Regulacja głośności to jedna z najważniejszych funkcji każdego, bez wyjątku, systemu czy zestawu audio. Jej prawidłowe działanie ma duży wpływ na zadowolenie z użytkowania konkretnego urządzenia. Łatwo się o tym przekonać, gdy w choć niewielkim stopniu funkcja ta przestaje pełniać swoją rolę. W tym artykule opowiadam o tym, jak działa regulacja głośności w sprzęcie audio, a także przedstawiam dostępne rozwiązania i pokrótce charakteryzuję metody stosowane przez najbardziej cenione marki świata audio. Dobrej lektury!
Regulacja głośności - spis treści:
Czym tak właściwie jest regulacja głośności
Aby opowiedzieć o roli potencjometru w użytkowaniu wzmacniacza stereo, amplitunera (stereo lub kina domowego) oraz o tym, jak bardzo jego jakość może wpływać pozytywnie komfort używania, należy wpierw nakreślić, czym jest w istocie regulacja głośności, a następnie zilustrować to najlepszymi rozwiązaniami firm cieszących się niekwestionowaną renomą.
Najogólniej, regulacja głośności może być zrealizowana w sposób pasywny (najbardziej rozpowszechnione rozwiązanie) oraz w sposób aktywny (obecnie stosunkowo rzadko spotykane), czyli elemen regulacyjny – potencjometr – jest umieszczony w pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego stopnia napięciowego poprzedzającego końcówkę mocy.
Sposoby regulacji głośności:
Ze względu na zastosowaną technologię wyróżniamy następujące rozwiązania:
- Regulacja analogowa.
- Klasyczny potencjometr (obrotowy, suwakowy, z zapadkami albo bez nich).
- Drabinka rezystancyjna z przełącznikiem mechanicznym.
- Drabinka rezystancyjna załączana przez mikroprzekaźniki.
- Regulacja transformatorowa.
- Regulacja cyfrowa.
- Zastosowanie dedykowanych do tego celu układów scalonych.
- Wykorzystanie wbudowanej funkcji w niektórych przetwornikach cyfrowo-analogowych (w rozumieniu specjalizowanych układów scalonych).
Natomiast od strony funkcjonalnej (czyli sposobu korzystania przez użytkownika) mamy:
- Klasyczną regulację manualną (pokrętło, suwak lub przyciski +/-, czyli głośniej/ciszej).
- Możliwość obsługi zdalnej za pośrednictwem nadajnika zdalnego sterowania.
- Możliwość obsługi zdalnej za pośrednictwem dedykowanej aplikacji na smartfon.
Regulacja analogowa – potencjometr
Rozwiązanie to należy do najstarszych sposobów zmieniania poziomu głośności i zarazem do najpopularniejszych; przynajmniej tak było do niedawna. Potencjometr jest rezystorem o zmiennej wartości. Zmiana jest dokonywana w sposób manualny za pośrednictwem osi z zewnętrznym pokrętłem lub rzadziej suwaka ze stosownym uchwytem. Od pewnego czasu, dużą popularność zyskały potencjometry obrotowe uzbrojone w miniaturowy silniczek, umożliwiający pracę ze zdalnym sterowaniem.
Dalsze rozróżnienie poszczególnych odmian tego elementu elektronicznego wynika z charakterystyki zmian rezystancji w funkcji obrotu lub przesunięcia ślizgacza (czyli elementu „łączącego” ścieżkę oporową z wyjściem potencjometru). Do najpopularniejszych należą potencjometry o charakterystyce logarytmicznej (przeznaczone właśnie do regulowania głośności, co wynika wprost z logarytmicznej charakterystyki ludzkiego słuchu) oraz liniowe np. do regulacji barwy tonu, ale nie tylko.
Istnieją też inne rodzaje, oznaczone np. M+N (służące do zrównoważenia międzykanałowego tzw. balans), C – antylogarytmiczne (wykorzystywane w filtrach aktywnych np. w subwooferach) oraz inne, bardziej egzotyczne np. D, W (zaproponowane przez japońską firmę Alps w serii potencjometrów RK18 dedykowanej do audio; D – do „siły głosu”, W – do „barwy tonu”.)
