#8/2006 • ЖЗИ

Константин БЫСТРУШКИН, Лариса СТЕПАНЕНКО

ЗВУКОВОЙ БАРЬЕР

НА ФОНЕ БУРНОГО ПРОГРЕССА PDP, LCD И ДОМАШНЕГО КИНО СОЗДАЕТСЯ ВПЕЧАТЛЕНИЕ, ЧТО В СФЕРЕ СТЕРЕОКОМПОНЕНТОВ ВРЕМЯ ОСТАНОВИЛОСЬ. ЗА ПОСЛЕДНИЕ ПЯТЬ-СЕМЬ ЛЕТ НОВЫХ МОДЕЛЕЙ ДВУХКАНАЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ СТАНОВИТСЯ ВСЕ МЕНЬШЕ И МЕНЬШЕ, А САМ ЭТОТ СЕГМЕНТ РЫНКА НЕПРЕРЫВНО СОКРАЩАЕТСЯ. НАДЕЖДЫ АУДИОФИЛОВ НА ВИНИЛОВЫЙ РЕНЕССАНС ТАК ЖЕ ПРИЗРАЧНЫ, КАК И НА СУПЕРФОРМАТЫ SA-CD И DVD-A - ПОСЛЕДНИЕ ХОТЬ И ЖИВЫ, НО ВЛАЧАТ ДОВОЛЬНО ЖАЛКОЕ СУЩЕСТВОВАНИЕ. ТАК ЧТО ЖЕ, НА HI-FI МОЖНО ОКОНЧАТЕЛЬНО СТАВИТЬ КРЕСТ?

Да и другие многоканальные способы записи качественного звука (DTS 24 бита/96 кГц, DTS CD, Dolby Digital Plus) тоже как-то пока не прижились. Из аудионовинок лишь цифровым усилителям удалось выйти на массовый рынок, но способствовало ли их появление повышению качества звучания - это еще вопрос.

Так что поводов для оптимизма, действительно, становится все меньше, поскольку большинство по-настоящему интересных технических и технологических новинок сегодня внедряется, главным образом, в аппаратуре уровня High End или, в лучшем случае, Top Hi-Fi. Хороший звук нынче стал очень дорог и начинается с $1500 - 2000 за компонент, хотя еще лет семь назад вполне реально было приобрести пристойно звучащий аппарат за треть этой суммы. Однако довольно о грустном. Сегодня не станем выяснять, почему мы дошли до жизни такой. Давайте лучше посмотрим, какими приемами пользуются производители аудиотехники в XXI веке.

ТАК ВСЕ-ТАКИ ТОК ИЛИ НАПРЯЖЕНИЕ?

Настоящие меломаны знают, какое влияние на качество звучания оказывает такая простая с виду вещь, как регулятор громкости. Вроде ничего особенного, но если он не соответствует классу усилителя, о высоком звуковом разрешении тракта можно забыть навсегда. В правильных усилителях часто используется высококачественный переменный резистор, например производства компании ALPS. Ставшие уже классикой, они действительно звучат превосходно, однако у этого варианта помимо достоинств имеются и недостатки.

Во-первых, с течением времени контакт токосъемника и резистивной «подковы» ухудшается, в результате чего в лучшем случае увеличивается переходное сопротивление, в худшем - появляются шорохи и трески при регулировке.

Во-вторых, в сдвоенном переменном резисторе для стереоаппаратуры сложно обеспечить идентичность регулировочных характеристик при всех углах поворота оси, что может стать причиной расбалансировки каналов.

Об этих недостатках традиционных регуляторов на основе переменного резистора прекрасно знают конструкторы аудиотехники, поэтому ими было предложено много интересных и остроумных альтернативных решений. Наиболее простое и достаточно широко распространенное - использование механического или электронного переключателя с набором резисторов, номиналы которых обеспечивают требуемую характеристику регулирования*. Напомним, что в отечественной аппаратуре первым усилителем с дискретным регулятором стал легендарный «Бриг-001», который выпускался с середины 70-х годов прошлого века.

