HD Zvuk #3: Zesilovače potřetí (šum, odezva a zkreslení)

vydáno 13. 5. 2013 | autor Lukáš Erben | sekce Novinky, Extra HD | téma Hi-Fi audio | 6 komentářů

Tagy: HD zvuk, hi-fi, zesilovače

V tomto díle se budeme naposledy věnovat v teoretické rovině zesilovačům. Příští týden vám přineseme první z článků s konkrétními tipy pro výběr a nákup (nových i z druhé ruky) a zároveň otevřeme pro čtenáře HDmagu ještě zajímavější téma AV Receiverů.

Ve vašich reakcích k minulém dílu jsme postřehli, že vám přišel snad až příliš teoretický a nepraktický (zejména když jsme v závěru konstatovali, že při výběru zesilovače je důležitější poslech než třída a konstrukce). Dovolím si proto vysvětlit, proč jsme považovali za nutné věnovat celý díl právě třídám (a tento otázkám šumu, frekvenční odezvy a zkreslení).

Jsem přesvědčen, že když si zákazník kupuje nějaký výrobek nikoliv kvůli jeho formě (tedy proto, že je například modrý, kulatý nebo lesklý), ale funkci, měl by mít alespoň určité povědomí o tom, jak daná věc funguje, jaké jsou základní varianty vnitřní konstrukce, jejich výhody, nevýhody a typické vlastnosti. Když si budete vybírat auto, není určitě třeba, abyste uměli rozebrat a složit převodovku nebo chápali kódování a nastavování řídící jednotky, rozhodně je ale dobré chápat rozdíly mezi různými typy motorů a převodovek a možná mít alespoň základní povědomí o konstrukčních prvcích podvozku nebo bezpečnostní výbavě a hodnocení.

Dále čtěte:

Nicméně auto si nakonec nekoupíte jen proto, že má dieselový či benzínový motor nebo automatickou převodovku typu CVT, robotickou nebo klasickou, případně výkon přes 200 koní ale řešíte i to jak se vám řídí a líbí. Také zesilovač (nebo receiver) nekoupíte jen proto, že je ve třídě A, AB nebo D, nebo má 100W RMS na kanál, ale proto, že se vám libí jak hraje (nebo dáte na doporučení známého či recenzenta), vyhovuje vám počet vstupů, výkon a případně další vlastnosti. Přesto je dobré vědět, že dieselové motory mohou mít kratší servisní intervaly, benzínové motory s vysokotlakým přeplňováním kratší životnost a robotická převodovka bývá úspornější ale také méně „hladká“ než klasický automat. A podobně je to například s třídami zesilovačů jimž jsme se věnovali minule (a které víceméně platí i pro konstrukci zesilovací části AV receiverů) – podle hmotnosti lze posuzovat solidnost konstrukce zesilovačů ve stejné třídě, podle třídy lze očekávat provozní spotřebu a některé vlastnosti, a v případě výkonu či zkreslení je dobré vědět, že existují různé způsoby jejich měření a je třeba porovnávat porovnatelné.

Signál a šum: 40 dB není 2×20

Hlasitost (akustický tlak) je vyjadřována v decibelech proto, že lidské ucho má obrovský dynamický rozsah vnímání a logaritmická jednotka je tak praktičtější než pracovat s obrovskými čísly či mocninami. Jednotka dB (decibel, jedna desetina belu) vyjadřuje poměr výkonu či síly (v našem případě signálu) proti základní referenční úrovni. Pokud hodnota 0 dB představuje amplitudu a sílu o hodnotě 1, pak 10 dB odpovídá amplitudě 3.16 a síle 10, ale 40 dB už odpovídá amplitudě 100 a síle 10 000 (tedy třiceti, respektive tisícinásobku).