Ponadto, potencjometry obrotowe mogą być wzbogacone o system zapadek imitujących pracę przełącznika wielopozycyjnego. Albo w tylko w jedną taką zapadkę – znajdującą się w połowie drogi ślizgacza w celu wyznaczenia punktu zerowego dla regulacji zrównoważenia kanałów (balansu) czy regulacji barwy tonu.
Osobną kategorię stanowią potencjometry wyposażone w miniaturowy silniczek, umożliwiające pracę ze zdalnym sterowaniem.
Jak działa potencjometr o charakterystyce logarytmicznej, przeznaczony do regulowania głośności?
Potencjometr o tego typu charakterystyce stosowany jest ze względu na logarytmiczną charakterystykę ludzkiego ucha. Dzięki temu uzyskuje się w ten sposób liniową charakterystykę głośności, tj. płynną zmianę natężenia dźwięku, w funkcji kąta obrotu (potencjometr obrotowy) lub położenia suwaka (potencjometr suwakowy). Zastosowanie w tym miejscu potencjometru o innej charakterystyce, na przykład liniowej spowodowałoby, że prawidłowa regulacja głośności byłaby tutaj praktycznie niemożliwa.
W prawidłowo skonstruowanym urządzeniu, najczęściej wykorzystywany zakres regulacji głośności powinien mieścić się w zakresie, gdy pokrętło głośności znajduje się w pozycji pomiędzy godzinami 10-tą i 2-gą.
Plusy i minus regulacji analogowej za pomocą potencjometrów
Do istotnych zalet potencjometrów bezsprzecznie należy nieskomplikowana ich konstrukcja. Takie regulatory można produkować stosunkowo tanio, z wykorzystaniem niedrogich materiałów. Lub też można wykonać je z lepszych materiałów przy zachowaniu bardziej restrykcyjnych tolerancji. W związku z tym potencjometry znakomicie nadają się do urządzeń z szerokiego zakresu cenowego. Od tych najbardziej przystępnych (jakość typu entry-level) z potencjometrami wyposażonymi w klasyczną rezystancyjną ścieżkę węglową, przez te bardziej zaawansowane (potencjometry hermetyczne ze ścieżką z przewodzącego plastiku np. firmy Alps, Noble), a skończywszy na najbardziej wyrafinowanych odmianach (produkcji Penny & Giles czy TKD).
Od strony konstrukcyjnej są one proste w aplikacji, a przy tym zapewniają płynną regulację. Nie generują też żadnych zakłócających sygnałów związanych z regulacją. A przy tym nie wymagają dodatkowego zasilania i w większości przypadków zajmują niewiele miejsca. Poza tym, impedancja wejściowa potencjometru jest w przybliżeniu stała, co może być istotne w przypadku tzw. przedwzmacniaczy pasywnych.
Niestety potencjometry mają też sporo wad. Ścieżka i ślizgacz mogą ulec zużyciu, jak również mogą być podatne na zabrudzenie. Dotyczy to zarówno ścieżki oporowej, jak i ślizgacza. Zjawisko to spotyka się głównie w bardzo tanich elementach, stosowanych głównie w urządzeniach „masowych”. Lepsze i zarazem droższe wykonania są już raczej wolne od tej przypadłości. Natomiast trudności w zapewnieniu dokładnej powtarzalności charakterystyki dotyczą większości egzemplarzy, nawet wśród drogich modeli. Z tego też względu potencjometry stereofoniczne z reguły nie zapewniają dokładnej równowagi kanałów, a największe rozbieżności występują głównie na początku zakresu. Stąd wynikają problemy z bardzo cichym odsłuchem. Równie trudne jest uzyskanie dobrej zgodności z krzywą logarytmiczną, więc najpopularniejsze potencjometry mają charakterystyki tylko zbliżone krzywej do logarytmicznej. W praktyce jednak nie jest to dla użytkownika zbyt dokuczliwe odstępstwo od założeń teoretycznych.
Drabinka rezystorowa
Ujmując rzecz najogólniej: każda drabinka jest zestawem odpowiednio dobranych rezystorów (oporników) oraz przełącznika – mechanicznego lub w postaci grupy przekaźników. Z punktu widzenia projektanta takiego regulatora wyróżniamy dwa typy drabinek:
- drabinka ze stałym rezystorem szeregowym i zmiennym bocznikiem (ang. series);
- drabinka ze zmiennym rezystorem szeregowym i zmiennym bocznikiem (ang. ladder);
Istnieje jeszcze trzecie rozwiązanie, w którym rezystory połączone są szeregowo w prosty łańcuch. Punkty połączeniowe między poszczególnymi rezystorami stanowią odczepy, do których podłącza się przełącznik obrotowy lub grupę przekaźników. Taki typ regulacji bywa nazwany „dyskretnym” potencjometrem, w którym zamiast ścieżki oporowej mamy łańcuch oporników.