Однако наличие в звуковой цепи механического переключателя, пусть даже и с позолоченными контактами, принципиально не решает проблему надежности контакта в процессе эксплуатации. Поэтому в наше время гораздо больше распространены регуляторы с электронной коммутацией резисторов, в которых нет никаких контактов. Но и этот способ не является идеальным, поскольку электронные ключи на малых уровнях сигнала ведут себя как нелинейный элемент, что тоже не слишком полезно для звука.

Топовые компоненты Denon - усилитель PMA-SA1 и проигрыватель DCD-SA1. Внизу - дискретный регулятор уровня усилителя. Он собирается вручную, имеет золотые контакты и магазин танталовых резисторов

Известны и более изощренные решения. Некоторые производители, например Marantz, для повышения отношения сигнал/шум используют двухступенчатую регулировку громкости путем изменения не только уровня сигнала на входе усилителя, но и глубины его отрицательной обратной связи (усилители Marantz PM-14 и PM-15). В этом случае действительно удается получить рекордно малый уровень шумов, менее -110 дБ, однако изменение глубины ООС приводит к изменению других параметров усилителя.

Наконец, в цифровых усилителях и в некоторых моделях CD-проигрывателей применяется цифровой регулятор громкости, реализуемый при помощи DSP. Но даже при использовании 20 - 24-разрядных цифровых трактов глубокое ослабление звуковых сигналов приводит к потере младших битов информации. Как следствие - звучание становится обедненным за счет нивелирования нюансов*.

* По этой же причине не рекомендуем пользоваться электронным регулятором в CD-проигрывателях. В них лучше установить максимально возможный уровень, а громкость регулировать в усилителе.

Блок-схема, поясняющая принцип действия Accuphase Analog Vari-gain Amplifier. Как следует из названия, схема, несмотря на обилие преобразователей, аналоговая

Самым совершенным, с нашей точки зрения, является «токовый» регулятор громкости японской компании Accuphase. Она предложила чрезвычайно оригинальное и остроумное решение для своих усилителей, которое разом снимает большинство отмеченных выше проблем. Принцип работы регулятора AAVA (Accuphase Analog Vari-gain Amplifier), установленного в предварительных усилителях и интегральниках, состоит в следующем.

Звуковой сигнал с симметричного входа подается на буферные каскады, которые предназначены для согласования входного импеданса предварительного усилителя с источниками звуковых сигналов. К выходу буферов параллельно подключены 16 преобразователей «напряжение-ток», коэффициенты преобразования каждого из которых относительно соседнего отличается вдвое. Таким образом, на выходах этих I/V-конверторов получаются токи входного сигнала, ступенчато изменяющихся в соотношении: 1/2; (1/2)2; (1/2)3... ... ...(1/2)15; (1/2)16. Они коммутируются полупроводниковыми ключами в любой комбинации (всего их возможно 65536) ко входу преобразователя «ток-напряжение», на выходе которого опять получатся напряжение звукового сигнала. Поскольку его величина определяется величиной тока на входе, для изменения громкости достаточно подключить к преобразователю требуемое количество источников тока. Коммутацией управляет специальный процессор по зашитой в его ПЗУ программе, а он, в свою очередь, получает команду от контроллера с ручкой Volume.

Несмотря на кажущуюся сложность регулятора AAVA, конструктивно он реализован на двух микросхемах. Благодаря использованию 16-разрядного квантования уровня тока обеспечивается очень плавное изменение напряжения на выходе с шагом 0,07 мB при максимальной величине выходного сигнала 5 B. Очевидно, что для любого практического применения этого более чем достаточно, ведь во всем рабочем диапазоне громкостей на слух не заметно ни малейших признаков дискретности.

По сравнению с регуляторами громкости других типов схема AAVA обладает следующими преимуществами:

- отсутствие проникания сигнала из канала в канал и полная идентичность их регулировок;

- отсутствие шорохов и тресков при изменении громкости;

- постоянство входного и выходного импедансов схемы и их стабильность во времени,

- независимость АЧХ регулятора от уровня громкости;

- очень малые шумы и искажения.

И главное, такой регулятор по сути своей является аналоговым, цифра используется только для управления ключами. Кстати, преобразование тока в напряжение и обратно, похоже, фирменная «фишка» этой фирмы**. Например, в интегральных усилителях Accuphase применяется обратная связь по току. В отличие от традиционной ООС по напряжению она обеспечивает минимальную фазовую задержку сигнала в петле, плюс к тому значительно менее чувствительна к изменению импеданса нагрузки по частоте.