Loudness range

Jak moc nahlas? Hlasitost různých zvuků v decibelech a odpovídajícím násobku hlasitosti. (University of British Columbia)

Rozdíl mezi intenzitou zvuku, která způsobí trvalé poškození sluchu při krátkém působení v jinak tichém prostředí je větší než 1 trilion, tedy 120 dB. Ucho ale není citlivé v celém frekvenčním spektru stejně (nemá plochou poslechovou frekvenční odezvu) a průběh citlivosti se mění i se samotným akustickým tlakem (hlasitostí). Nejvyšší citlivost je každopádně v oblastech mezi 2 a 4 kHz – to je také důvod proč se do zesilovačů a receiverů dříve přidávala funkce loudness (některé ji mají dodnes). Jejím úkolem bylo zdůraznit při tichém poslechu frekvence, které lidské ucho “méně” vnímá a nabídnout tak “vyrovnaný” (či spíše líbivý) přednes i při tiché reprodukci.

Lindos

Lidské ucho vnímá různé frekvence s odlišnou citlivostí – spodní křivka představuje úroveň slyšitelnosti, další pak průběh vnímání při vyšších úrovních hlasitosti. (Wikipedia)

Měření akustického tlaku je ale v případě zesilovačů důležité ještě pro jinou oblast – úroveň šumu, respektive odstupu signálu a šumu (SNR). Poměr signálu a šumu (či odstup signálu od šumu) se pochopitelně používá i v jiných oblastech – vždy ale vyjadřuje úroveň požadovaného signálu k šumu pozadí. Jedná se ale pochopitelně o šum, který do signálu “přidává” dané zařízení, tedy zesilovač nebo předzesilovač. Je-li úroveň šumu (respektive SNR) v poslouchané nahrávce vyšší, pak bude šum slyšitelný dříve.

V dávné minulosti dosahovaly levnější zesilovače často poměrně nízkých hodnot SNR (typicky 50–80 dB – bylo to dáno mimo jiné i tím, že běžné zdroje zvuku, magnetofonové pásky či kazety a desky, nenabízely výrazně lepší hodnoty). Situace se ale zásadně změnila s příchodem formátů jako bylo CD, Mini disk a DCC. Ty nabídly maximální teoretické SNR na úrovni 96 dB a současné zesilovače jsou tak obvykle konstruovány aby dosahovaly vlastní odstup signálu od šumu v rozsahu 90–100 dB. Ještě větší význam hraje nízká úroveň šumu pokud posloucháte digitální zdroje s vyšším rozlišením než je tradičních 16 bitů (například FLAC HD nebo SACD). Způsob měření SNR není bohužel jednotný – existují pravidla pro měření profesionálních nahrávacích zařízení, ale i ta se mírně liší pro Evropu a USA.

Vedle odstupu signálu od šumu je důležité i nakolik jsou odděleny v konstrukci zesilovače (zejména jeho výkonové části) levý a pravý kanál – separace kanálů (opět v dB) udává vlastně odstup levého a pravého kanálu – tedy kdy začne docházet k přeslechům (signál pro levý kanál začne být slyšitelný v pravém a naopak). Tady může hrát zásadní roli konstrukce zesilovače – například vnitřní konstrukce dual mono nabízí obvykle lepší separaci, podobně jako použití dvou samostatných koncových “monobloků” v kombinaci s předzesilovačem. V minulosti se nejednalo o důležitou hodnotu (u LP desek je stereo separace cca 30 dB a ani u magnetofonu není ideální), digitální zdroje zvuku ale mají ze své podstaty špičkovou úroveň oddělení kanálů. Bohužel se jedná o hodnotu, kterou uvádějí jen někteří výrobci.

Frekvenční odezva: plochá, ale jak moc?

Zatímco hlasitost, tedy akustický tlak, je vyjádřen v decibelech (dB), frekvence tedy počet opakování akustických vln za (zjednodušeně výška tónu) je vyjádřena v hertzích (Hz) – počtech cyklů akustické vlny za vteřinu. Běžný člověk dokáže slyšet frekvence v rozsahu 20 až 20 000 Hz – nicméně individuální schopnosti (zejména horní hranice) se individuálně liší a s věkem často snižují.