Plusy tego rozwiązania:
Zaletą drabinek jest możliwość zastosowania bardzo dokładnych oporników (o zawężonej tolerancji), co praktycznie eliminuje jakiekolwiek nierówności między kanałami.
Niedogodności i mankamenty:
Wad jest kilka. Liczba kroków, z jaką odbywa się regulacja, jest ograniczona do kilkudziesięciu. Zatem nie można uzyskać w pełni płynnej regulacji. W niektórych konfiguracjach sprzętowych (głównie dotyczy to współpracy wzmacniacza z niektórymi zestawami głośnikowymi) może się okazać, że w najbardziej nam potrzebnym zakresie regulacji mamy zbyt mało kroków, na dodatek niezapewniających pożądanych poziomów głośności. Dodatkowo, kompletna drabinka z przełącznikiem jest fizycznie znacznie większa od klasycznego potencjometru, więc nie nadaje się do sprzętu o małych gabarytach. Dużym problemem może okazać się konieczność stosowania elementów przełączających o podwyższonych parametrach jakościowych – tak, aby np. po kilkuset przełączeniach nie zaistniał problem z kontaktowaniem styków.
Istnieją też drabinki rezystorowe w postaci układów scalonych, w których zawarte są też elementy odpowiedzialne za przełączanie (klucze półprzewodnikowe), a nawet aktywne stopnie buforujące lub wzmacniające.
Regulacja za pomocą transformatora.
Do tego celu przeznaczone są dedykowane transformatory sygnałowe z wieloma odczepami uzwojenia wtórnego. Sygnał wejściowy podawany jest na uzwojenie pierwotne. Regulacja odbywa się przez przełączanie poszczególnych odczepów uzwojenia wtórnego. Może to być realizowane przez wielopozycyjny przełącznik obrotowy albo przez zestaw przekaźników.
Zaletą takiego rozwiązania jest pełna izolacja galwaniczna od źródła sygnału (eliminacja składowej stałej w sygnale audio) oraz możliwość zmiany wzmocnienia (gain). Niedogodnością zaś jest tutaj precyzyjny dobór danego transformatora pod kątem parametrów źródła sygnału i konieczność zastosowania wysokiej jakości rdzenia – tak, aby było przenoszone jak najszersze pasmo częstotliwości, nie wspominając już o wymogu bardzo starannego ekranowania tego elementu konstrukcyjnego.
Cyfrowa regulacja głośności
Jest to nowsze rozwiązanie, które pojawiło się wraz z rozwojem techniki cyfrowej i stosowaniem rozwiązań komputerowych w audio. Dotyczy ono tylko sygnałów cyfrowych. W przypadku, gdy urządzenie ma wejścia analogowe koniecznym staje się zastosowanie przetwornika analogowo-cyfrowego o odpowiedniej rozdzielczości. Niezależnie od tego, cyfrowa regulacja głośności działa znacznie lepiej niż analogowa, a przy tym jest bardziej ekonomiczna, gdyż nie potrzebuje bardzo kosztownego przedwzmacniacza. Wykorzystuje natomiast procesor, który tak czy inaczej znajduje się na pokładzie każdego urządzenia cyfrowego (odtwarzacza, wzmacniacza czy komputera).
Dobrze zaimplementowana cyfrowa regulacja głośności bezsprzecznie zasługuje na miano rozwiązania high-endowego. Zarazem jest to najbardziej przyjazna użytkownikowi odmiana regulacji głośności. Może być ona zintegrowana z graficznym interfesjem użytkownika lub z dedykowaną aplikacją na smartfon. Mimo że w przeszłości ten rodzaj regulacji głośności stosowany w ówczesnych odtwarzaczach CD, nie dawał powodu do pełnej satysfakcji (gdyż bazował na mało ambitnych rozwiązaniach, generujących duże straty jakościowe w brzmieniu), to obecnie cyfrowy regulator głośności stanowi najlepszy wybór.