Та же пара Denon - PMA-SA1 и DCD-SA1, но уже изнутри. Оцените конструкцию корпусов и залитые компаундом силовые трансформаторы. На верхнем снимке видна подвеска транспорта

ПРИЯТНАЯ ТЯЖЕСТЬ DENON

В то время как ведущие производители аудиотехники практически прекратили разработку CD-проигрывателей, переключившись на производство DVD, появление в прошлом году линейки из четырех новых аудиоисточников Denon (да еще с поддержкой SA-CD) являет собой событие в высшей степени неординарное. Более того, новый модельный ряд проигрывателей Denon включает как бюджетные аппараты DCD-1500 и DCD-1650, так и топовые DCD-SA1 и DCD-SA11.

Для того чтобы наиболее полно ознакомиться с современными звуковыми технологиями этой именитой фирмы, давайте рассмотрим наиболее совершенный проигрыватель DCD-SA1. Ведь именно во флагманских моделях разработчики меньше ограничены рамками бюджета и по максимуму реализуют свои ноу-хау. А их у Denon за почти столетнюю историю накопилось немало.

Начнем с конструкции корпуса, который должен обеспечивать надежную защиту электронной начинки не только от механических, но и от любых других видов внешних воздействий. Корпус проигрывателя DCD-SA1 сделан по принципу «патронов не жалеть» - например, фронтальная панель, боковые стенки, а также верхняя и нижняя крышки изготовлены из толстенных металлических листов алюминия, которые для снижения влияния помех с внутренней стороны дополнительно покрыты медными экранами. Печатные платы и блок транспорта с целью еще большей защиты от вибраций крепятся к корпусу через дополнительные виброизолирующие шайбы. Для исключения влияния друг на друга аналоговых и цифровых схем они питаются от отдельных сетевых трансформаторов, которые помещены в литые алюминиевые стаканы. Блок транспорта также буквально закован в металлический кожух с дополнительной медной крышкой сверху и имеет «плавающую» подвеску лазерной головки. В результате всех этих конструкторских изысков масса проигрывателя достигла почти 22 кг! И кто теперь будет утверждать, что традиции конструирования аппаратуры High End в Японии канули в Лету?

Не менее совершенна и схемотехника нового флагмана Denon. Для обработки сигналов с CD и SA-CD, естественно, используются раздельные цифровые тракты. При этом данные PCM с компакт-дисков обрабатываются фирменным Alfa процессором Advanced AL24 plus улучшенной версии с 24-битовым представлением сигнала. Схема аналоговой части построена по двойной симметричной схеме, поэтому в каждом канале используется по 4 высококачественных ЦАПа Burr-Brown PCM1792 (отдельно для положительной и отрицательной полуволн «горячего» и «холодного» выходов балансных XLR-разъемов) с разрядностью 24 бита/192 кГц. Наконец, нельзя не отметить, какое серьезное значение конструкторы Denon уделили схеме формирования тактовых импульсов: в новых моделях она состоит из трех раздельных секций (!). И правильно сделали, так как только использование высокостабильных генераторов позволяет радикально снизить значение джиттера.

Одним словом, столь совершенных моделей CD-проигрывателей, выпущенных в мире за последнюю пару лет, можно пересчитать буквально по пальцам. Правда, и стоит DCD-SA1 запредельно - $9000, т.е. как автомобиль. Однако радует то, что среди новых Denon есть и вполне доступные по цене аппараты DCD-1650AE и DCD-1500. Хотя они имеют значительно упрощенную конструкцию по сравнению с топ-моделями, в «1650-й» модели также установлены раздельные трансформаторы для цифровых и аналоговых частей схемы и используется фирменный Advanced AL24 процессор (правда, в версии без знака «plus»).

