Электронное
периодическое издание

Экологические критерии и параметры электроакустической аппаратуры

Хорошо известные и широко распространенные комплексы домашнего телевизионного театра обладают рядом свойств, на которых нам хотелось бы остановиться.

Первое, что обращает внимание, - это проблема стыковки трехмерного звукового образа и двухмерного зрительного. Попытка перенести зрителя в мир действия, происходящего на экране посредством создания трехмерного звукового образа, эквивалентна ситуации, когда мы едем в автомобиле и слышим все, что происходит кругом, но видим только через узкое окошко. Легко представить негативные эмоции, возникающие у вас. Особенно раздражающе это действует при использовании электроакустической техники, где происходит локализация источников звука, и звук просто перескакивает из угла в угол, не создавая пространственного звукового образа.

В данном случае мы сталкиваемся с ситуацией, когда переход на новый уровень влечет за собой изменение качественных критериев построения электроакустической техники с учетом психофизических особенностей нашего восприятия эмоциональных образов, то есть формирование некоего экологического подхода, объединяющего в себе как технические, так и психологические критерии.

Рассмотрим сначала электроакустическую часть комплекса.

При разработке усилительной части комплекса мы исходили из одного требования - создания комфортной акустической среды и минимизации вносимых субъективно слышимых искажений, то есть перенесения критерия качества с объективных показателей на субъективные. Хочется напомнить, что фундаментальные исследования линейных усилителей закончились в 30-е годы, а проблема привязки объективных параметров к субъективным почти не разработана. Не углубляясь во множество возможных психофизических и технических задач, стоящих при разработке усилителей, сформулируем основные:

• определение параметров, ответственных за формирование стабильного звукового образа с четкой локализацией;
• определение параметров, ответственных за разрешающую способность тракта к мельчайшим звуковым деталям;
• отбор и классификация субъективно значимых искажений;
• формулировка и определение требований к допустимости тех или иных искажений;
• разработка методик проведения измерений этих искажений;
• способность усилителя отдавать и поглощать большие импульсные токи при работе с комплексной нагрузкой;
• ряд задач, связанных с использованием комплектующих изделий;
• определение особенностей ламповых и транзисторных усилителей.

Основываясь на работах, проведенных в Институте психологии АН СССР, я остановился на ламповых усилителях по следующим причинам:

• большая линейность входных характеристик, единицы вольт вместо 25 мв у транзисторов;
• меньшая глубина требуемой отрицательной обратной связи, и более адекватный нашему восприятию спектр гармоник;
• рост крутизны с ростом тока, что эквивалентно экспандированию усиливаемого сигнала, а не компрессированию, свойственному транзисторам из-за падения крутизны с ростом тока;
• более простая схемотехника.

Спустя десять лет после начала промышленного выпуска усилителей можно с уверенностью сказать, что наши предпосылки полностью оправдались, но для достижения существующего качества пришлось поставить целый ряд задач, решить из которых мы смогли только некоторые, да и то частично. Вот основные:

• сформулирован критерий выбора оптимальной глубины отрицательной обратной связи;
• разработаны методики измерения выходного сопротивления усилителя;
• разработаны методики измерения выходных импульсных токов;
• получено аналитическое выражение, отражающее поведение тетрода 6П45С во всем диапазоне рабочих токов и напряжений, и на основании этого выражения построена трехмерная компьютерная модель параметров, позволяющая анализировать поведение выходного каскада в условиях комплексной нагрузки и оптимизировать его параметры;
• разработаны методики отбора пар выходных ламп во всем диапазоне рабочих токов;
• введено понятие “разрешающей способности” в субъективную оценку качества усилителя, характеризующую способность усилителя воспроизводить мельчайшие детали фонограммы, как на малых, так и на высоких уровнях громкости;
• поставлена задача исследования стабильности фазовых характеристик усилителя в зависимости от усиливаемого сигнала и ее влияние на локализацию звукового образа.

При достижении некоторого уровня разрешающей способности усилителей и акустических систем, становятся заметны различия в качестве звучания при использовании тех или иных соединительных кабелей. В наших работах, направленных на разработку субъективно нейтральных, не вносящих дополнительной “окраски” в звук кабелей, мы исходили из предпосылки создания кабеля с взаимно скомпенсированными погонной емкостью и индуктивностью. Решение этой проблемы потребовало создание специальной компьютерной программы, позволяющей оптимизировать укладку проводов в кабеле, исходя из критерия минимизации реактивного сопротивления кабеля. В результате проведенных работ нам удалось создать кабели, использующие дешевый обмоточный провод, но по качеству звучания не уступающие более дорогим, изготовленные из особо чистого серебра и стоящие на порядок выше. Все измерения производились методами субъективной экспертизы.

Другой важнейшей частью электроакустического тракта являются акустические системы. С нашей точки зрения, применяемые в комплексах телевизионного театра стандартные акустические системы с фронтальными звукоизлучателями не решают поставленных задач, так как не создают пространственного звукового поля по следующим причинам:

• имеют четко выраженную диаграмму направленности в горизонтальной плоскости;
• излучают сферическую акустическую волну с затуханием 1/r**2.

Это приводит к разрыву пространственного звукового образа.

Выходом из данной ситуации являются работы Виноградова А.В., Гайдарова А.С., Гладкова Б.В., Грибанова Ю.Б., Жагирновского М.С., Клячина А.В., Негодайлова А.Н., Татаринова С.Н., Шорова В.И., разработавших целую гамму пространственных акустических систем с круговой диаграммой направленности, формирующих цилиндрическую волну с затуханием 1/r, что позволяет создать более равномерное звуковое пространственное поле. Но при использовании подобного типа систем мы сталкиваемся с другого рода проблемами:

• ухудшается воспроизведение атаки, так как происходит круговое звукоизлучение;
• ухудшается локализация источников звука в фонограмме.

Решение этих проблем находится в изменении подходов при разработке усилительного тракта и перечислены ранее.

Представленный нами комплекс телевизионного театра наглядно демонстрирует одну из попыток решения перечисленных проблем. Мы считаем, что существующие в настоящее время системы Dolby Surround, Dolby Pro Logic и Dolby Digital избыточны по звуковому оборудованию, и, при использовании пространственных акустических систем и высококачественных усилителей, вполне можно обойтись обычным стереоканалом, который комфортно расширяет и дополняет зрительный образ, воспроизведенный на ограниченном пространстве, или надо идти на дополнительное расширение зрительного образа, переходя к многоэкранным и полиэкранным версиям телевизионного театра. К тому же следует отметить, что дополнительная обработка звукового сигнала с целью записи шести каналов на DVD-диск существенно снижает качество фонограммы.

Валентин Костин