, cand un producator ofera specificatii de putere, acestea se refera (in mod normal) la tensiunea pe care un amplificator o poate oferi la iesire, pe un difuzor de o anumita impedanta, pentru o anumita perioada de timp si la un anumit nivel de distorsiuni. Acesti ultimi doi factori, desi sunt cei mai mascati in specificatiile amplificatoarelor, sunt cei mai importanti pentru a masura capabilitatile efective ale acestuia. Deseori, in special in specificatiile scurtate pentru site-uri, nu este mentionata metoda de test – o specificatie de genul “2 x 1000W la 2 ohmi” este fara nici o valoare efectiva, neluand in calcul ultimii doi factori antementionati. De aceea, deseori este indicata cautarea manualului online a respectivului echipament, deseori avand sansa sa dam de valori folosibile, cu grija ascunse printre alte specificatii de catre producator.

In primul rand, o mica paranteza: puterea consumata de catre amplificator, mentionata in mod aproape curent pe spatele sau (in general in vecinatatea cablului de alimentare) nu este intr-o relatie directa cu puterea pe care o poate oferi. Ea se refera la puterea maxima consumata de la retea pentru a oferi maximul de putere de iesire, la folosirea sa pentru reproducerea de semnal muzical standard. Luand in considerare ca orice amplificator are o eficienta sub 100% (cu mult sub, deseori), puterea oferita va fi considerabil mai scazuta decat cea consumata.

Puterea muzicala (music power, PMPO). Este un termen care in mod normal nu se mai utilizeaza, o reminiscenta a secolului trecut, cand nu era inca standardizata metoda de masurare a puterii pe care o poate o oferi un amplificator. Implicit, metoda de masurare era fortata la maxim, pentru a obtine niste rezultate pe hartie absolut fantastice, dar fara nici o valoare – tin minte un radiocasetofon de mici dimensiuni, cu 2 difuzoare de MAXIM 3”, care propunea o putere muzicala totala de 1000W! Desi in mod normal nu ar mai trebui sa apara o astfel de specificatie, intamplator se mai intalnesc, fie la echipamente mai vechi, fie la echipamentele producatorilor cu un nivel scazut de onestitate. In principiu, daca insisti sa te folosesti de astfel de specificatii, imparte cu valori de la 8-12, si poate te poti apropia de niste specificatii reale.

Puterea la varf (peak power, instantaneous power). Se refera la puterea maxima pe care o poate oferi un amplificator, pentru o perioada extrem de scurta de timp, fara a avea distorsiuni. Din pacate, este in continuare o metoda nu foarte utila de masurare a puterii efective, pentru ca nu vei folosi amplificatorul pentru o fractiune de secunda (pentru care a fost testat cu aceasta metoda), ci pe parcursul mai multor ore. In continuare, daca vrei sa tinzi catre o valoare folositoare, imparte cu aproximativ un factor de 2.

Puterea RMS (RMS power, EIA, EIAJ, FTC, samd). Desi termenul este, din punct de vedere tehnic, incorect (nu exista putere RMS), este varianta cea mai adecvat pentru a masura capabilitatile unui amplificator. Practic, se refera la folosirea unui semnal sinusoidal pentru acest test – desi semnalul muzical nu este doar o simpla sinusoidala, folosirea acestui semnal de test este cea mai apropiata de realitate metoda de standardizare a acestui test.

Dificultatile la folosirea acestei metode apare prin faptul ca nivelul de distorsiune atins pentru a ajunge la nivelul respectiv nu este tot timpul specificat, ducand la o confuzie si mai mare.

Standardul EIA(J) – se refera la puterea pe care o poate oferi un amplificator care la intrare primeste un semnal de banda medie (1kHz, in general), cu distorsiuni armonice de 1%. In general, este mai optimista cu aproximativ 10-20% decat urmatoarea metoda.

Standardul FTC – foloseste un semnal de test constant, cu banda de frecventa larga (20Hz-20kHz, sau care este cea specificata de producator ca si capabilitate a amplificatorului), cu o distorsiune la iesire nu mai mare decat cea specificata. Este cea mai onesta dintre metodele de masurare, si, deloc surprinzator, cea mai putin folosita.

Mai este o mica, dar semnificativa diferenta intre cele doua standarde – cea de-a doua cere o perioada de timp de incalzire a amplificatorului, precum si o perioada de minim 5 minute de functionare ulterioara in regimul respectiv de testare la 2 ohmi. Luand in considerare faptul ca pentru mare parte din amplificatoarele de la diversi producatori (unii care incep cu “B”, de exemplu), functionarea la 2 ohmi este la limita intrarii in protectie la supra-curent, acestia nu vor oferi decat valori EIA, care le-ar permite sa mentioneze o functionalitate la 2 ohmi, desi in practica nu este chiar adevarat. Totusi, luand in considerare ca programul muzical este in general mai tolerabil de catre amplificator, si nu il vom tine vreodata la maximul posibil (sper!), sa zicem ca totusi mare parte din aceste amplificatoare functioneaza si la 2 ohmi, dar la o putere sa zicem cu 25%-30% mai redusa decat cea obtinuta prin masuratori EIA.