To že lidské ucho nemá plochou poslechovou frekvenční odezvu rozhodně neznamená, že by bylo jedno, zda zesilovač produkuje zvuky s různou frekvencí ve správné hlasitosti  – právě naopak. Má-li být zesílený zvuk co nejblíže původnímu zvuku živého koncertu nebo studiové nahrávce, je třeba aby zesilovač v celém rozsahu reprodukčního spektra (tedy minimálně 20 Hz – 20 KHz) zesiloval zvuk s minimální odchylkou v akustickém tlaku. Tato schopnost je udávána jako frekvenční odezva s určitou tolerancí (běžně až 3 dB, nicméně kvalitnějších zesilovačů je často odchylka menší – například 1 dB). Pochopitelně odchylky ve frekvenční odezvě mohou být i v zařízení, které používáte jako zdroj zvuku (CD přehrávač, gramofon, síťový přehrávač, zvuková karta apod.) – nicméně tradiční digitální formát se vzorkovací frekvencí 44 kHz nabízí horní limit 22 kHz (špičkové gramofonové přenosky pak až 20 kHz). Konečně hlavní vliv na frekvenční odezvu při reprodukci mají obvykle reproduktory – této problematice se ale budeme věnovat v budoucnu samostatně.

Obecně platí, že je žádoucí co nejmenší odchylka frekvenční odezvy v poslechovém, nebo raději ještě širším pásmu (pro HD audio může být horní strop až kolem 50 kHz). Proč má smysl uvažovat o hodnotách mimo slyšitelný rozsah rozebereme v díle věnovaném HD zvukovým formátům – už nyní vám ale můžeme prozradit že to souvisí i s problematikou harmonických zkreslení.

Zkreslení harmonická a jiná

Harmonické zkreslení je nezbytnou součástí hudby. Nástroje a koneckonců i lidský hlas by bez něj nezněly správně. Každý tón hudebního nástroje (až na některé výjimky jako jsou bicí) je tvořen základní frekvencí a harmonickými frekvencemi – to jsou násobky základní frekvence s výrazně menší intenzitou. Právě kombinace základní a harmonických frekvencí vytváří unikátní zvuk nástroje či hlasu a je tedy žádoucí, aby zesilovač správně reprodukoval nejen základní, ale i harmonické frekvence – nezkresloval je. (Mimochodem jsou to právě vyšší harmonické frekvence nad 22 KHz, o nichž se často hovoří jako o jednom z důvodů, proč někteří posluchači vnímají velký rozdíl mezi klasickým digitálním rozlišením CD a HD zvukovými formáty nebo SACD).

Zatímco v případě harmonického zkreslení je důležitá jeho správná reprodukce, mohou v zesilovači vznikat další nežádoucí zkreslení – například intermodulace, způsobená nelineárním chováním zesilovače. A zde se dostáváme k minulému dílu a třídám zesilovačů – zcela lineárně se chovají zesilovače třídy A, v případě tříd AB a D záleží na kvalitě konstrukce (a komponent).

Pro jednoduchost se celkové zkreslení zesilovače vyjadřuje hodnotou THD+N (celkové harmonické zkreslení plus šum). Ta, zjednodušeně řečeno, vyjadřuje poměr zkreslení mezi vstupním a výstupním signálem a zahrnuje tak různé druhy zkreslení, včetně šumu v určeném frekvenčním (poslechovém) pásmu. Metodika měření se ale mezi Evropou a zbytkem světa opět liší (v Evropě jsou výrobci povinni vzít v úvahu rozdíly v citlivosti lidského u některých frekvencí a měření je tak vlastně přísnější.) – to je další z důvodů, proč se čísla udávaná v manuálech a produktových listech zesilovačů pro Evropský, Americký a Asijský trh liší (podobně jako například u výkonu). Není to tím, že by výrobce dodával různě “kvalitní” přístroje, odlišná je jen metodika měření. U Hi-Fi by obecně měla být hodnota THD+N nižší než jedno procento – současné zesilovače a kvalitní AV Receivery nabízí často hodnoty v rozpětí 0.01 až 0.1 procenta. THD+N lze měřit navíc buď vůči frekvenci při určitém odporu, amplitudě, nebo vůči výkonu – v posledním případě v podstatě každý zesilovač, který „poženete za limit“ dosáhne nadměrného zkreslení (tzv. clipping) – levnější přístroje (zejména receivery), ale mohou tohoto zkreslení dosáhnout poměrně brzy, zejména při provozu všech pěti či sedmi kanálů.