Не менее отрадно, что для совместной работы с этими проигрывателями Denon вывел на рынок и новое поколение стереоусилителей. Флагманские PMA-SA1 и PMA-SA11 престижной серии выполнены по симметричной схемотехнике с использованием в выходных каскадах улучшенной версии фирменных сильноточных полевых транзисторов UHC-MOSFET. Они отличаются высокой линейностью и по характеру звука приближаются к лампам, обеспечивая в то же время огромные токи в нагрузке. Кстати, UHC-MOSFET применяются во всех усилителях Denon нынешнего модельного ряда. Конструкция их корпусов отличается не меньшей монументальностью, чем у проигрывателей, за счет металлических листов с медными экранами. Медью также покрыты перегородки, отделяющие друг от друга схему блока питания, предварительный усилитель от усилителей мощности, входные цепи и схему управления. В отсеке питания устанавливаются залитые компаундом сетевые трансформаторы с многократным запасом мощности и конденсаторы чудовищных размеров. Одним словом, и схема, и конструкция PMA-SA1 и PMA-SA11 выполнены в лучших традициях звуковой аппаратуры класса High End. Недаром их вес достигает 30 и 28 кг соответственно.

С учетом того, что для нового поколения SA-CD/CD-проигрывателей Denon разработала не только новые транспортные механизмы, но еще и целый ряд микросхем для цифровой обработки звука, с нашей точки зрения, это убедительно свидетельствует о том, что компания и впредь будет уделять выпуску аудиоаппаратуры High End и Hi-Fi самое пристальное внимание.

ЗА СВЯЗЬ БЕЗ БРАКА

Наверное, уже никого не нужно убеждать в том, что передача цифрового аудио в AV-ресивер или внешний блок ЦАПа является весьма ответственной процедурой. В случае некорректного выполнения схем приемника или передатчика хорошего звука ждать уже не приходится. До недавнего времени сигнал передавали по оптическому или проводному кабелю (симметричному или несимметричному), однако в последние годы в моду все больше входят двунаправленные цифровые интерфейсы IEEE-1394 (i.Link) и HDMI. Как вы помните, впервые интерфейс i.Link был использован Pioneer в модели DVD-проигрывателя DVD-747i. Правда, тогда можно было подключиться по этому интерфейсу лишь к 2 - 3 «родным» ресиверам, но идея оказалась правильной, и сегодня i.Link, помимо Pioneer, широко используют Sony, Marantz и другие производители кинотеатральных компонентов. Его преимуществом по сравнению с традиционными оптическими и проводными интерфейсами, кроме больших скоростей передачи, является возможность двустороннего обмена данными между источником и приемником. Это позволило реализовать на основе i.Link протоколы защиты данных от копирования, поскольку приемник способен подтверждать правомочность получения им этой информации. К тому же двусторонняя передача позволяет осуществить синхронизацию тактовых генераторов на передающей и приемной сторонах.

Этот принцип положен в основу системы JFTS (Jitter-free transfer system) построения «линии передачи без джиттера», которая используется в старших моделях Marantz, в частности, в AV-ресивере SR9600. У него два интерфейса i.Link для передачи в цифровом виде сигнала с DVD, SA-CD и DVD-A к ресиверу. Считанная с дисков информация декодируется, обрабатывается в декодере проигрывателя и затем поступает на модуль приемопередатчика i.Link. От него по цифровому кабелю данные идут в приемник AV-ресивера, который направляет их в буферную память. Затем остается лишь преобразовать цифру в аналог. Однако, чтобы исключить появление временных искажений при этом процессе, работу всех цифровых схем - декодера, приемопередатчиков i.Link, буферной памяти и ЦАП в AV-ресивере, - необходимо жестко синхронизовать по времени. В качестве эталонного в системе JFTS используется генератор опорных импульсов AV-ресивера. По шине i.Link они поступают в DVD-проигрыватель и синхронизируют его тактовый генератор. Такой принцип позволят свести джиттер к минимуму, что самым положительным образом сказывается на звучании. Остается добавить, что подобная же схема применяется Marantz и при передаче цифровых звуковых сигналов по интерфейсу HDMI.

