Контуры электрических цепей

(Построение усилителя с учетом направлений электрических компонентов)
Большая часть информации, которую мы получаем из окружающего мира: газет, телевидения, интернета имеет нулевую ценность. Только в очень редких случаях мы становимся свидетелями информационного прорыва, то-есть, появления действительно ценной, иначе новой и важной для достижения тех или иных целей информации. Статья Антона на нашем сайте является таким прорывом.
Анатолий Лихницкий

Изменения в звуке при смене направления межблочного кабеля любители музыки заметили достаточно давно — еще в семидесятых годах прошлого века на аудио кабелях начали рисовать стрелки, определяющие вход и выход аудиокабеля. Производители утверждали, что качество звука лучше при включении кабеля по стрелке, хотя никто не мог объяснить причины такого поведения кабелей. Попытки объяснить это явление на уровне физики так и не увенчались успехом, измерительные приборы так-же не регистрируют значимых изменений в электрическом сигнале при переполюсовке провода, однако, на уровне субъективных впечатлений эти явления уверенно подтверждается [1].

Напомню читателям, что наш слух так же, как вольтметр и осциллограф, является измерительным инструментом. Это значит, что при соблюдении определенных методических условий измерения на слух (субъективные измерения) признаются значимыми. Субъективные измерения широко распространены в психофизике и в аудио экспертизе. В отличие от так называемых объективных измерений субъективные измерения содержат большую статистическую погрешность, поэтому необходимо оценивать достоверность получаемых результатов. Субъективные измерения можно считать достоверными, если у одного эксперта или у нескольких экспертов в слепом тесте субъективные оценки повторяются, скажем, в 80-90 случаях из 100 измерений. Достоверность зависит от ушей экспертов, музыкальности используемого материала, четкости критериев оценки и от разрешающей способности тракта [2] .

Изучение свойств направленности проводов и элементов в сигнальной части звуковоспроизводящего тракта началось в те же семидесятые. На сегодняшний момент (2005 год), известные результаты достаточно противоречивы: с одной стороны было установлено, что направления проводов на участке схемы между ЦАП и сеткой входной лампы замыкаются по контуру. Причем холодный (земляной) провод направлен к ЦАП «от следствия к причине», а горячий (сигнальный) к сетке входной лампы «от причины к следствию» [3] . То же правило было установлено на участке «головка звукоснимателя — сетка входной лампы RIAA корректора» [4]. С другой стороны существует мнение, что оба и сигнальный и земляной провода необходимо ориентировать «от причины к следствию» [5]. При этом мало кто из исследователей учитывал, что правильное направление проводов и всех других элементов электрического тракта одинаково важно и в сигнальных цепях, и в цепях питания постоянного и переменного тока. В данной статье даются рекомендации, как следует ориентировать провода и компоненты во всех цепях звуковоспроизводящего тракта.

Термины и определения

Характер звучания проводов, включаемых в прямом и обратном направлениях различается своей окраской и ясностью. Есть и другие более тонкие различия (на 2 и 3 уровне восприятия [6] ), но здесь мы их не будем касаться.

«Общая окраска тракта — это своеобразный «хор», состоящий из индивидуальных окрасок каждого компонента и каждого отрезка провода.»

Окраска — это «…отмечаемое нашим восприятием подчеркивание (или затемнение) определенных областей частот звукового диапазона» [7] . Причем это подчеркивание может быть как субъективно гармоничным, так и наоборот. Каждый компонент тракта имеет свою индивидуальную, присущую только ему, окраску. Общая окраска тракта — это своеобразный «хор», состоящий из индивидуальных окрасок каждого компонента и каждого отрезка провода. В тракте с хорошей разрешающей способностью в большей или меньшей степени слышен голос каждого компонента. Поэтому для достижения натурального звучания тракта отбираются компоненты и провода только с естественной, гармоничной, взаимно дополняющей окраской. Именно так достигается гармонизация [8] звучания тракта.

Ясность — ключевой показатель качества звучания аудиоаппаратуры [9]. Ясность ответственна за разборчивость и детальность звука, определяет способность тракта передавать интонации, характер звукоизвлечения исполнителя. Потери ясности нарастают с добавлением каждого нового компонента, провода либо соединения в тракте.

«Ясность — ключевой показатель качества звучания аудиоаппаратуры. Правильное направление провода — это направление, которое обеспечивает наивысшую ясность звучания.»