C700 Některé AV receivery nabízejí sice bohatou funkční výbavu a skvělý design, konstrukce napájecí části a výkonového zesilovače ale omezuje skutečný výstupní výkon a znamená vyšší celkové zkreslení, zejména při hlasitější reprodukci.

Ne každé zkreslení musí být nutně nežádoucí. Například elektronkové (lampové) zesilovače mají specifické zkreslení, které dělá zvuk “měkčím” a příjemnějším (na druhou stranu ale zřídka dokáží nabídnout takovou čistotu reprodukce vysokých frekvencí jako tranzistorové zesilovače). Zkreslení se tradičně také používalo u efektových či kytarových zesilovačů.

Za týden se blíže podíváme na výbavu předzesilovače (vstupy a jejich přepínání, regulace basů a výšek) a pokusíme se shrnout základní pravidla pro výběr vhodných zesilovačů ať už nových nebo z druhé ruky. Ještě před tím vám ale přineseme první díl o AV receiverech, což je pro řadu z vás možná zajímavější téma.

Uložte si: Pošlete dál:

Nejnovější články

Další Novinky, Extra HD

Komentáře

Re: HD Zvuk #3: Zesilovače potřetí (šum, odezva a ...

Vložil Iono (bez ověření), 20. Květen 2013 - 0:08

Obrázek uživatele Iono

Pěkný seriál, díky. Mohl by mi prosím někdo vysvětlit, jestli je člověk schopen slyšet vyšší harmonické nad dejme tomu 20 kHz (i když tahle hranice je taková idealistická a pro neopotřebovaný sluch…já například slyším do cca 16 kHz, a to bych řekl, že mám nadprůměrně dobrý sluch, ale zase ne nějak výjimečný).

Potom se tedy ptám: pokud je signál tvořen slyšitelnými nižšími frekvencemi a vyššími neslyšitelnými, je člověk schopen rozlišit signál s frekvencemi do 20 KHz od signálu, který obsahuje i vyšší (neharmonické, tedy od signálu neodvozené) frekvence, které by vlastně neměl vůbec slyšet?

Určitě dochází k interferencím, které se shora promítají do slyšitelného spektra, ale to je jen návrh a budu rád, pokud mi to někdo vysvětlí trochu podrobněji. Děkuji.

Re: HD Zvuk #3: Zesilovače potřetí (šum, odezva a ...

Vložil frr (bez ověření), 21. Květen 2013 - 11:46

Obrázek uživatele frr

Vyšší harmonické signálu kolem 20 kHz v principu rozhodně slyšet nemůžete. 40 kHz a výš je ultrazvuk opravdu mimo lidské možnosti.

Pokud dotaz směřuje k tomu, proč tedy vzorkovat na násobcích 44 resp. 48 kHz (96, 192 kHz) tak odpověď je značně složitější :-)

V dnes obvyklých počítačových HDA kodecích (to šumítko, co je integrované na motherboardu) to při reprodukci asi velký smysl nemá, protože navazující analogové obvody a reproduktory mají obvykle citelně horší parametry, než dobře provedený řetězec na úrovni CD Audio z 90.let. Sice třeba vlastní šum analogových částí řetězce už dávno není taková bída, jako v době SoundBlaster 16, ale zkreslení repráčků a výkonového konce není nic moc a horní+dolní mez frekvenční charakteristiky taky zůstává pozadu (i na line-in / line-out). Se slušnou přídavnou zvukovou kartou to může být jiná píseň.