Два интерфейса i.Link AV-ресиверa Marantz SR9600 позволили организовать двусторонний обмен данными с синхронизацией тактовых генераторов источника и приемника

Среди других особенностей AV-ресивера SR9600 отметим использование в тракте предварительного усиления новой версии модулей HDAM SA2 на дискретных элементах с расширенным динамическим и частотным диапазоном. Необходимость модернизации была вызвана появлением SA-CD и DVD-A, требованиям которых прежние HDAM'ы удовлетворяли не в полной мере. В усилителях мощности также применяются дискретные компоненты, что исключает появление паразитных тепловых и электрических связей между элементами схемы, имеющих место в интегральных микросхемах. Наконец, мощнейший блок питания на основе циклопического по размерам тороидального трансформатора с сильноточными обмотками малого импеданса обеспечивает стабильность напряжения всех каскадов даже на пиковых уровнях громкости. Чему способствуют установленные в фильтре выпрямителя электролиты суммарной емкостью 100000 мкФ (50000 мкФ х 2).

ВИРТУАЛЬНЫЙ КОНЦЕРТНЫЙ ЗАЛ - ЭТО РЕАЛЬНО!

Аппаратура высокого класса - необходимое, но, увы, еще не достаточное условие для получения высококачественного звучания, потому что в уравнении имеется еще одно неизвестное - акустические условия комнаты прослушивания. А они, как правило, весьма далеки от идеальных по количеству отражений и времени реверберации. Конечно, радикальным средством исключения вредоносного влияния комнаты является ее акустическая обработка. Но!

Во-первых, это удовольствие не из дешевых (подвесные полы и потолки, многослойные звукопоглощающие покрытия стен и пола и т.д.). Во-вторых, зачастую требования акустики вступают в конфликт с дизайнерскими решениями интерьера. Например, рекомендация вынести из комнаты прослушивания установленную в ней мебель или заложить окно кирпичами и закрыть его звукопоглощающим экраном вряд ли вызовет энтузиазм у ваших близких. А без обработки комнаты из-за многочисленных отражений звука и стоячих волн даже любимая музыка доставит мало удовольствия. В 80-е многие аудиофилы искренне верили, что подправить звучание неправильной комнаты можно при помощи эквалайзера. Лучше всего - параметрического, то есть имеющего возможность изменять не только уровень сигнала на определенных частотах, но и сдвигать в небольших пределах сами эти частоты, а также добротность контура регулирования (т.е. ширину полосы усиливаемых частот). Однако эти мечты разбивались о суровую действительность: при включении в звуковой тракт эквалайзера звук не только не улучшался, но становился еще гаже, несмотря на то, что АЧХ звуковой системы действительно сглаживалась. Засада была в том, что эквалайзеры тех лет были аналоговыми, и поэтому любое изменение частотной характеристики их тракта неизбежно искажало фазовую передаточную характеристику. А это для звучания еще более губительно, чем пики и провалы на АЧХ. При фазовых нарушениях фронты сигнала затягиваются, а составляющие разных частот «разбегаются» по временной оси вследствие изменения группового времени задержки. Как результат - тусклый, невыразительный звук, хотя и верха, и низы формально в полном порядке.

Поэтому идея электронной коррекции акустических параметров помещения была временно заброшена и извлечена на свет только в связи с широким распространением AV-ресиверов со встроенными процессорами аудиосигнала. DSP, в отличие от аналоговых схем, позволяет независимо менять не только амплитуду, но и фазу, а также время задержки сигнала. Поэтому с их помощью можно скомпенсировать провалы и горбы на АЧХ без вредоносных последствий. В первых поколениях AV-ресиверов параметры коррекции вводились вручную, сегодня же все более широко используются автоматические системы калибровки с выносным микрофоном. Современные средства настолько эффективны, что позволяют добиться практически идеальных параметров для любого помещения. В результате качество звучания значительно улучшается, и не только в театральном режиме, но и при прослушивании стереозаписей.

Принцип действия Multi-Channel Acoustic Calibration System, предложенной Pioneer. Микрофон с круговой диаграммой направленности (внизу) ловит не только прямые сигналы от всех шести каналов, но и отраженные от стен. Процессор анализирует эти данные и дает команду DSP, где и производится окончательная коррекция

Наибольшую известность среди подобных систем получила Multi-Channel Acoustic Calibration System (MCACC), разработанная Pioneer. В последних моделях применятся уже третье поколение - Advanced MCACC, которое производит оптимизацию характеристик трехмерного звукового поля.

