Мне, как аудиоинженеру-профессионалу, часто приходится слышать насмешки коллег по поводу различных проявлений субъективизма. Действительно, какой аудиоинженер согласится с тем, что звук – это что-то типа колдовства, и инженер, по большому счету, не знает, что делает. Один субъективист сказал мне, что механизм фунционирования человеческого уха настолько сложен, что его соотношение с измеряемыми параметрами аудио системы до конца понять невозможно. Надеюсь, что это крайний случай, поскольку мысль была высказана, как утверждение, а не как основа для обсуждений. Я специалист в области схемотехники и психоакустики, даже немного музыкант, и испытываю нескрываемый скептицизм по отношению к субъективизму, такова моя твердая позиция. Тем не менее, если кто-нибудь реально продемонстрирует мне неизвестные до сих пор параметры звука, я готов их серьезно исследовать и обсуждать. Я полагаю, что большинство эзотерических мнений вполне искренни.
КРАТКАЯ ПОЗИЦИЯ СУБЪЕКТИВИСТОВ.
- Технические параметры усилителя вторичны по сравнению с субъективными тестовыми прослушиваниями. Если первые противоречат вторым, то первыми можно пренебречь.
- В усилителях происходит деградация музыкального сигнала по неизвестным науке причинам и эта деградация не обнаруживается измерительными приборами.
- Широкий спектр различного рода гипотетических причин ухудшения звучания, таких как загадочные недостатки конденсаторов и непонятного рода дефекты проводов (без ссылок на правдоподобность концепции или каких-либо доказательств, подтверждающих эти утвеорждения).
На первый взгляд может показаться странным, что значительная часть разработчиков аудио пошла в направлении, совершенно противотиворечащем логике. Кажется, что такая дизориентация в науке беспрецедентна, но это не так. Аналогичная ситуация была в СССР, когда Лысенко объявил генетику лженаукой [1]. Другой пример – изучение парапсихологии, которая сейчас находится в тупике, поскольку после почти 100-летних исследований она не обнаружила какой-либо повторяемости результатов [2]. Это звучит знакомо. Можно возразить, что парапсихология – плохая аналогия, ведь в Hi-Fi никто не утверждает, что объективные измерения и субъективное качество звука вообще не имеют никакой корреляции. В истории науки норазительно близкой к Hi-Fi субъективизму параллелью является почти забытое дело Блондло и Н-лучей [3]. В 1903 году Рене Блондло (Prosper-René Blondlot), уважаемый французский физик, утверждал, что открыл новую форму излучения, которую он назвал «N-лучами» (N-ray). Это было вскоре после открытия рентгеновских лучей Рентгеном, так что лучи были в моде, а у французов было сильное желание идти в ногу с немцами. По определению, N-излучение таинственно преломлялось алюминиевыми призмами, но для нас главным было то, что присутствие излучения могло быть доказано только субъективной оценкой яркости электрической дуги, на которую, как утверждалось, воздействовали N-лучи. Для Блондло и, по меньшей мере, четырнадцати его профессиональных коллег, тонкие изменения яркости были реальными и Французская академия опубликовала более ста статей по этому вопросу. К великому сожалению французских ученых, N-лучи оказались полностью мнимыми, они были классическим продуктом эффекта «ожидаемого результата». Это продемонстрировал американский ученый Роберт Вуд, который незаметно вынул из демонстрационного образца алюминиевую призму и это никак не повлияло на результаты проводимого Бондло эксперимента. Об этом слуае написал известный репортер Уильям Сибрук и индустрия N-лучей мгновенно рухнула. История с N-лучами демонстрирует, что вполне возможно, результаты субъективных Hi-Fi экспериментов – это обычный самообман.
КРАТКАЯ ИСТОРИЯ СУБЪЕКТИВИЗМА.
На заре истории звуковоспроизведения обозреватели неоднократо утверждали, что акустический граммофон звучит неотличимо от реальных звуков. Такие заявления проливают свет на то, как впечатлительность человека влияет на его субъективные впечатления. В послевоенный период возрос интерес к качественному воспроизведению звука и появились первые технические стандарты, такие как DIN 45-500, которые затем пересматривались по мере появления новых данных. К концу 1960-х годов стандартом Hi-Fi стало: «THD менее 0,1% без искажений типа “ступеньки”, частотной характеристики 20-20000 Гц и как можно меньше шума». В начале 1970-х годов к стандарту добавилась нормированная скорость нарастания выходного напряжения и наличие защиты от перегрузки. Подход к стандартизации звучания всегда был исключительно научным и было совершенно нормально читать сравнительные обзоры усилителей только с техническими характеристиками без упоминания сравнительных прослушиваний.