Problém je, že pokud potřebujete mít při přehrávání „Nyquistovo zrcadlo“ na 22 kHz (vzorkování 44 kHz) tak musíte při masteringu zajistit dokonalé odfiltrování všech frekvenčních složek nad „zrcadlem“. To znamená, že potřebujete filtr, na který jsou kladeny velice protichůdné požadavky:

  • téměř absolutní strmost na dělící frekvenci
  • plochá amplitudová charakteristika pod dělící frekvencí
  • plochá fázová charakteristika pod dělící frekvencí

Prakticky musíte dělící frekvenci filtru posadit kus pod zrcadlo, takže si zase omezíte užitečné přenesené pásmo… Proto se při masteringu CDček používají vyšší vzorkovací frekvence – Nyquistovo zrcadlo pak vychází citelně výš nad užitečné pásmo, analogový filtr nemusí být tak strmý, a při down-konverzi na cílovou vzorkovací frekvenci audio CD (= cílové „zrcadlo“ 22 kHz) se zbytek ofiltruje digitálně. Realizovat strmý filtr s dobrým průběhem fáze i amplitudy jde digitálně/softwarově znatelně snáz než analogovou elektronikou. Ideální ovšem je, obejít se zcela bez strmých filtrů = použít vyšší vzorkovací frekvenci i pro přehrávání :-) Pak je fázová i amplitudová charakteristika ve slyšitelném pásmu hluboko pod Nyquistovým zrcadlem = bez problému.

Co se týče „parazitních artefaktů ultrazvukových frekvencí ve slyšitelném pásmu“ …

Jednak existuje Nyquistovo zrcadlo na polovině samplovací frekvence, takže vyšší frekvence se odrazí směrem dolů. Pokud se nepletu, další „vyšší“ zrcadla jsou na násobcích „Nyquistovy poloviny“ (tzn. F(s), 1.5 F(s) atd.) Ovšem tady se uplatní pouze vyšší frekvenční složky, které by se dostaly na vstup Nyquistova zrcadla „ve studiu“, tzn. v procesu „masteringu“, což je krajně nepravděpodobné. Ve studiové technice se klade OPRAVDU velký důraz na kvalitu zpracování, tzn. konkrétně při digitalizaci na odfiltrování vyšších složek pásma (nad zrcadlovým kmitočtem). Čili při reprodukci kvalitní studiové nahrávky bych se zrcadlových jevů neobával (kvalita domácího DAC nemá na tento konkrétní jev vliv).

Tady mě napadá možný pozitivní vliv vyšších vzorkovacích frekvencí v domácím PC audiu: při domácím nahrávání to umožní softwarovou filtraci vyšších složek spektra nad „cílovým Nyquistovým zrcadlem“. Pokud například chcete kvalitní nahrávku na cílové vzorkovací frekvenci 44 kHz, tak je snazší signál analogově ofiltrovat pro vzorkování na 96 nebo 192 kHz (stačí menší strmost analogové dolní propusti), a následné „dočištění“ na 22 kHz zrcadlo provést softwarově při down-konverzi.

Pokud je cílovým formátem MP3, tak je debata o vyšších složkách v playbacku podle mého dost bezpředmětná. Sice MP3 má nějakou nominální vzorkovací frekvenci, ale reálně jsou data uložena ve frekvenční doméně – vzorkovací frekvence patrně určuje jmenovitý rastr spektrálních čar uložených dat. Takže spektrum je dost jednoznačně definováno :-) A mimochodem na jaké vzorkovací frekvenci se to bude nakonec přehrávat, to je možná nezávislý faktor… a ještě může být rozdíl mezi vzorkovací frekvencí, kterou bude produkovat softwarový přehrávač, a skutečnou hardwarovou vzorkovací frekvencí DAC v počítači – může tam docházet k další interpolaci ve zvukovém enginu OS… je to divočina.

Jinak vyšší frekvence v reprodukovaném signálu mohou působit všelijaké kejkle v analogovém výkonovém stupni.