Revenind in lumea reala, nu este chiar des sa gasim o specificatie EIA sau FTC in descrieri. O metoda pentru a ne apropia de aceste standarde este sa cautam in manualele respectivelor echipamente, macar pentru a incerca sa gasim distorsiunile armonice obtinute in urma testelor.

Mihai Toma

Scurt ghid de inregistrari pentru incepatori, partea a II-a

Postat de mihai on ianuarie 29, 2010  |  14 Comments

Acum putem merge mai incolo de preamplificatoare, si vom trece direct la conversia A/D – modalitatea de “transformare” a semnalului analogic in semnal digital care sa poata fi inregistrat si prelucrat de catre un PC (sau Mac, de ce nu).

Iarasi paranteza: sunt persoane care isi doresc sa foloseasca un compresor sau un egalizator post-preamplificator. Desi in anumite situatii aceste echipamente suplimentare pot aduce o serie intreaga de beneficii, situatiile respective nu tind sa apara decat daca:

1. Ai pozitionat cu mare atentie microfonul raportat la sursa de semnal, pentru a capta balansul tonal dorit – cel mai curat si organic “egalizator” posibil

2. Calitatea (si pretul aferent) al echipamentelor este ridicata –in nici un caz un EQ grafic pe 31 de benzi achizitionat cu 120EUR nu va fi indicat, drept exemplu

3. Trebuie sa stii EXACT ce vrei sa obtii, pentru ca respectivele echipamente vor afecta sunetul inregistrat, “pentru eternitate”– nu vei putea nicicum sa “decomprimi” in mod adecvat un semnal comprimat prost, sau sa elimini din problemele de faza aparute in urma unei egalizari defectuase, care trebuie corectata prin si mai multe modificari distructive asupra puritatii semnalului

Pe scurt, daca citesti acest articol, recomandarea este sa inregistrezi un semnal direct cat mai curat, pentru a iti permite sa te joci cu el ulterior nealterat. E varianta cea mai buna la inceput, parerea mea.

Convertoarele analog digitale (prescurtate CAD in limba romana, si ADC in limba engleza) se gasesc in mai multe formate – fie de sine statatoare, cum ar fi de exemplu SM Pro Audio AO8, fie integrate in interfetele audio (“placile de sunet”).

Dintre caracteristicile lor dupa care ne putem ghida amintim: rezolutia (“bit depth”) si frecventa de esantionare (“sample rate”).

Rezolutia se refera capabilitatea respectivei placi de a inregistra fara pierderi semnale de nivel mic (fie ca e vorba de cozi de reverb, ambianta, sau pur si simplu de semnalul direct de nivel jos). La ora actuala marea majoritate a placilor semi-profesionale ofera 24 de biti de rezolutie, arhi-suficient unei inregistrari de calitate, nivelul de zgomot oferit pana si de cele mai slabe placi de 24 de biti fiind net inferior (deci superior ca si performanta) pana si celor mai bune magnetofoane multi-pista folosite in trecut. Exista si variante actuale pe 16 biti sau 20 de biti, dar luand in considerare faptul ca nu ofera nici macar rezolutia teoretica respectiva, este indicata evitarea lor.

Frecventa de esantionare se refera la “largimea” de frecventa cu care poate lucra respectivul convertor, bazata pe teorema lui Nyquist-Shannon (care nu va fi descrisa in acest articol – aveti totusi un link pentru cei mai studiosi). Pe baza acesteia, nu ar fi nevoie de o frecventa de esantionare mai mare de 44.1kHz pentru a putea inregistra orice semnal audio care poate fi auzit de catre om. In principiu, si mai ales in cazul celor aflati la inceput, tind sa fiu de acord cu respectiva afirmatie – nu gasesc sensul folosirii ratelor de esantionare mai mari de 44.1kHZ pentru proiecte de home-recording, dezavantajele contrabalasand orice urma de avantaje, si asa minore.