Датой рождения субъективизма можно считать сентябрь 1976 года, когда в журнале Hi-Fi News Пол Мессенжер (Paul Messenger) открыл рубрику «Субъективные звуки» (Subjective Sounds). Мессенджер тогда написал: «Оценка звучания будет здесь чисто субъективой, т. к. точные измерения отнимают слишком много времени и ресурсов. Несмотря на то, что оценка на слух может быть ошибочной, она все равно является наиболее чувствительным и разносторонним инструментом для оценки». Как видно, субъективизм по началу был скорее целесообразный, чем политический. Примечательно, что ни одна из первых статей не содержала никаких ссылок на звук усилителя. Затем, в марте 1977 года была опубликована статья Жана Хираги (Jean Hiraga), в которой говорилось о недостатках отрицательной обратной связи и удивительно хорошем звучании усилителя с 2% THD. В том же выпуске Пол Мессенджер заявил, что ламповый усилитель Radford звучит лучше, чем транзисторный и к концу года Субъективизм уже можно было считать окончательно сформировавшимся течением. В августе 1977 года возник Хирага с весьма спорным набором претензий к звучанию различных акустических кабелей, после этого уже абсолютно любая аудио гипотеза стала приниматься ко вниманию.
О ПРЕДЕЛАХ ВОСПРИЯТИЯ.
Во время субъективных тестов необходимо учитывать особенности человеческого слуха. Вопреки мнению некоторых субъективистов, на эту тему уже существует огромный объем научной информации, и главные пункты можно кратко суммировать так: наименьшее изменение амплитуды звука, которое может быть обнаружено на слух, составляет около 0,3 дБ для чистого тона. В обычных ситуациях он составляет от 0,5 до 1,0 дБ. Это составляет примерно 10% амплитуды сигнала [4]. Наименьшее слышимое изменение частоты тона составляет около 0,2% в полосе 500–2000 Гц к которой ухо наиболее чувствительно [5]. Наименьший слышимый процент гармонических искажений — нелегкая цифра для определения. Включаются многие переменные и, в частности, непрерывно изменяющиеся уровни сигналов, которые означают, что уровень генерируемого THD также динамически изменяется. При наличии преимущественно гармоник низкого порядка обнаруживаемая величина составляет около 1%, хотя искажения типа ступеньки могут быть восприняты на уровне 0,3% и, вероятно, ниже. Тем не менее, нет никаких доказательств того, что усилитель с 0,001% THD, звучит чище, чем усилитель с 0,005% [6].
Измерения THD, сделанные с помощью обычного анализатора с режекторным фильтром, малопригодны для определения характера звучания аудио тракта. Для музыки уровень интермодуляций явно более значим, чем сами гармоники. Тем не менее, THD-тесты имеют уникальное преимущество, заключающееся в том, что проверка искажений на осциллографе дает опытному наблюдателю непосредственное понимание причины нелинейности. Существует множество других тестов на искажения, которые хотя и малоинформативны, зато работают во всей полосе звуковых частот и хорошо коррелируют с правильно проведенными THD тестами. Интермодуляционный тест Белчера (Belcher), показанный на рис. 1, заслуживает большего внимания, чем он получил.
Недоверие к результатам тестирования THD существует потому, что разрешение большинства измерителей THD не позволяет проверить нелинейность сигналов низкого уровня (обнаружить теоретически возможные микро-ступеньки на синусоиде). Хоксворд (Hawksford), например, заявил, что «пороговые явления низкого уровня … устанавливают ограничения на предельную прозрачность аудиосистемы» [7], а некоторые авторы утверждают, что окисленные металлические контакты имеют нелинейную ВАХ (состоят из множества так называемых “микро-диодов”). Эта гипотеза может быть легко опровергнута с использованием более чувствительных методов THD. Я разработал метод измерения THD до 0,01% при среднеквадратичном значении 200 микровольт и применил его к большим электролитам, соединителям различного происхождения и длинным медным кабелям с предполагаемыми “магическими” свойствами и без них. Этот метод потребовал разработки сверхнизкого шума (EIN = – 150 дБу) и крайне низкого коэффициента нелинейных искажений [8]. Метод измерения показан на рис. 2. Использование аттенюатора с низким значением сопротивления для уменьшения входного сигнала снижает шум Джонсона до минимума. Ни в одном из тестов не было обнаружено каких-либо необычных искажений и, полагаю, вопрос “микро-диодов” и “микро-ступенек” можно теперь закрыть.
Межканальные перекрёстные помехи, очевидно, могут ухудшать стереофоническое разделение, но эффект не обнаруживается, пока он не станет хуже, чем 20 дБ, а помехи такого уровня не встречаются в нормально спроектированном усилителе [9].