Правильное направление провода — это направление, которое обеспечивает наивысшую ясность звучания. Субъективно повышение ясности сопровождается высветлением и собранностью ВЧ, снижается «напряженность» в СЧ диапазоне и мидбасе, звук в целом становится более естественным и пластичным[10] . Звук при неправильном направлении провода может оказаться тонально более сбалансированным и поэтому в трактах с низкой разрешающей способностью (недостаточной ясностью), эксперт может предпочесть неправильное направление. Тем не менее, такое включение не рекомендуется, если предполагается построение действительно высококачественного усилителя, так как потери ясности не восполняются, тогда как тональная несбалансированность устранима путем гармонизации элементов соединенных в правильном направлении. 1. Наилучшим считалось звучание с минимальными посторонними призвуками на СЧ во время звучания фортепиано соло, которое всегда сопровождалось улучшением внятности и артикуляции шипящих звуков при этом шипящие звуки, изначально записанные на носителе с явными искажениями, беспокоили в наименьшей степени.

Экспериментальный тракт

Исследование проводилось на ламповом, однотактном усилителе (рис. 1), выбор типа усилителя и его схемотехнические особенности соответствуют принципу кратчайшего пути сигнала [11]. Кратчайший путь сигнала гарантирует максимально возможную разрешающую способность звуковоспроизводящего тракта на начальном этапе работы, когда проводники в основном сориентированы хаотично.

Методика определения направления проводов и элементов

Этап А — определение правильного направления проводников и их маркировка: в экспериментальном усилителе на лицевую панель были выведены два изолированных от корпуса медных лепестка на расстоянии 10мм друг от друга. Один лепесток соединен с разъемом J11, а другой с J13. Тестируемый отрезок провода зачищался и прислонялся к лепесткам сначала в одном направлении а затем в другом. После определения правильного направления начало отрезка провода маркировались краской.

Этап Б — каждый провод в проводке усилителя по очереди, начиная с сигнальных цепей, был заменен отрезками отмаркированного на этапе А провода. На каждом участке монтажа отмаркированный отрезок провода отслушивался в обоих направлениях, затем выбиралось лучшее по звуку положение проводника. По завершении на схему рис.1 были нанесены стрелки направлений согласно меткам на замененных проводах.

Экспериментальный тракт даже при изначально произвольном включении проводников и элементов обладал достаточной разрешающей способностью для достоверного определения правильных направлений элементов и проводов в сигнальной части тракта. При работе на этапе Б ясность усилителя возрастала с каждым проводником и элементом, включенном в правильном направлении. В завершении этапа Б чувствительность тракта к направлению и другим особенностям звучания электрических компонентов стала столь высокой, что позволила определять правильность направления включения контактных лепестков ламповых панелек, нитей накала самих ламп, разъемов RСA, сетевых вилок и розеток, резисторов (их угольного покрытия). В результате анализа полученной схемы направлений были сформулированы следующие правила:

Правила выбора направлений проводников в однотактном усилителе.

Участки электрических цепей, где проводники и компоненты сориентированы в одну сторону, всегда определенным образом замыкаются в контур. Все контуры в звуковоспроизводящем тракте можно условно поделить на две группы:

Первая группа контуров — это контуры, по которым протекает постоянный ток либо у которых есть участки с постоянной составляющей электрического тока. В таких контурах направление проводников и компонентов совпадают с направлением движения электронов на участках контура с постоянной составляющей тока. Данная группа делится на общие контуры, которые содержат общую ветвь №1 (ОВ1): «TR3-W2, VL3, TR3-W3, соединяющие данную цепь проводники, включая лепестки ламповой панельки (рис.1) и местные контуры.

Схема усилителя рис.1 содержит десять общих контуров и один местный контур. Общие контуры содержат помимо соединяющих проводников, контактов ламповых панелек, опущенных для простоты следующие компоненты:

  1. ОВ1, С5.
  2. ОВ1, С4, L1.
  3. ОВ1, катод-анод VL2, TR2-W1, L1.
  4. ОВ1, BAT2, R3, сетка-анод VL2, TR2-W1, L1.
  5. ОВ1, катод-анод VL1, C3, сетка-анод VL2, TR2-W1, L1.
  6. ОВ1, катод-анод VL1, R2, L1.
  7. ОВ1, BAT1, R1, сетка-анод VL1, C3, сетка-анод VL2, TR2-W1, L1.
  8. ОВ1, BAT1, R1, сетка-анод VL1, R2, L1.
  9. ОВ1, J14, Cable, J12, DAC, J11, CABLE, J13, C2, сетка-анод VL1, C3, сетка-анод VL2, TR2-W1, L1.
  10. ОВ1, J14, Cable, J12, DAC, J11, CABLE, J13, C2, сетка-анод VL1, R2, L1.