Legat de nivelul la care trebuie inregistrat un semnal, voi cita dintr-un articol mai vechi (link):

“Iarasi voi divaga, cum imi este obiceiul – unul dintre miturile des intalnite in domeniul mixing-ului digital este faptul ca inregistrarea semnalelor cat mai puternice si rularea master bus-ului cat mai aproape de limita superioara este benefica din punct de vedere al calitatii semnalului audio. Pe baza testelor proprii, am constatat exact opusul, sustinut si de considerabil de multe persoane cu o experienta mai vasta decat cea proprie. Cand este vorba de inregistrare, motivul pentru care tinde sa sune chiar mai prost un semnal inregistrat aproape de “rosu” este faptul ca electronica analogica a preamplificatoarelor si a convertoarelor AD (din semnal analogic in semnal digital) tinde sa se apropie de limita superioara de functionare, mai ales in cazul circuitelor mai slab implementate, care se pot gasi in multe din produsele prosumer sau semi-profesioniste folosite in home studio-uri – practic, iese din zona de amplitudine in care suna cel mai curat si mai fidel. Ca si o regula generala, in cazul folosirii echipamentelor semi-profesioniste, as recomanda ca semnalul inregistrat sa ruleze in general pe la -18dB FS (la 18 dB sub limita superioara pe care o poate atinge semnalul digital), cu varfuri ocazionale pana la -10dB FS sau -12dB FS. In cazul folosirii convertoarelor de 24biti de calitate (cum sunt in mare parte din echipamentele ieftine destinate home studio-urilor actuale), nu se va pierde nici o urma din finetea semnalului, iar raportul semnal-zgomot va ramane excelent.”

Astfel, am ajuns de la sursa de semnal, la microfon, la un semnal digital care poate fi prelucrat pe un PC.

Exemplu de proiect in Reaper

Ce software sa fie folosit pentru inregistrare/mixaj? Aveti mai jos cateva variante de DAW-uri (digital audio workstation – software pentru prelucrare audio digitala) pe care eu personal le gasesc interesante, pe langa candidatii de serviciu atat de piratati pe la noi (Cubase, Nuendo, Record, Ableton, FL Studio, samd):

-         Ardour – principalul avantaj vizibil este faptul ca este cross-platform (ruleaza atat pe Windows, cat si sub Linux si OSX) si ca este lansat sub GPL, implicit poate fi downloadat gratuit, si este un DAW 100% functional, cu o serie de avantaje interesante (transmisie audio prin retea, colaborare directa cu Harrison Mixbus, samd)

-         Audacity – deasemenea cross-platform si gratuit, dar mai simplist, un lucru posibil util pentru incepatori

-         REAPER

Reaper este DAW-ul meu preferat la ora actuala, astfel incat il voi prezenta mai pe larg putin. Nu este gratuit, dupa perioada de 30 de zile de free trial avand doua variante de licenta – cea mai ieftina, de 60$, fiind aplicabila uzul educativ, personal, sau ca si persoana juridica, dar cu un profit al activitatii sub 20.000$ (suficient pentru un home studio, zic eu).

Avantajele sale ar fi workflow-ul foarte intuitiv, routa-rea cu posibilitati aproape infinite, stabilitatea si viteza sa de lucru, numarul ridicat de plug-in-uri implicite (unele, cum ar fi ReaGate, folosibile chiar si pe langa nume mari de la UAD, SSL, Powercore, samd). Plus faptul ca este constant imbunantatit, iar posibilele bug-uri sunt rezolvate in termen extrem de scurt – chiar si in cateva ore.

Luand in considerare ca am procesat semnalul, acesta trebuie sa si fie ascultat, cumva. Si astfel intra in joc si convertoarele analog-digitale (DAC, in limba engleza). Deloc surprinzator, transforma semnalul digital din nou in semnal analogic, care sa poate fi reprodus de un sistem audio. Practic, tot ce am scris legat de ADC-uri este valabil si pentru DAC-uri – se cauta o cat mai mare fidelitate la reproducerea semnalului procesat, pentru a face alegeri cat mai corecte de mixaj si de inregistrare.

Nota: O iesire separata (cu control de volum independent) de casti este extrem de importanta, fiind necesara monitorizarii in timpul inregistrarii – practic, se refera la posibilitatea de a asculta negativul fara ca ca acesta sa fie captat de microfonul cu care se inregistreaza. Ajutatoare este si optiunea de monitorizare directa (monitorizare cu latenta zero, samd), care transmite semnalul audio ce se inregistreaza direct catre una dintre iesiri (cea de casti, in principiu) – pentru a putea sa auzi peste negativ si instrumentul sau vocea pe care o inregistrezi.

Si astfel se incheie si acest scurt ghid. Daca aveti intrebari sau sugestii legate de alte anumite aspecte care sa le abordez in acesta directie, nu ezitati sa ne anuntati.

Deasemenea, pentru cei interesati de muzica electronica, nu uitati de:

http://www.soundblog.ro/1146/cum-sa-fac-muzica-electronica-i/

Mihai Toma