Jako bastlíř si pamatuju, že špatně seřízený zesilovač ve třídě AB (s nulovým klidovým proudem a jistou rezervou) zkresloval subjektivně méně, pokud se rozkmital (nebo byl rozkmitán přidáním VF složky na vstup) – protože VF složka byla odfiltrována reproduktorem (a lidským uchem) a výsledkem bylo plynulejší podání „zakázané zóny uprostřed“ :-) Vlastně se takový paskvil choval podobně, jako dnešní třída D. Fakt je, že takový rozkmitaný zes subjektivně většinou taky dost šumí. A může tepelně přetěžovat výškový reproduktor (a taky svoje koncové tranzistory). Nicméně tenhle odstavec je spíš vtípek na okraj.

Jiná věc je, že zesilovače ve třídě AB (i správně seřízené = s přiměřeným malým klidovým proudem) vykazují při „předání vesla“ mezi oběma polaritami kratičký zákmit. Zejména pokud zesilovač ženete na hranu rychlosti přeběhu = budíte ho vyšší frekvencí a zároveň vyšším rozkmitem (oblíbená metoda Pavla Dudka na posouzení audio zesilovače pomocí sínusového generátoru a osciloskopu). Tenhle zákmit je nelineární, znamená nestabilitu (rozpad regulační smyčky) a ve výsledku je slyšet. Teoreticky pokud budete krmit analogový audio zesilovač (hlavně konec, ale možná i nějaké předchozí linkové stupně) z hrubého a špatně ofiltrovaného DAC, můžete se nadít různých překvapení. Ono se nemusí jednat pouze o klasický přechod uprostřed „AB dráhy“ – koncový zesilovač je složitější kaskádová struktura s globální zpětnou vazbou, impedance zátěže není čistě reálná apod. Vaše ucho by ty schody z DAC spolehlivě odfiltrovalo, ale zesilovač si s tím třeba neporadí a skutečně si něco slyšitelného „přidá“. Tady dává smysl přehrávat audio DA převodníkem s vyšším rozlišením a vzorkovací frekvencí, materiál mu softwarově interpolovat a výsledek třeba ještě analogově ofiltrovat (filtr na analogové straně ve výsledku nemusí být tolik strmý).

Vlastně je to zhruba princip „oversampling“ DA převodníků, které se pro audio účely používají už hrozně dlouho v CD přehrávačích i PC audio zvukárnách, včetně těch s klasickými parametry 16b/44kHz. Jenom mám pocit, že v tom případě interní rozlišení DAC není vyšší, ale naopak nižší než jmenovité rozlišení signálu (dožene se to mnohem vyšším taktem a výstupní filtrací). Viz tzv. 1-bitové DA převodníky.

Efekt softwarové interpolace, převozorkování a přehrávání na vyšším F(s) je velmi dobře patrný, pokud si tyhle skopičiny vyzkoušíte na nižších frekvencích, kde máte zrcadlový kmitočet na nějaké dobře slyšitelné frekvenci. Třeba 4 nebo 8 kHz. Ono dneska už není snadné se k tomu dostat, s dnešním výpočetním výkonem je interpolace pří přehrávání pomalých samplů prakticky samozřejmost, postřehnete jenom výsledné omezené spektrum… Pokud se týče audio nectností, v dnešní době postřehnete spíš nepřesné podání spektra u hodně komprimované MPtrojky, což zní jinak. Pamětníci si vzpomenou na dobu, kdy frčely „modplayery“ v DOSu – přehrávání sampů, pořízených s nízkým vzorkovacím kmitočtem, navíc na nesoudělné frekvenci, probíhalo standardně bez interpolace, ale lepší playery později už interpolovat uměly – interpolace se dala zapnout nebo vypnout, a ten efekt byl opravdu znát. A to tehdejší interpolace byla prostá „spojnicová“ ze dvou sousedních vzorků se dvěma vahami, takže nijak dokonalá.

Ony všelijaké ty celočíselné fígle navazující na vzorkování (noise shaping, digitální filtrace FIR/IIR atd.) jsou docela věda, na kterou moje matika zdaleka nestačí. Fourier, Laplace, Z- atd. Dobré čtení před usnutím.