Oczywiście pozostaje jeszcze kwestia gustu użytkownika. Na przykład, to że komuś bardziej podoba się wybrany przez niego przedwzmacniacz analogowy z klasyczną regulacją głośności, ma wyłącznie charakter czysto subiektywny. W kategoriach obiektywnych regulacja cyfrowa jest najlepsza, również dla wysokiej klasy systemów audio.
Jak zatem działa cyfrowa regulacja głośności?
W przeciwieństwie do domeny analogowej, sygnału cyfrowego nie ściszamy, ani nie zwiększamy jego amplitudy, w rozumieniu zjawisk typowych dla techniki analogowej. Zamiast tego przeprowadza się proces arytmetyczny, polegający na precyzyjnym obliczeniu kolejnych próbek głośności, jakie mają występować po zmianie poziomu głośności. Na pierwszy rzut oka mogłoby się wydawać, że to wręcz idealne rozwiązanie. Bynajmniej, okazuje się że także ono wymaga pewnych zabiegów wynikających z natywnych ograniczeń tej techniki. Okazuje się, że istnieje kilka czynników, które mogą spowodować degradację jakości sygnału, o ile nie zadbamy o spełnienie niezbędnego minimum. Sam sposób realizacji oraz parametry współpracującego sprzętu mogą zniweczyć wysiłek mniej doświadczonego projektanta, a także potencjał, jaki drzemie w zastosowanych elementach elektronicznych. Nie wystarczy bowiem ot tak sobie policzyć i już, trzeba uwzględnić naturę tego procesu.
Ważna jest dokładność obliczeń
Próbki sygnału cyfrowego PCM (Pulse Code Modulation) są liczbami całkowitymi, zapisanymi w postaci binarnej, czyli zero-jedynkowej. Najczęściej każda próbka ma 16 bitów albo 24 bity. Natomiast sygnał cyfrowy wyrażony jest w postaci ciągu próbek, przy czym każda kolejna określa chwilową wartość sygnału w postaci ściśle zdefiniowanej liczby. Co ciekawe, sygnał taki nadaje się do obróbki cyfrowej, sprowadzającej się do wykonania określonych operacji matematycznych, również w systemie binarnym. Może to dotyczyć także regulacji głośności tegoż sygnału. Chcąc zmienić poziom głośności, przelicza się próbki sygnału – tak, aby otrzymać nowe o zmienionych wartościach, stosownie do potrzeb.
Cyfrowa regulacja głośności jest zatem operacją zwykłego mnożenia–- mnożenia kolejnych próbek sygnału wejściowego przez odpowiednią wartość (ułamek) z zakresu od 0 do 1. Powstające w trakcie regulacji głośności nowe próbki zawsze mają większą liczbę (ilość) bitów niż próbki wejściowe. Wielkość przyrostu liczby (ilości) bitów zależy wprost od wielkości tłumienia, jakie aktualnie wprowadzono do sygnału. Dzieje się to dlatego, że wartość tłumienia decyduje wprost o wartościach współczynników użytych w obliczeniach.
Z teoretycznego punktu widzenia samą operację matematyczną można przeprowadzić bardzo dokładnie. Tyle że próbki wyjściowe mogą wtedy mieć bardzo dużą liczbę bitów. W praktyce jednak zarówno układy elektroniczne, jak i wykorzystywane oprogramowanie działają z określoną precyzją i nie zawsze jest możliwe zastosowanie bardzo długich słów bitowych.
W sytuacji, gdy „zabraknie” nam bitów, żeby wykonać dokładne obliczenia, powstają błędy kwantyzacji. Stracimy po prostu najcichsze informacje w sygnale audio, co zaowocuje konkretnym zniekształceniem. Ograniczona precyzja obliczeń prowadzi między innymi do redukcji dynamiki sygnału, pogorszenia odstępu sygnału od szumu i liniowości dla sygnałów o niskich poziomach. Co więcej, taka degradacja jakości dźwięku będzie niestety wyraźnie słyszalna.