Значение фазы и искажений групповой задержки долгое время были предметом споров. Как отметил Стэнли Липшиц (Stanley Lipshitz) и некоторые другие авторы, эти эффекты, очевидно, ощутимы если они достаточно грубы; если бы усилитель был столь плох, чтобы усиливать верхнюю половину звукового спектра через три часа после нижней, то эти эффекты можно было бы обсуждать, иначе не имеет смысла. Более того, озабоченность по поводу фазы сосредоточена не на усилителях, а на громкоговорителях и кроссоверах, как единственном месте, где фазовый сдвиг может существовать без сопровождающего его изменения частотной характеристики, чтобы сделать его заметным. Липшиц продемонстрировал [10], что пропускание сигнала через фильтр второго порядка (all-pass), который дает частотнозависимый фазовый сдвиг без изменений уровня сигнала, изменяет звучание. В то же время, результаты BBC, данные Харвудом (Harwood) [11], это не подтверждают и вопрос до сих пор остается открытым. Это противоречие не имеет большого значения при разработке усилителей, поскольку для создания схемы, включающей случайный фильтр для всех частот, потребуется поистине впечатляющая некомпетентность. Без фильтрации по всем частотам, фазовая характеристика усилителя полностью определяется его частотной характеристикой и наоборот. В теории это второй закон Боде [12] и его неплохо бы выучить каждому субъективисту. Таким образом, правильно спроектированный усилитель имеет завалы АЧХ за пределами звукового диапазона, только там будут наблюдаться фазовые сдвиги, но там их услышать невозможно [8].
Согласно психоакустике, работа уха человека сильно отличается от работы точного, измерительного инструмента. Высокая чувствительность, возможность определения направления источника звуков и динамический диапазон слуха человека впечатляет, но ухо не способно определять небольшие изменения амплитуды или обнаруживать низкоуровневые сигналы, такие как гармонические искажения. Это неудивительно: с эволюционной точки зрения, слух должен предупреждать о приближающейся опасности (чувствительность и нахождение ориентации являются первостепенными) и должен максимально разборчиво воспринимать речь. В восприятии речи идентификация формант и гласных-согласных, являются бесконечно более важными, чем любой параметр Hi-Fi. Предположительно, существование музыки как источника удовольствия является случайным побочным эффектом наших удивительных способностей восприятия речи, но точная причина воздействия музыки на наши эмоции не известна.
ДОГМЫ СУБЪЕКТИВИСТОВ
Все утверждения перечисленные ниже, получили такое широкое распространение в прессе, что часть из них теперь воспринимается как факт. На самом деле, ни одно из них за последние пятнадцать лет не было экспериментально подтверждено. Этот печальный факт сравним, пожалуй, лишь с учением парапсихологии.
- «Синусоида – это простой сигнал в сравнении с реальным, музыкальным сигналом, с помошью синусоиды невозможно протестировать усилитель всесторонне». Это утверждение подразумевает, что те, кто использует THD-анализатор, безнадежно наивны. Синусы и косинусы состоят из бесконечной серии отличных от нуля дифференциалов, слово «простой» вряд ли подходит для их описания. Нет никаких доказательств того, что, например, синусоидальные колебания с произвольно изменяющейся амплитудой обеспечили бы более точный тест усилителя, чем просто синусоидальные колебания. Я считаю, что недооценка синусоидального тестового сигнала является результатом иррациональных попыток “одушевления” усилителей субъективистами, как будто усилители могут думать о том, что они усиливают. Двадцать синусоид разных частот могут быть концептуально сложными для нас, а звучание симфонического оркестра еще более сложным, но для усилителя оба составных сигнала описываются одним и единственным мгновенным напряжением, которое должно быть усилено по амплитуде и представлено на выходе с низким импедансом. Скорость перехода от одного мгновенного напряжения к другому имеет конечную величину, определяемую частотной и амплитудной характеристиками сигнала: у большого симфонического оркестра эта скорость не будет выше, чем у синусоиды, а исправный усилитель не может различно реагировать на сигналы, поступающие на его вход, он воспринимает любой сигнал одинаково.
- «Конденсаторы отрицательно влияют на проходящий через них сигнал и это влияние не поддается измерениям». Несколько авторов упоминали о пропускании импульсных сигналов через два разных типа конденсатора и последующем вычитании результата, утверждая, что ненулевой остаток доказывает, что конденсаторы могут вводить звуковые ошибки. На самом деле такие тесты выявляют только технические недостатки конденсаторов, такие как диэлектрические потери, внутреннее сопротивление, и, возможно, уязвимость диэлектрической пленки в электролите для обратного смещения. Никто еще не продемонстрировал, как эти недостатки могут вызвать “конденсаторную слышимость” в правильно спроектированном оборудовании.