Re: HD Zvuk #3: Zesilovače potřetí (šum, odezva a ...

Vložil frr (bez ověření), 21. Květen 2013 - 12:18

Obrázek uživatele frr

Ještě mě napadlo, že by se do slyšitelného pásma mohly promítat čistě analogově intermodulační artefakty, konkrétně rozdílová složka smísení dvou vyšších frekvencí. Tady pozor na jednu věc, nejde o prosté sečtení signálů, musí jít o nelineární kombinaci. Čili dojde k tomu jedině intermodulačním zkreslením. Které u analogového výkonového zesilovače (navíc třeba nepříliš rychlého) nemusí být zrovna malé… Zas na druhou stranu, pokud máte intermodulační zkreslení třeba –60 dB, a proženete tou intermodulací ultrazvukové vstupy, které mají třeba –30 dB, tak –90 dB je v nějakém užitečném signálu podle mého spolehlivě neslyšitelné (práh maskování zvuku by měl být o dost výš).

Jo a pardon – ten fous při průchodu AB konce „středem“ je svého druhu přechodové zkreslení. U kvalitního zesilovače ve třídě AB se musíte hodně snažit, aby bylo pozorovatelné na osciloskopu.

Re: HD Zvuk #3: Zesilovače potřetí (šum, odezva a ...

Vložil Iono (bez ověření), 21. Květen 2013 - 23:40

Obrázek uživatele Iono

Děkuji za obšírnou odpověď. Chápu tedy, proč se používá vzorkovací frekvence/zrcadlo = 44/22 kHz, tedy o něco výš nad frekvenčním limitem slyšitelného pásma a ne jen na teoreticky dostatečném zrcadle cca 15 kHz. Pochopil jsem taky trochu nutnost kvality masteringu a filtrování vyšších složek, které do signálu nepatří. Takže díky za tuhle teorii k problémům zesilovačů a k uvedení důvodů interpolace (oversamplingu).

Můj dotaz původně směřoval k tomu, zda je možné rozlišit barvu vysokého tónu jednoho nástroje, jehož frekvence je složená z nějaké vysoké základní frekvence a dále vyšších harmonických složek daných konstrukcí nástroje (třeba kovový nástroj) od druhého nástroje se stejnou základní frekvencí, ale jiným poměrem harmonických frekvencí (třeba dřevěný nástroj). Ze zkušenosti to možné je, ale podle teorie by to možné být nemělo (cca třetí-čtvrtá a vyšší harmonické složky jsou již u vysokých nástrojů neslyšitelné).

Co se týká MP4, pro mě je „zlom“ v kvalitě přehrávání MP3 někde kolem 92 kb/s, pod tuto hodnotu se kvalita zvuku (např. lidského hlasu) pro mě prudce mění a prudce přechází do jiné barvy zvuku. To je překvapivě nízká hranice a ukazuje na to, že pro jisté účely stačí i MP3 (jakkoliv nejsem zastánce této komprimace-a tato hranice jistě není vhodná pro přehrávání dejme tomu symfonického orchestru).

A poslední komentář: vzhledem k tomu, že máte dostatek zkušeností s elektronikou a rozhodně výbornou schopnost vysvětlovat, neměl byste chuť napsat nějaký (třeba stručný) článek na téma empirické vs. teoretické znalosti ohledně přehrávání záznamu? Podle mého názoru by to bylo velmi přínosné, protože spojný bod mezi čistou teorií a empirií se hledá jen obtížně.

Ještě jednou děkuji.

Re: HD Zvuk #3: Zesilovače potřetí (šum, odezva a ...