Rozwiązania, które pomagają uniknąć degradacji dźwięku
Na pewno warto zwiększyć precyzję liczb, czyli zastosować większą długość słowa, wykorzystywanych do obliczeń. Na przykład, dla sygnału wejściowego o rozdzielczości 16 bitów zastosować precyzję obliczeń 32-bitową a może i jeszcze większą. Oprogramowanie do profesjonalnej obróbki dźwięku wykorzystuje nawet słowa 64-bitowe. Niestety samo zwiększanie liczby bitów nie jest tutaj wystarczającym rozwiązaniem. A to dlatego, że długość słów otrzymanych po regulacji głośności trzeba dopasować do parametrów następnego wejścia stopnia (przetwornika cyfrowo-analogowego) przez ich „obcięcie” do 16 albo 24 bitów. I problem błędu kwantyzacji powraca.
Tutaj z pomocą przychodzi kolejna technika, znana jako dither. Jest to nic innego jak szum, który dodaje się do sygnału. Dodanie szumu spowoduje, że korelacja zniekształceń kwantowania z sygnałem zostanie usunięta. W lepszych układach cyfrowej regulacji głośności jako dither stosuje się specjalnie ukształtowany szum – tak, aby przesunąć energię części szumu z zakresu gdzie ucho jest bardziej czułe w rejon wyższych częstotliwości, czyli tam gdzie ucho ma już mniejszą czułość. W ten sposób optymalizuje się efekt brzmieniowy.
Co jeszcze należy uwzględnić?
Teoretyczny zakres dynamiki dla sygnału 16-bitowego wynosi 96 dB, a dla sygnału 24-bitowego to 144 dB.
Układy scalone przetworników cyfrowo-analogowych nie charakteryzują się tak pokaźnymi wartościami, zarówno dla dynamiki, jaki i odstępu sygnału od szumu, a nawet dla zakresu liniowej pracy. W przypadku dawnych układów 16-bitowych dynamika rzadko przekraczała 90 dB, natomiast nowsze odpowiedniki 24-bitowe najczęściej oferują tylko 105 dB, góra 120 dB. Zatem przetwornik cyfrowo-analogowy występujący w torze audio z cyfrową regulacją głośności może stanowić potencjalne wąskie gardło. Dlatego też ważne jest staranne dobranie zakresu cyfrowej regulacji głośności, aby w pełni wykorzystać możliwości tak dynamiki przetwornika, jak i zakresu jego liniowej pracy. Wskazane jest, aby sama cyfrowa regulacja głośności wprowadzała jak najmniejsze tłumienie, skutkujące właściwą proporcją wielkości sygnału w odniesieniu do wielkości towarzyszących mu szumów i zniekształceń.
Skąd wynika dość powszechny mit dotyczący wad takiej regulacji?
W tańszych implementacjach (w sprzęcie popularnym) stosuje się układy o mniejszej rozdzielczości. Mogą pojawiać się zatem ograniczenia w dynamice, odstępie sygnału o szumu czy braki liniowości dla sygnałów o niskich poziomach. Na szczęście nie dotyczy to bardziej zaawansowanych konstrukcyjnie rozwiązań. Jednak zjawiska te są widoczne dla szerszej grupy mniej zorientowanych technicznie nabywców, którzy formułują takie opinie.
Niedomówienia.
Niekiedy można spotkać określenie cyfrowa regulacja głośności w urządzeniach wykorzystujących procesor sterujący pracą scalonej drabinki rezystorowej, ale jest to raczej chwyt reklamowy niż realne rozwiązanie konstrukcyjne. Bardziej pasuje tutaj określenie: scalone drabinki rezystorowe ze sterowaniem cyfrowym.
Przykładowe rozwiązania stosowane przez cenionych producentów
Rotel
Pomimo wcześniejszych doświadczeń tej firmy z klasycznymi potencjometrami obrotowymi Rotel skoncentrował się na rozwiązaniu wykorzystującym scaloną drabinkę rezystorową (układ scalony PGA2311 pochodzący od Burr-Browna) wraz ze sterowaniem cyfrowym.
Zmiany głośności użytkownik dokonuje albo z panelu przedniego urządzenia za pomocą klasycznego pokrętła głośności, sprzężonego z enkoderem (impulsatorem) obrotowym. Najbardziej istotną cechą tej regulacji jest to, że w początkowym zakresie skoki głośności są niewielkie i zarazem niezwykle współbieżnie w obydwu kanałach stereofonicznych, co pozwala na bardzo precyzyjne ustalenie poziomu głośności. W warunkach późnowieczornego lub nocnego odsłuchu jest to bardzo cenna właściwość.