- «Прохождение звукового сигнала через кабели, дорожки печатной платы и переключающие контакты приводят к кумулятивному ухудшению звучания. Контактные поверхности из драгоценного металла уменьшают, но не устраняют проблему. Этот феномен также невозможно обнаружить с помощью тестов на нелинейность». Обеспокоенность по поводу “звучания” кабелей широко распространена, но можно с уверенностью сказать, что пока нет ни малейшего подтверждения этого явления. Синусоидальный сигнал по определению проходит через провод без каких-либо значимых для нашего случая изменений и поэтому на гипотезу о “полупроводниковости” провода можно спокойно не обращать внимания. Никто еще не придумал никаких правдоподобных средств обнаружения и, тем более, измерения деградации звука в кабеле. Наиболее важным параметром кабеля громкоговорителя, вероятно, является его сосредоточенная индуктивность. Это может привести к незначительным изменениям в частотной характеристике на самом верху звукового диапазона, зависимым от импеданса нагрузки кабеля. Но эти отклонения вряд ли превысят 0,1 дБ для разумных конструкций кабелей (индуктивность менее 4 мкГн). Сопротивление типичного кабеля (около 0,1 Ом) вызывает некоторые осцилляции по всей полосе частот, следуя кривой импеданса громкоговорителя, но обычно они не превышают уровня 0,05 дБ, а это невозможно услышать. Причиной деградации сигнала так-же считают коррозию и окислы на контактах переключателей и разъемов. На сегодняшний день наиболее распространенной формой “контактной деградации” является образование изолирующего сульфидного слоя на серебряных контактах, происходящих от загрязнения воздуха сероводородом; в последние годы проблема, похоже, прогрессирует. Обычно это приводит к исчезновению сигнала за исключением случаев, когда пики сигнала временно пробиваются через слой сульфидов. Эффект необходимо учитывать, но он не относится к “теориям тонкой деградации”. Позолота – единственное известное лекарство. Это стоит дорого, переключатель с золотыми контактами может стоить в пять раз больше, чем посеребренный.
- «Кабели являются направленными и лучше передают звук в одном направлении, чем в другом».Звуковые сигналы – это переменный ток. Кабели не могут быть направленными, так же, как 2 + 2 не может быть равным 5. Любой, кто верит в эту глупость, не сможет проектировать усилители, поэтому нет смысла в дальнейших комментариях.
- «Звук ламп по своей природе превосходит звук любого полупроводника». «Ламповый звук» – это единственное явление, которое может иметь реальное объяснение: известно, что дополнение в музыкальный сигнал чётных гармоник звучит красиво [13], большинство ламповых усилителей добавляют в звук четные гармоники из-за трудностей в обеспечении хорошей линейности с небольшими коэффициентами обратной связи. Хотя это и может звучать неплохо, но для Hi-Fi важнее точная передача оригинального сигнала и, если уж это кому-то надо, то в усилителе четные гармоники можно добавлять отдельной кнопкой “ламповость”. Использование ламп приводит к трудноразрешимым проблемам с линейностью, надежностью и необходимостью использования устрашающе дорогих (и еще раз нелинейных) трансформаторов с сердечником. Сейчас модно делать усилители с открытыми, никак не защищенными лампами. Сомневаюсь, что хрупкая стеклянная колба, содержащая раскаленный анод с сотнями вольт постоянного напряжения на ней, удовлетворяет требованиям безопасности для предметов домашнего пользования. Модным направлением в Субъективизме стали однотактные усилители на прямонакальных триодах, сделанных, как правило, в чрезвычайно дорогих, моноблочных системах. Такой усилитель имеет большое количество четных гармоник из-за своей асимметрии и требует громоздкого выходного трансформатора. Максимальная выходная мощность такого усилителя не более 10 Вт. Одна из последних “разработок” – триодный усилитель Cary CAD-300SEI дающий 3% THD при 9 Вт и цене 3400 долларов [14].
- «Чем меньше в усилителе используется отрицательная обратная связь, тем лучше звучит усилитель». Отрицательная обратная связь по сути своей не является плохой; это абсолютно необходимый принцип электронного дизайна, и, если он используется должным образом, то обладает замечательной способностью улучшать практически каждый параметр. Как правило, критики имеют в виду общую обратную связь, местная отрицательная обратная связь неохотно считается приемлемой, вероятно, потому, что сделать схему вообще без обратной связи практически невозможно. Часто говорят, что высокие уровни ООС обеспечивают низкую скорость нарастания. Это совершенно неверно и эта сложная проблема подробно рассматривается в разделе 2.5.1. Более подробно о скорости нарастания см. также [15].