Vložil frr (bez ověření), 23. Květen 2013 - 15:39

Obrázek uživatele frr

Díky za poklonu :-) Popravdě jsem spíš rekreační žvanil než odborník – těší mne, pokud jste z mého výlevu schopen něco pochopit. Pravda je, že DPA380 jsem si kdysi zamlada na koleně postavil a dokonce i s panem Dudkem jsem se před lety párkrát viděl. Takže už nadosmrti budu jenom čarodějův učeň. Že bych chtěl něco formálně kázat shůry, to se mi v tomto oboru nechce – vyžadovalo by to určitou odpovědnost/sebekázeň a více znalostí.

Ohledně MP3: když poslouchám muziku, tak mám kolem 256 kbps pocit, že to začíná být docela poslouchatelné – přesto když se na to zaměřím, řekl bych, že i při tomhle bitratu slyšitelně zmizí všelijaké dozvuky / ruchy / ozvěny, které na surovém CD Audio (bez datové komprese) vytvářejí dojem prostoru. To je právě princip komprese – aby zůstaly zachovány důležité složky spektra, a „nedostatečně systematické reziduum“ se ořízne/zahodí. Ale pokud si nezačnu zvrhle libovat v těchto audiofilních detailech, tak se spousta muziky dá poslouchat i v MP3 nebo na YT, protože Vás zaujme mnoha jinými věcmi, než je čistě technická kvalita nahrávky… Ono když má člověk děti a bydlí v bytovce, tak má všelijakých rušivých vjemů a poslechových omezení dost a dost :-D

Ohledně různé barvy zvuku různých nástrojů, s třeba i dost vysokým základním tónem: mě to vůbec nepřijde zvláštní. Slyšíte tichý hvizd řádkování klasické televizní obrazovky, když přehrává PAL? To je cca 16 kHz. Už dlouho jsem to nezkoumal. Zamlada jsem ho slýchal. Neznám žádný nástroj, který by dával tahkle vysoký základní tón. Malé A je 440 Hz, tohle je o pět oktáv výš… Základní tón někde kolem 4 kHz je asi ještě běžný. Dřevo má oproti kovu mnohem větší vnitřní tlumení, taky tvar toho nástroje bude jiný, potažmo bude různé zastoupení jednotlivých spektrálních složek (a nejsou to zdaleka jenom celočíselné a vyšší násobky základního tónu), různý jejich vývoj v čase (rychlost dozvuku), různá jakost rezonujících „módů“ na nástroji (= různá „špičatost“ rezonančních maxim), různé pazvuky a zkreslení při trvalém aktivním buzení (smyčce, žestě, flétny) apod. Ultrazvuk bych do toho nemotal. Při porovnání přímé analogové cesty se signálem, který prošel digitálním vzorkováním a přehráváním, možná postřehnete na horním konci pásma nějaké fázové/amplitudové artefakty filtrace a vzorkování.

Jestli máte možnost, zkuste si nějaké nástroje nahrát (nebo vystříhat z nahrávky) a prohnat FFT, nejlíp s generováním „waterfall“ diagramu (vývoj spektra v čase). Generovat „waterfall“ z WAVu jsem nedávno zkoušel v softwaru SpectrumLab – je to tuším zaměřeno dost na použití v amatérském rádiu, ale základní FFT analýzu WAVu z toho taky vymáčknete. V menu tuším File → Audio Files & Streams → Analyse audio file, pak se tam nastavují nějaké parametry.

Na závěr ještě jeden odkaz na zajímavé čtení od kamaráda takybastlíře (je trochu schopnější a má víc času) – u této diskuze dost off topic, ale je tam zajímavé povídání o softwaru a audio řetězci pro měření reproduktorů „na koleně doma“:

http://rayer.g6.cz/…/repro2p.htm

Re: HD Zvuk #3: Zesilovače potřetí (šum, odezva a ...

Vložil Iono (bez ověření), 26. Květen 2013 - 11:48

Obrázek uživatele Iono

Děkuji za odpověď a za odkaz a určitě si rád někdy v budoucnu od Vás něco přečtu (kdyby se Vám to rozleželo v hlavě).

Poslat nový komentář

Obsah tohoto pole je soukromý a nebude veřejně zobrazen.
Váš Gravatar účet pro tento e-mail bude použit pro zobrazení ikonky.