Yamaha
W przeszłości Yamaha dość chętne stosowała wysokiej klasy potencjometry ze ścieżką z przewodzącego plastiku, i to nie tylko w urządzeniach stereofonicznych. W wielu modelach amplitunerów kina domowego znajdowały się wielosekcyjne, zmotoryzowane potencjometry firmy Alps (głównie te czarne z jednorzędowymi wyprowadzeniami).
Obecnie do tego celu wykorzystywane są procesory dźwięku z funkcją E-Volume (np. układ scalony BD3491FS) – w tańszych modelach – lub wysokiej jakości scalone drabinki rezystorowe opracowane przez firmę New Japan Radio (układ scalony NJU72321) wraz ze sterowaniem cyfrowym – modele wzmacniaczy z prestiżowej serii AS (Authentic & Supreme). Rozwiązanie to jest znakomicie zaprojektowane, tak aby wyeliminować potencjalne ryzyko wystąpienia spadku szybkości narastania sygnału lub podbarwienia dźwięku, zapewniając przy tym najwyższą jakość dźwięku dźwięk oraz doskonałą, szybką reakcję na duże zmiany głośności i strome transjenty.
Dość ciekawym i bardzo wygodnym dla użytkowania rozwiązaniem jest możliwość dokonywania regulacji poziomu głośności za pośrednictwem aplikacji na smartfon. Na przykład, aplikacja NP Controller jest dostępna zarówno na urządzenia mobilne Apple, jak i Android. Umożliwia ona między innymi regulację głośności w amplitunerze lub wzmacniaczu (np. w modelu R-N500). Drugim wygodnym rozwiązaniem jest aplikacja wchodząca w skład systemu MusicCast, oferująca znacznie większą funkcjonalność.
Luxman
Firma Luxman ma na swoim koncie wiele nowatorskich, wręcz unikatowych rozwiązań technicznych, które mają bezpośredni wpływ na wyrafinowaną jakość brzmienia i wysoką niezawodność funkcjonowania. Jednym z nich jest regulacja głośności typu LECUA 1000 (Luxman Electronically Controlled Ultimate Attenuator). Jest to sterowany mikroprocesorowo i dość rozbudowany układ dyskretnych tłumików opartych na selekcjonowanych rezystorach, podzielony na dwa zespoły. Pierwszy odpowiada za wstępną, zgrubną regulację o skoku 11 dB, natomiast drugi jest precyzyjny (regulacja odbywa się co 1 dB). Obie sekcje połączone są kaskadowo. Różne położenia regulatora głośności odpowiadają innej kombinacji miniaturowych przekaźników załączających kolejno zestawy poszczególnych rezystorów. W ten sposób uzyskano 88-krokową regulację w zakresie od -87 do 0 dB. Co więcej, w celu zminimalizowania drogi, jaką przebywa sygnał audio, zastosowano tutaj przestrzenny montaż elementów.
Drugim rozwiązaniem, poniekąd nawiązującym do pierwszego, jest regulacja głośności typu LECUTA. Zamiast przełączanych zestawów odpowiednio dobranych rezystorów w rozwiązaniu tym zastosowano transformatorowy tłumik typu Ultimate wraz ze sterowaniem elektronicznym. Jest to transformator sygnałowy z wieloma odczepami na uzwojeniu, a zasada działania sprowadza się do odpowiedniego aktywowania 34 przekaźników umieszczonych całkowicie poza ścieżką sygnału. Współpracują one z dedykowanymi im parami odczepów w uzwojeniach transformatorów dla obydwu kanałów.
O klasie tego rozwiązania i możliwości osiągnięcia wybitnych parametrów jakościowych świadczy bardzo wyszukany rodzaj stopu, z którego wykonano rdzenie wzmiankowanych transformatorów. Mowa jest tutaj o materiale FINEMENT firmy Hitachi Metals, Ltd. Charakteryzuje się on unikatową strukturą nanokrystaliczną. Dzięki czemu zagwarantowano wysoką granicę nasycenia rdzenia, bardzo dużą względną przenikliwość oraz niski poziom strat występujących w takim rdzeniu. W ten sposób uzyskano znakomity dźwięk – bogaty i szczegółowy – nawet dla niskich poziomów głośności.