- «Регуляторы тембра вызывают ухудшение звучания даже при установке в нулевое (линейное) положение». Это явление обычно объясняют «сдвигом фазы», но тон-контроль, установленный на «линию», не может быть изменять фазу и, таким образом, должен быть неслышим. Я считаю, что регуляторы АЧХ абсолютно необходимы для коррекции акустики помещения, недостатков громкоговорителей и тонального баланса исходного материала, и что многие люди страдают от неоптимального звучания в результате этой моды. В настоящее время критики регуляторов тембра предлагают исправлять АЧХ, меняя громкоговорители. Это необычайно дорогостоящий способ избежать установки регуляторов тембра.
- «Конструкция источника питания оказывает тонкое воздействие на звук, это влияние проявляется независимо от технических проблем источников, таких как пульсация». Работа хорошего усилительного каскада не зависит от помех, исходящих от нормально спроектированного источника питания. Особенно хороши в этом смысле операционные усилители. По поводу влияния БП на звук написано больше бессмысленности, чем на все другие субъективные темы – рекомендуют отдельную, жесткую проводку электросети, использование позолоченных штепселей на 13 А, – все это совершенно иррационально и оторвано от реальности. Где вы остановитесь со своей проводкой, на местной подстанции? Должны ли мы при этом позолотить линии электропередач?
- «Два независимых моно усилителя мощности всегда превосходят по звуку обычный стерео усилитель благодаря снижению перекрестных помех». Совершенно необязательно делать два усилителя чтобы избавиться от перекрестных помех до уровня ниже -20 дБ (-20 дБ — уровень незаметности перекрестных искажений). Последний стерео усилитель, который я разработал, имел -90 дБ на 10 кГц без каких-либо дополнительных мер предосторожностей. Преданные последователи субъективной моды дорого платят за этот пункт, ведь стоимость двух моно усилителей почти в два раза выше обычного стерео.
- «Микрофонный эффект в деталях усилителя заметно влияет на звучание, поэтому дополнительное демпфирование всех возможных вибраций – хорошая идея». Микрофонный эффект свойственен чувствительным предварительным усилителям на лампах. Если он и возникает в твердотельных усилителях, то его уровень оказывается настолько ниже уровня шума, что практически не обнаруживается. Описание экспериментов такого рода я не встречал за ненадобностью, поэтому я предлагаю следующее доказательство – возьмите микрофонный предусилитель, работающий с усилением +70 дБ, и резко постучите по входным конденсаторам (электролитическим) с помощью отвертки – в колонках мы услышим только едва различимый звук. Надеюсь, ни у кого не вызовет сомнений, что ударное воздействие на электролитический конденсатор (это единственный компонент, который подвержен микрофонному эффекту) значительно сильнее, чем может воздействовать любая паразитная акустическая вибрация, то-есть, паразитный микрофонный эффект в усилителях мощности, если он вообще возникает, должен быть настолько малым, что его нельзя обнаружить из-за маскирования собственными шумами уилителя.
Давайте на минуту предположим, что некоторые или все из приведенных выше гипотез верны — перечисленные эффекты не обнаруживаются обычными измерениями, но при этом слышимы. Тогда, по логике, для каждого слышимого дефекта происходит некоторое изменение характера звуковых колебаний достигающее наших ушей, вызванного некими изменениями формы электрического сигнала в усилителе. Любая другая отправная точка предполагает, что помимо электрических сигналов есть какой-то другой передающий информацию путь и мы сталкиваемся с магией или силами, неизвестными науке. К счастью, ни один субъективист (пока) не предложил это. Следовательно, в аудиосигналах должны быть дефекты, однако они не выявляются обычными методами тестирования. Возможна ли такая ситуация? Существуют два более-менее правдоподобных объяснения этого феномена: во-первых, недостаточное разрешение измерительной аппаратуры, то-есть мы должны измерять частотную характеристику и т. д. до тысячных долей дБ, но нет никаких доказательств того, что такие микроотклонения слышны даже в отдельных, крайних случаях. Альтернативное (и более популярное) объяснение состоит в том, что стандартный синусоидальный измерительный сигнал не “возбуждает” некие, тонкие механизмы искажений, которые возбуждаются только музыкой, произносимым словом или чем-то еще. Это предполагает, что “музыкальные искажения” остаются незаметны во время мультитоновых, интермодуляционных тестов и даже при тестировании сложными, псевдослучайными сигналами, используемыми в тесте на искажение Белчера [16]. Метод Белчера эффективно проверяет звуковой тракт на всех частотах одновременно, и трудно представить реальный дефект, который мог бы его избежать.
