Początki zawsze są trudne we wszystkim co się robi i również nie omija to mnie na tym blogu. Wracając jednak do głównego mojego celu chciałbym podzielić się pewnymi spostrzeżeniami dotyczącymi odtwarzania dźwięku przez urządzenia elektroniczne i problemami związanymi z tym zanim skoncentuję się na głównym celu tj. opisie i realizacji systemu nazwanego z angielska current-driving.
Gdy słuchamy muzyki poprzez głośnik zawsze to wyczuwamy , że jest to dźwięk sztuczny. Powstał nawet pewnego rodzaju zwyczaj mówienia , że to gra dobrze lub gorzej, ma taki a nie inny charakter w odniesieniu do systemu nagłaśniajacego.
Pytanie czy tak powinno być? Moim zdaniem system powinien być przeźroczysty i nie pozostawiać swojego odcisku na materiale dźwiękowym na tyle na ile jest to możliwe.
Zgodnie z matematyką Fouriera , każdy przebieg funkcji mozna przedstawić za pomocą sumy funkcji sinus i cosinus. Tak też jest z dźwiękiem gdy jest on przetwarzany w układach elektronicznych i elektromechanicznych, gdzie sygnały które są nośnikiem tegoż dźwieku , a więc napięcie czy prąd, można poddać tzw. analizie (rozkładowi) fourierowskiej. Gdy to zrobimy okazuje się , że na wyjsciu każdego niemalże układu aktywnego pojawiają się dodatkowe składniki, których orginalnie tam nie było. Stąd bierze się pojęcie podkolorowania czy też specyficznego brzmienia różnych systemów dźwiękowych. Tutaj skupiać się jednak będę na tm co jest dodawane przez wzmacniacze mocy i głośniki same w sobie.
Wzmacniacze są układami aktywnymi, które przetwarzają napięcie zasilania na napięcie lub prąd podawane do obciążenia. W przypadku wzmacniaczy akustycznych jest to głośnik lub system głośników z filtrami. Nazywane są te układy wzmacniaczami mocy z powodów raczej zwyczajowych bo w rzeczywistości moc jest w nich tracona. Przekształcają one jednak sterujące napiecie wejściowe na napięcie i prąd wyjściowy , który jest w stanie poruszać przetwornik elektroakustyczny służący do wytworzenia fali akustycznej generalnie w otaczający go powietrzu, czyli dostarczaj mocy do obciążenia. W 99% tym przetwornikiem jest głośnik elektrodynamiczny, w którym prąd elektryczny, przepływający przez cewkę umieszczoną w polu magnetycznym, powoduje ruch membrany.
Wzmacniacz akustyczny , jakikolwiek by nie był, jest urządzeniem w którym powstają dodatkowe sygnały zniekształcające w pewien sposób zmieniające oryginalny sygnał wejściowy. Częstokroć podaje się wartość tzw. THD+N (total harmonic distortion plus noise) jako liczbę czy to w postaci ułamka procenta czy też w tzw dB (decybelach). Chodzi o to ile powstało dodatkowych , nie istniejących w oryginalnym sygnale sterującym, składowych fourierowskich i szumu. Dla dobrze zaprojektowanego i wykonanego wzmacniacza jest to wartość na tyle mała, że trudno było by uznać ją za niepokojącą, a raczej ginącą w głównym materiale dźwiękowym. Jest jednak coś gorszego, a mianowicie tzw. intermodulacje (IM). Intermodulacja jest to powstawanie dodatkowych składowych dźwięku w przypadku gdy więcej niż jedna sinusoidalna składowa fourierowska podawana jest na wejście wzmacniacza - co oczywiście zwykle ma miejsce w realnym sygnale. Te dodatkowe składowe powodują wyczuwalną zmianę w brzmieniu dżwięku w zależności od ich wartości i położenia na osi częstotliwości. Gdyby tylko te dodatkowe składniki były produkowane przez wzmacniacz to nie było by tak źle. Wiekszość wzmacniaczy jak wspomniałem ma dość dobre parametry. Okazuje się jednak, że głównym źródłem zniekształceń i intermodulacji jest głośnik jako taki. To za sprawa tego elementu w łańcuchu odtwarzania powstaje najwięcej zniekształceń. Jak to jest możliwe, że element pasywny za jaki uważanay jest głośnik produkować może nie tylko zniekształcenia ale też intermodulacje? Otóż głośnik jest wszystkim ale nie elementem pasywnym. Dzieje się tak z powodu jego budowy. Zachodzi w nim interakcja prądu płynącego przez cewkę ze wzmacniacza z polem magnetycznym magnesu stałego, skutkiem czego membrana się porusza lecz ten ruch powoduje również powstawanie własnego pradu w cewce. Jest to analogia do działania mikrofonu dynamicznego. Ten sam proces zachodzi w takim mikrofonie.
Trazeba teraz postawić pytanie. Ilu z audiofili zaakceptuje istnienie w ich drogim sprzęcie mikrofonu wewntrz kolumn , który zakłócać będzie powstajcy z nich dźwięk?
Budowa współczesnych wzmacniaczy mocy jest taka, że umożliwiają one łatwą cyrkulację prądu własnego wytworzonego przez głośnik ponieważ mają one niemalże zerową impedancję wyjściową (oporność dla prdu zmiennego). Prąd ten jak już wspomniałem zostawia własny ślad na dźwięku wytworzonym przez głośnik zmieniając go.
Dochodzimy tutaj do momentu , w którym trzeba i mozna podjąć wysiłek inzynierski aby ten problem przezwyciężyć. O czym będzi w następnym przesłaniu :)