Linn
W 2007 roku szkocka firma Linn wprowadziła technologię Linn DS, prowadzącą do wyeliminowania strat jakościowych w łańcuchu audio. W 2011 roku funkcjonalność przedwzmacniacza została zintegrowana z cyfrowymi odtwarzaczami strumieniowymi, tworząc tym samym rozwiązanie Linn DSM. Ma ono wyższą wydajność niż przedwzmacniacz analogowy. Cyfrowa regulacja głośności oferuje niższy poziom szumów i mniejsze zniekształcenia, niż jest to możliwe w przedwzmacniaczach analogowych. Nie ma przy tym konieczności stosowania zewnętrznych kabli wprowadzających szum i zakłócenia.
Brak strat przy przełączaniu wynika z faktu, że wszystko odbywa się bezstratnie w domenie cyfrowej. DVC (Digital Volume Control) jest po prostu działającą w sposób ciągły funkcją arytmetyczną w czasie rzeczywistym, mnożącą wzmocnienie jednostkowe (głośność maksymalna) przez ułamek – wielkość ustawioną przez użytkownika jako żądany poziom głośności. Wszystko to dzieje się w ramach pakietu oprogramowania działającego na procesorze FPGA (z ang. Field-Programmable Gate Array, czyli Bezpośrednio Programowalnej Macierzy Bramek).
Natomiast w modelu Linn Akurate wejścia analogowe mają swoją własną, bezpośrednią ścieżkę sygnałową z w pełni analogową regulacją głośności, zaś wejścia cyfrowe mają regulację hybrydową. Wstępna regulacja – zgrubna – jest analogowa. Oferuje tylko trzy ustawienia: 0dB, -12dB oraz -24dB). Podczas gdy, właściwa regulacja jest już cyfrowa, z krokiem – 1dB, a więc odbywa się tylko w niewielkim zakresie.
Zaś w systemie Exakt Akudorik regulację głośności zrealizowano za pomocą procesora DSP. Sam proces regulacji bazuje na 35-bitowych słowach, dzięki czemu jest ona teoretycznie bezstratna w większości całego 100-decybelowego zakresu regulacji, przy skoku o 1 dB.
NAD
Firma NAD stosowała na przestrzeni lat różne rozwiązania służące do regulacji głośności. Początkowo były to klasyczne potencjometry ze ścieżką węglową, niekiedy zmotoryzowane. Później stosowano potencjometry hermetyczne ze ścieżką z przewodzącego plastiku, na przykład w modelu C316BEE v.2 znajdziemy zmotoryzowany czarny Alps z serii RK16812MGL. W nowszych konstrukcjach z serii Classic również zastosowano regulację analogową, ale za pośrednictwem układu scalonego JRC NJM 1194.
Natomiast w urządzeniach z serii Masters (np. w modelu NAD M33) wejściowy sygnał analogowy jest konwertowany na cyfrowy przez najnowocześniejszy przetwornik ADC (AKM AK5578), który ma najniższe zniekształcenia spośród dostępnych układów tego typu, będąc w istocie 8-kanałowym przetwornikiem ADC. W tym zastosowaniu każda czwórka jego kanałów jest połączona razem odpowiednio dla lewego i dla prawego kanału stereofonicznego. Rozwiązanie to poprawia odstęp od szumu o 6 dB. Następnie regulacja głośności dokonywana jest w domenie cyfrowej. Zapewnia to bardzo liniową charakterystykę regulacji.
Podsumowanie
W sprzęcie audio mamy do czynienia z bogactwem różnych rozwiązań funkcjonalnych i technicznych. Każde z nich ma swoje mocne strony, trudne do przecenienia zalety, ale i niekiedy dość istotne ograniczenia czy niedogodności. W sprzęcie ekonomicznym te ostatnie możemy spotkać znacznie częściej niż w droższych rozwiązaniach. W każdym razie warto się zapoznać z realnym działaniem wybranego przez nas rozwiązania albo samego modelu wzmacniacza czy amplitunera właśnie pod tym kątem.
Dlatego też zapraszam do jednego z naszych salonów sprzedaży Top Hi-Fi & Video Design, gdzie nasi doradcy #EksperciDobregoBrzmienia zaprezentują wybrany przez Ciebie sprzęt i chętnie odpowiedzą na ewentualne pytania.
Muzyka potrafi pisać najlepsze historie. Usłysz swoją, dzięki Top Hi-Fi & Video Design
Komentarze