За прошедшие с момента публикации годы, лагерь субъективистов не смог ничего возразить против такого доказательства их некомпетентности. Упрощенная версия теста была введена Халфером (Hafler) [18]. Этот метод менее чувствителен, но имеет то преимущество, что в сигнальном тракте использовано меньше электроники и нет переключателей. См. рис. 4. Схема приведена специально для одного известного субъективиста, который утверждает, что пассивный коммутатор, используемый для теста Баксандаллом, вызывает такое сильное ухудшение качества звучания, что подавляет искомый сигнал ошибки [19]. Я не считаю это разумным доводом. Вся приведенная мной доказательная база до сих пор игнорируется лагерем субъективистов; не было предпринято никаких попыток ответить на чрезвычайно серьезные возражения, которые вызывают предложенные тесты. Более того, за двадцать лет, прошедших с момента рождения Субъективизма, никто так и не обнаружил никаких новых параметров, отвечающих за качество музыкального сигнала.
ДЛИНА АУДИО ЦЕПИ.
Еще одно непреодолимое возражение против существования неизмеряемых искажений в усилителях состоит в том, что в процессе записи любой звук хотя бы один раз проходит через звукорежиссерский микшер. Некоторые треки, такие как вокал и соло гитара, практически всегда проходят через пульт дважды – сначала при записи, затем при сведении. Далее, сигнал проходит через крайне “узкое место” – аналоговый магнитофон или АЦП и цифровой рекордер. Таким образом, на своем пути от живого звука до наших ушей аудио сигнал проходит по меньшей мере через сто операционных усилителей, десятки разъемов и несколько сотен метров обычного и экранированного кабеля. Если и могут происходить какие либо мистические деградации звука в домашнем Hi-Fi, то нет никаких логичных оснований утверждать, что искажения, которые были введены последними 1% пути, являются критическими для восприятия.
ПОСЛЕДСТВИЯ.
Субъективизм, несомненно, имеет негативные последствия. Оборудование оценивается с помощью спорных, субъективных критериев, которые невозможно подтвердить и повторить рациональными методами. Такое положение вещей чрезвычайно несправедливо по отношению к нормальным производителям, поскольку никакие субъективные оценки не могут быть ими точно воспроизведены и коммерческий успех каждой модели полностью зависит от капризов моды. Это хорошо для одежды и мебели, но Hi-Fi бизнес все еще требует точности воспроизведения — это его основная отличительная черта и, следовательно, покупатель вправе ожидать, что техническое совершенство у Hi-Fi аппаратуры будет доминировать. Субъективизм ставит в незавидное положение и разработчиков схем. Никакая степень изобретательности или внимания к техническим деталям не гарантирует им хороший отзыв в прессе, инженеры вынуждены внедрять модные и дорогостоящие решения, такие, например, как линейно-кристаллическая внутренняя проводка (linear-crystal internal wiring), даже если они уверены, что эта проводка не имеет никакого значения. Разработчики теперь постоянно сталкиваются с выбором между вынужденным применением чего нибудь из “субъективистского набора” или прекращением общения с отделом маркетинга.
Если не учитывать объективные измерения, неизбежно будут появляться плохие усилители, часть из которых будет настолько плоха, что дефекты звучания обязательно окажутся слышны. В последних обзорах [20] можно найти предусилитель Counterpoint SA7 за 795 фунтов стерлингов, который имеет перегрузочную способность всего 12 дБ, еще один предусилитель стоимостью 2040 фунтов стерлингов – Burmester 838/846 имеет 15 дБ. Quicksilver, стоимостью 1550 фунтов, имеет на частоте 1kHz коэффициент гармоник 1%, что вызывало бы ужас еще десять лет назад, тем не менее, заплатив 5700 фунтов стерлингов за Audio Research M100, состоящий из двух моноблоков, можно снизить коэффициент гармоник 0,3%. Это не означает, что нельзя купить «аудиофильский» усилитель с хорошими техническими характеристиками, например пара из предусилителя и усилителя мощности Audiolab 8000C / 8000P обеспечивает очень приличный запас по перегрузке в 31 дБ и искажения на 1 кГц ниже 0,003% всего за 725 фунтов стерлингов. Я считаю, что это показательная выборка, и по ней можно судить о парадоксальности сложившейся ситуации, когда самое дорогое оборудование обеспечивает наихудшие объективные характеристики. Думаю, что большинство людей согласятся с тем, что это странное положение дел. Наконец, я считаю, что аморально уверять любителей музыки в том, что за хороший звук они должны заплатить порядка 2000 фунтов, тогда как наука и здравый смысл указывают на то, что это совершенно необязательно.
ПОЧЕМУ ВСЕ ТАК ПОВЕРНУЛОСЬ?
Почему Hi-Fi сегодня находится в таком неоднозначном состоянии? Я считаю, что одной из основных причин являются особенности человеческого восприятия – человек не может долго удерживать в памяти и точно описывать свои музыкальные впечатления. Акустическая память исчезает быстрее, чем зрительная, гораздо легче представить себе, как выглядит лондонский автобус, чем вспомнить детали звучания музыкального произведения. Так же, в аудио при всем желании невозможно «приглядеться внимательней» – увеличение громкости воспринимается нами как и увеличение яркости телевизионного изображения: как только достигается оптимальный уровень, любое дальнейшее увеличение становится раздражающим, а затем болезненным.