Помимо автоматического выбора «проблемных» мест в помещении, система MCACC после сканирования комнаты скользящим тоном оценивает вероятность образования в ней стоячих волн и оперативно принимает контрмеры для их устранения. При этом алгоритм выработки «противоядия» оперирует с сигналами сразу нескольких звуковых каналов. В нынешнем году программное обеспечение MCACC было дополнено блоком контроля фазы канала низкочастотных эффектов, чтобы сабвуфер не отставал от остальных акустических систем. Не секрет, что во многих инсталляциях басы живут собственной жизнью, в результате чего не удается получить цельной звуковой картины. Инженеры Pioneer, основываясь на запатентованной ими системе Phase Control technologies, предложили вводить в канал сигнала сабвуфера задержку порядка 5 мс, что обеспечивает практически идеальное сопряжение его звуковой волны со звуковым полем акустических систем других каналов.

БУДЕТ И НА НАШЕЙ УЛИЦЕ ПРАЗДНИК

Даже столь краткий обзор некоторых современных звуковых технологий рождает надежду, что дела с качественным звуком не так уж и плохи. Как бы то ни было, но цифровые технологии развиваются, и поэтому уровень массовой аудиоаппаратуры понемногу растет. Не так давно ради интереса мы устроили «бой» между нашим старым добрым CD-проигрывателем Sony CDP-761, считавшимся в 1996 году одним из лучших аппаратом Европы, и бюджетным DVD-источником JVC начального уровня. Сравнивали их звучание при воспроизведении CD с усилителем и колонками весьма высокого класса. И что же? Несмотря на то, что ветеран Sony относился отнюдь не к entry level (стоил он где-то $350 - 400), он вчистую проиграл своему бюджетному сопернику ценой $250. Похоже, современный цифровой тракт с параметрами 24 бита/192 кГц более совершенен, чем однобитовые ЦАПы прежних лет. На это нам могут возразить, что качество звука хорошей аудиоаппаратуры в большей части определяется ее аналоговыми каскадами, а не цифровой начинкой. Что же, здесь тоже есть повод для осторожного оптимизма. И хотя, как мы уже говорили, хороший звук можно получить только за хорошие деньги, кое-что меняется к лучшему и в бюджетном секторе.

Во-первых, перенос производства в Китай позволяет применять в бюджетных моделях такие конструктивные решения, которые раньше были просто немыслимы при европейской или японской сборке. Например, скругленные корпуса акустических систем, огромные тороидальные трансформаторы питания в транзисторных усилителях, ламповые усилители за $500 и т.д.

Во-вторых, быстро совершенствуется элементная база. Например, на Акихабаре в Токио в прошлом году мы купили пару конденсаторов ELNA for Audio 36000 мкФ х 71 В всего за $40! Причем по габаритам они не превосходили 8200 мкФ х 56 В той же фирмы, но выпуска 2000 года. Несколько лет назад о доступности подобных конденсаторов не могло быть и речи. Между тем одна только установка подобных «банок» в усилитель вместо его штатных электролитов радикально улучшает качество звучания. Мы заменили у Denon PMA-1500 конденсаторы в блоке питания и поразились - настолько улучшилось его звучание, особенно в низкочастотном диапазоне. Так что сегодня установка в бюджетную аппаратуру электронных компонентов весьма высокого класса становится экономически целесообразной.

Этот процесс можно наблюдать на примере эволюции AV-ресиверов и DVD-проигрывателей, которые с каждым годом играют все лучше и лучше. В этом отношении весьма показателен парный тест стереоусилителей и CD-проигрывателей в февральском номере нашего журнала. Вопреки ожиданиям, кинотеатральные наборы DVD-проигрыватель + AV-ресивер практически не уступили по звуку своим двухканальным соперникам из той же ценовой категории. Радуют и тенденции в совершенствовании акустических систем, которые сегодня звучат не в пример лучше, чем модели 5 - 10-летней давности за те же деньги.

Одним словом, и в цифровую эру любители музыки вправе рассчитывать на хороший звук. И новые технологии не всегда идут ему во вред, в чем мы еще раз убедились. Был бы только спрос. l

* Чувствительность нашего слуха имеет логарифмическую зависимость, и грамотно сконструированный регулятор должен это учитывать.

** Простейшим преобразователем «ток-напряжение» является обычный резистор. Именно он и используется для выделения сигнала ООС по току.