Один местный контур:

  1. Нить накала VL3, TR3-W2

Вторая группа контуров — это контуры, которые не содержат участков с постоянной составляющей тока. В них направление задается генератором сетевого напряжения и зависит от конструкции трансформатора питания.

Схема содержит семь контуров, относящихся ко второй группе:

    Контуры 1 и 2 содержат общую ветвь №2 «TR3-W4».

  1. TR3-W4, нить накала VL2
  2. TR3-W4, нить накала VL1
  3. Контуры 3 и 4 содержат общую ветвь №3 «TR2-W2».

  4. TR2-W2, SP1
  5. TR2-W2, C4, SP2
  6. Контуры 5, 6 и 7 содержат общую ветвь №4 (ОВ4), которая начинается от розетки 220 B и проходит через всю проводку дома, затем через обмотку генератора либо понижающую обмотку подстанции и возвращается ко второму контакту розетки 220 В. Данная ветвь — самое слабое место качественного звуковоспроизводящего тракта, которое можно улучшить только используя независимый, аналоговый источник питания.

  7. ОВ4, TR1-W1
  8. ОВ4, TR3-W1
  9. ОВ4, Field coil speaker power supply.

При монтаже усилителя важно соблюдать отображенную на схеме последовательность соединений всех групп контуров с соответсвующими общими ветвями (н.п. цепь катода лампы всегда должен быть заземлен ближе к трансформатору питания чем цепь сетки). Нарушение последовательности монтажа контуров снижает ясность звучания системы. Если в комнате есть посторонние электрические приборы, питающиеся от той же фазы, что и звуковоспроизводящий тракт, то они должны подключаться до контура №7 (ближе к генератору 220 В) и ориентироваться в контуры с ОВ4.

Общие контуры в питании DAC подчиняются вышеперечисленным правилам. Пользуясь полученными правилами можно определить контуры и их направления для любого усилительного каскада. Данные правила были проверены и подтверждены А. Лихницким в процессе макетирования двухтактного усилителя.

Особенности экспериментального тракта.

Компоненты — В тракте использованы провода и компоненты из приемников Telefunken и Siemens 30х-40х годов.

Проходные конденсаторы — самодельные: фольга медная, диэлектрик трехслойный: «бумага — тонкий упаковочный полиэтилен — бумага» т.к. прямой контакт диэлектрика (масла в том числе) и проводника отрицательно влияет на характер окраски компонента. В случае с сухим диэлектриком это можно исправить проложив между проводником и диэлектриком бумагу или хлопковую ткань. Выводы конденсаторов соединены с фольгой без пайки — рулон просто крепко скручен и cтянут ХБ изолентой. При сборке учтены направления фольги и выводов.

Выпрямитель — однополупериодный [12] — при использовании стандартной двухполупериодной схемы и стандартного сетевого трансформатора одна из его обмоток всегда будет в неправильном направлении, что приведет к снижению ясности звучания системы.

Резисторы — монтажные провода соединены с графитовым покрытием напрямую с учетом направлений как проводов, так и графитового покрытия.

Ламповые панельки, аудио и сетевые разъемы — (!) Как и все другие проводники, лепестки разъемов имеют направленность. Панельки собраны с использованием лепестков с необходимыми направлениями согласно схемы контуров. RSA разъемы, как «мамы» так и «папы» на межблочном кабеле, использованы от различных производителей тоже с необходимыми направлениями.

Источник сигнала — для достижения максимально короткого пути, сигнал взят прямо с выходных ножек ЦАП.

Громкоговоритель — «Ноэма» — 75ГДШ33-16. Перемотан подходящим по диаметру проводом Telefunken и без разрывов выведен прямо на выходные контакты.

Музыкальный материал — мастер диски произведенные по технологии АМЛ+ и другие с удачным ремастерингом записей 40х-60х годов.

Монтаж — Везде, где есть возможность, вместо пайки применены скрутки. Проходные конденсаторы и сигнальные провода не касаются стального шасси. Использованы только одножильные провода так как в многожильных часто жилки уложены не сонаправлено. Звук многожильных проводов всегда менее ясен, чем у одной отдельно взятой жилки того же кабеля.

Антон Степичев, июнь 2005 г.,
автор выражает свою признательность А. Лихницкому за помощь в написании статьи.