В экспериментальной психологии в течение многих лет повсеместно признается, что в субъективных экспериментах люди склонны воспринимать то, что они хотят воспринимать. Это часто называют эффектом «ожидания экспериментатора». Этот эффект более тонок и коварен, чем кажется, и история науки усеяна разрушенными карьерами тех, кто его не учитывал. Самообман чаще всего встречается в таких областях, как биология, где нет методов точной проверки результатов, хотя исходные данные и могут быть численными. Когда единственными «результатами» являются неподтвержденные математически субъективные впечатления, опасность ошибки крайне высока, независимо от того, насколько опытен экспериментатор. В психологической работе необходима крайняя осторожность в выводах, обязательным является привлечение беспристрастных наблюдателей, проведение двойных слепых методов тестирования и строгих статистических выборок. Подавляющее большинство трудов Субъективистов полностью игнорирует эти предосторожности с весьма предсказуемыми результатами. На сегодняшний момент я знаю уже несколько случаев, когда контрольное прослушивание было проведено надлежащим образом и это привело к тому, что разные усилители звучали одинаково. Отсюда становится очевидным, что эффектом «ожидания экспериментатора» играет доминирующую роль в широком распространении субъективизма.
Примечательно, что в субъективистском аудио «правильный» ответ всегда более дорогой или неудобный. Однако, в электронике редко все происходит так просто. Значительные улучшения чаще всего связаны с новой схемотехникой или с новым типом полупроводника, а не рекомендациями более дорогих компонентов того же типа. Автомобиль не поедет быстрее с платиновыми поршнями. Сложно провести тщательный статистический анализ, но похоже, что субъективное качество оборудования коррелирует гораздо больше с ценой, чем с чем-либо ещё. Возможно, здесь есть отголосок Протестантской трудовой этики (Protestant Work Ethic) – чтобы получить настоящее удовольствие, надо сначала пострадать.
Одной из причин распространения субъективизма является эффект «я тоже». Многие люди неохотно признают, что они не чувствуют тонкостей звучания — никто не хочет, чтобы их называли бесчувственными или глухими. Так же, невозможно опровергнуть заявления, что демонстрация не удалась из-за неподходящей комбинации аппаратуры используемой во время оспариваемых тестов или оправданий, что исследуемые явления слишком деликатны для грубой инженерной логики. Все это — сплошные голословные заявления.
ПЕРСПЕКТИВА.
Кажется маловероятным, что субъективизм исчезнет в обозримом будущем, учитывая тот импульс, который он уже приобрел и неослабевающее внимание публики к безапелляционным, субъективистским оценкам. В идеальном мире каждое такое заявление было бы встречено громкими требованиями доказательств, однако история неоднократно демонстрировала нам, что люди могут верить чему угодно. Можно предположить, что субъективизм продолжит свое существование по той же причине, что и парапсихология. Всегда найдутся люди, которые будут верить в то, во что они хотят верить, несмотря на самые веские доказательства.
НЕКОТОРЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ОШИБКИ.
В технической области так же встречаются устоявшиеся, ошибочные мнения. Например, если в усилителе класса B увеличить ток покоя, чтобы он работал в классе A на малых сигналах (перейти в класс AB), то большинство людей скажут вам, что искажения будут уменьшаться по мере приближения к классу A. Это неверно. Правильно разработанный усилитель покажет больше искажений в классе AB из-за резких изменений усиления, присущих переходу от A к B в каждом цикле. Теперь появилась возможность делать такие открытия благодаря новым разработкам усилителей с ультра-низкими искажениями. Снижение искажений до теоретически возможного нижнего уровня является основополагающим требованием для серьезных проектных работ. По крайней мере, в классе B это дает технический стандарт работы усилителя, который я назвал «Безукоризненным» (Blameless), так как такой усилитель безошибочно передает сигнал, а не претендует на какие-то не понятные, субъективные достоинства. Можно использовать стандартную конфигурацию усилителя мощности класса B и с помощью незначительных модификаций уменьшить его искажения до уровня ниже уровня шума на низких частотах. Это соответствует приблизительно 0,0005-0,0008% THD, в зависимости от точности настройки схемы, а фактически искажения могут оказаться существенно ниже, если использовать методы спектрального анализа для отделения гармоник от шума.
АБСОЛЮТНАЯ ФАЗА.
Абсолютная фаза означает сохранение сигнальной фазы на всем пути от микрофона до громкоговорителя так, чтобы ударное воздействие барабана, звучание которого начинается положительной полуволной в направлении аудитории, воспроизводилось точно так-же через громкоговоритель домашней системы. Поскольку известно, что ухо различают сжатие и разрежение воздуха на низких частотах, существует все основания предпологать, что абсолютная фаза имеет значение. Не ясно, как это относится к другим инструментам помимо барабанов, для которых все выглядит достаточно просто — вы бьете в барабан, диафрагма после удара движется наружу и начало переходного процесса оказывается волной сжатия воздуха (сразу после волны разрежения). Но непонятно как в этом случае поступать с электрогитарой. Стандартная линия рассуждений – “возбуждение струны перемещает ее в заданном направлении, что дает такую-то полярность сигнала, которая затем приводит к определенному направлению движения диффузора громкоговорителя” не работает. Невозможно узнать, как намотаны звукосниматели, какая фаза звукоснимателя выбрана гитаристом с помощью переключателя и многое другое, например, непредсказуемость поведения фазы в гитарных усилителях, где ее сохранение никем не гарантируется.
Ситуация еще менее очевидна, если речь идет о более чем одном инструменте, что конечно же, происходит почти все время. Очень сложно понять, как две электрические гитары, звучащие вместе, могут иметь «правильную» фазу, чтобы их правильно слушать. Недавняя работа по слышимости абсолютной фазы [21][22] показывает, что в некоторых случаях она обнаруживается. Если форма сигнала имеет остроконечную асимметрию и связанный с ней резкий звук, то при смене фазы такого сигнала изменяется тембр звука и, по мнению некоторых экспертов, создается ощущение изменения высота тона. Для получения такого эффекта необходимо использовать моно сигнал. На реальном музыкальном сигнале смена фазы не сопровождается какими то заметными различиями звучания, тем не менее, стандарты для поддержания абсолютной фазы уже начинают появляться [23].
см. первоисточник или копия на Back To Music.
Список литературы:
[1] Martin Gardner. “Fads & Fallacies In The Name of Science” Ch.12, pp.140-151. Pub. Dover.
[2] David F. Mark “Investigating The Paranormal”. Nature, Vol.320, 13 March 1986.
[3] Randi,J “Flim-Flam! Psychics, ESP, Unicorns and other Delusions.” Prometheus Books, 1982. pp196-8
[4] Harris J.D. “Loudness discrimination” J. Speech Hear. Dis. Monogr. Suppl. 11, p.1-63.
[5] Moore, B.C.J. “Relation between the critical bandwidth k the frequency-difference limen.” Journ. Acoust. Soc. Am. 55, p.359.
[6] Moir, J. “Just Detectable Distortion Levels” Wireless World, February 1981, pp. 32-34.
[7] Hawksford, M. “The Essex Echo” Hifi News & RR, May 1986, p.53.
[8] Self, D. “Ultra-Low-Noise Amplifiers & Granularity Distortion” Journ. Audio Eng.Soc, November 1987, pp907- 915.
[9] Harwood & Shorter. “Stereophony & The effect of crosstalk between left and right channels” BBC Engineering Monograph No 52.
[10] Lipshitz et al, “On the audibility of midrange phase distortion in audio systems” JAES, September 1982, pp.580-595.
[11] Harwood, H. “Audibility of phase effects in loudspeakers” Wireless World, January 1976, pp.30-32.
[12] Shinners, S. “Modern control system theory and application” publ. Addison-Wesley, p310.
[13] King, G. “Hi-fi reviewing” HFN & RR, May 1978, p.77.
[14] Harley,R “Review of Cary CAD-300SEI Single-Ended Triode Amplifier” Stereophile Sept 1995, p141
[15] Baxandall,P “Audio power amplifier design” Wireless World, January 1978, p56.
[16] Belcher, RA. “A new distortion measurement” Wireless World, May 1978, pp.36-41.
[17] Baxandall,P “Audible amplifier distortion is not a mystery” Wireless World, November 1977, pp.63-66.
[18] Hafler, D. “A Listening Test for Amplifier Distortion”, HiFi News & RR, November 1986, pp.25-29.
[19] Colloms, M. “Hafler XL-280 Test”. HiFi News & RR, June 1987, pp.65-67.
[20] “Hifi Choice; The Selection” Pub. Sportscene, 1986.
[21] Greiner & Melton, “A Quest For The Audibility of Polarity” Audio, Dec 1993, p40
[22] Greiner & Melton, “Observations on the Audibility of Acoustic Polarity” Journ. Audio Eng. Soc. Vol 42 #4, April 1994.
[23] The AES. “Draft AES recommended practice Standard for professional audio- Conservation of the Polarity of Audio Signals.” Inserted in: Journ. Audio Eng. Soc. Vol 42 #11, Nov 1994.