Сноски и пояснения:

[1] — А.М. Лихницкий Размышления об окраске звучания, АМ №1(48), 2003 стр.160-163.
[2] — F.E.Toole. Listening test — Turning Option into Fakt. — JAES, V.30, №6, 1982, p.431-445.
[3] — Установлено Олегом Хавиным (заявлено ранее на форуме www.aml.nm.ru)
[4] — Установлено Анатолием Лихницким (заявлено ранее на форуме www.aml.nm.ru)
[5] — Установлено Евгением Комиcсаровым (заявлено ранее на форуме www.aml.nm.ru)
[6] — Подробно об уровнях восприятия: А.М. Лихницкий «Качество звучания — новый подход к тестированию аудиоаппаратуры». «Пик» Санкт-Петербург 1998 стр. 13-20
[7] — А.М. Лихницкий «Как рассказать о том, что мы слышим» АМ №5(10) 1996г стр. 45.
[8] — А.М. Лихницкий «О тестировании звуковых кабелей» АМ №2(3) 1995г стр. 43.
[9] — А.М. Лихницкий «О тестировании звуковых кабелей» АМ №2(3) 1995г стр. 44.
[10] — В сложных транзисторных трактах собранность ВЧ это единственный ориентир. Звук начинает «оживать» только по достижении определенного порога, который достаточно трудно достичь на транзисторной технике с многополосными акустическими системами. По достижении этого порога правильное направление можно определять даже по телефону, что подтверждают опыты Анатолия Лихницкого
[11] — «Ожившая запись» Интервью с А.М. Лихницким AM, № 1/1994
[12] — Предпочтительное звучание однополупериодного выпрямителя первым отметил Сергей Шабад.
[13] — Установлено Олегом Хавиным (заявлено ранее на форуме www.aml.nm.ru)


Рецензия на статью — 10-07-2005, форум АМЛ+

Большая часть информации, которую мы получаем из окружающего мира: газет, телевидения, интернета (вкючая наш форум ) имеет нулевую ценность. Только в очень редких случаях мы становимся свидетелями информационного прорыва, то-есть, появления действительно ценной, иначе новой и важной для достижения тех или иных целей информации. Статья Антона на нашем сайте является таким прорывом.

Если большинством аудиоинженеров будет осмыслено и принято как руководство к действию то о чем расказано в статье, то аудио (включая аппаратуру записи и воспроизведения) изменит свой облик. Изменится подход к проектированию Аудио, его схемотехника и конструкция, технология изготовления и т.п. Статья Антона также является точкой отсчета в осмыслении явлений происходящих в Аудио и в соотношении наблюдаемых в Аудио явлений с происходящими в Аудио физическими процессами.

Подробнее в статье «Почему я убежден в правильности системы контуров Антона Степичева»

Желаю удачи, Анатолий Лихницкий

Текущие Вопросы и Комментарии

  • Антон здравствуйте! Подскажите пожалуйста, есть акустика с фильтрами первого порядка. Динамики включены в противофазе (на белом шуме, так звук сходится в точку) .
    Вопрос, правильно ли обозначена направленность «L» и «С». Вроде бы соответствует Вашим контурам? Или нет?

    С уважением, Юрий.

    • Юрий, здравствуйте.
      Чтобы правильно развести выходной контур в трансформаторном УМ, надо действовать по порядку:
      1 — с точки зрения направлений, ведущим звеном является выходной трансформатор, поэтому сначала надо привести его в порядок, как минимум — просто определить предпочтительное направление вторичной обмотки.
      2 — акустический кабель, проводку АС, разъемы и тд соединить в контур сонаправленно с вторичной обмоткой трансформатора.
      3 — Заземлять при этом ничего не надо тк в правильно разведенном усилителе это только ухудшает ясность. В случае если в УМ очень много ошибок, можно попробовать соединить хорошей моножилой землю напрямую от вывода сетевого тр-ра (начало провода) до входа вторичной обмотки выходного тр-ра (конец провода) или попробовать другие варианты, иногда это неплохо помогает.
      4 — Динамик подключается так, чтобы замкнуть выходной контур, при этом желательно заранее сориентировать гибкие провода и выводные лепестки динамика сонаправлено со звуковой катушкой.

      пс — я бы не стал ориентироваться на генераторный шум, на мой взгляд надежнее ориентироваться на музыку.

  • Нарисовал красивую схему к статье. Сколько лет прошло, а только сейчас собрался..

  • Схема роскошная, Антон, в стиле 50-х! Мы в восхищении!
    В какой программе начертано?

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Максимальный размер загружаемого файла: 8 МБ. Вы можете загрузить: изображение, аудио, видео, документ, таблица, интерактив, текст, архив, код, другое. Ссылки на YouTube, Facebook, Twitter и другие сервисы, вставленные в текст комментария, будут автоматически встроены. Drop files here