Мы выбрали динамик 12S330 от BMS Speakers. Вот ссылка на то же самое.

http://www.bmsspeakers.com/index.php?id=12s330_thiele-small

для динамика Параметры THIELE —

Из этих параметров THIEL используется для 12S330 эквивалентной модели . Сделаем модель в Pspice.

Мы предоставили значения для каждого компонента, а также переименовали источник сигнала в В1. Мы создали профиль моделирования:

Мы настроили развертку по постоянному току, чтобы получить анализ больших частот от 5 Гц до 20000 Гц при 100 точек за декаду в логарифмической шкале.

Затем мы подключили пробник ко входу эквивалентной модели динамика:

Мы добавили кривые напряжения и тока через Rc, сопротивление звуковой катушки. Мы проверим импеданс на этом резисторе. Для этого, как известно, V = IR и если разделить V+ источника переменного тока на ток, протекающий через резистор Rc, то получим импеданс.

Итак, мы добавили трассу с формулой V(V1:+)/I(Rc) .

И, наконец, мы получаем график импеданса нашей эквивалентной модели динамика 12S330.

Мы можем видеть график импеданса и то, как сопротивление динамика изменяется в зависимости от частоты-

Мы можем изменить значения в соответствии с нашими потребностями, и теперь мы можем использовать эту модель для воспроизведения фактического динамика 12S330 .

Только что со стенда: SPL Phonitor One d Система усилителей для наушников

Стюарт Янигер делится своими впечатлениями и измерениями усилителя для наушников Phonitor One d, разработанного немецкой компанией SPL. Этот продукт использует уникальную схему компании на 120 В, а также оснащен известным USB-ЦАП премиум-класса AKM и сбалансированным линейным стереовыходом, что позволяет ему эффективно функционировать как комбинация ЦАП и предусилителя. Интересный дизайн также из-за его Phonitor Matrix, уникальной функции, предназначенной для электронного создания сигнала перекрестных помех и создания чего-то похожего на эффект акустических перекрестных помех вокруг нашей головы при прослушивании через наушники. Эта статья была первоначально опубликована в audioXpress в ноябре 2021 г.

«Если вы говорите о том, что вы можете чувствовать, обонять, ощущать на вкус и видеть, то «настоящее» — это просто электрические сигналы, интерпретируемые вашим мозгом». — Морфеус

SPL electronics (своеобразное название без заглавных букв) — немецкий производитель оборудования, предназначенного для студий звукозаписи и профессиональных пользователей. Ассортимент продукции компании довольно обширен и включает в себя микрофонные предусилители, интерфейсы для записи, микшеры, сигнальные процессоры… все, что нужно в студийной электронике. Продукция SPL разработана и (что необычно) произведена в Германии, а студийное оборудование имеет (для меня) очень крутой внешний вид.

Но SPL также работает на потребительском рынке. По словам управляющего партнера Германа Гиера: «У нас есть четкое разделение между рынками Hi-Fi и Pro Audio. Продукты категории Professional Fidelity предназначены для аудитории Hi-Fi, тогда как продукты в категориях Studio/Mastering и Plug-Ins предназначены для профессиональных пользователей».

Линейка Phonitor компании SPL включает усилители для наушников как для профессионального, так и для потребительского рынка. Он начинается с Phonitor se, потребительского усилителя для наушников начального уровня. Phonitor x и Phonitor xe — лучшие модели в этой категории. Phonitor 2 предназначен для профессиональной студии и мастеринга. По сравнению с его усилителями, предназначенными для потребительского рынка, он имеет дополнительные функции, которые необходимы в производстве, такие как Solo L/R, Phase Invert L/R, а также регулировку центрального уровня матрицы Phonitor (подробнее об этом чуть позже).

Рассматриваемый здесь продукт — новый Phonitor One d от SPL, комбинация ЦАП, предусилителя и усилителя для наушников для потребителей, в которой есть несколько интересных поворотов схемы. Одним из технических отличий всей линейки продуктов SPL является схема на 120 В, которую SPL называет VOLTAIR. В двух словах, вместо обычных источников питания от ±12 В до 15 В, характерных для большинства микросхем операционных усилителей, продукты SPL VOLTAIR используют шины ±60 В. Более высокое напряжение питания потенциально обеспечивает больший размах выходного сигнала, и действительно, его студийное оборудование работает с сигналами до 24 dBu (около 12,3 В среднеквадратичного значения). Усилители VOLTAIR используются в One d.

Продукт
Phonitor One d (для удобства я буду называть его просто One d) — солидный и привлекательный аппарат (фото 1). В нем нет пластика и хлипкого металла, как во многих недорогих усилителях для наушников, а скорее он прочный, с черным анодированным покрытием и здоровенным цельнометаллическим корпусом. Ручки управления (громкость и перекрестная подача) кажутся бархатистыми и роскошными в работе. Выход на наушники представляет собой стандартный 1/4-дюймовый разъем TRS. Необычно (в наши дни) регулировка громкости здесь реализована с помощью аналогового потенциометра, управляющего каскадом предусилителя. В отличие от цифрового управления, это основано на точном согласовании между секциями потенциометра во всем диапазоне вращения для обеспечения стабильного баланса между каналами.

One d имеет три набора входов — балансный и небалансный аналоговый и USB — которые можно выбрать на передней панели с помощью трехпозиционного тумблера. SPL предоставляет драйвер ASIO для USB-подключения, который во время моего использования был абсолютно стабильным и неглючным. На задней панели (фото 2) расположены все три разъема источника входного сигнала — штекеры RCA для несимметричного и штекеры TRS для балансного аналогового, а также разъем USB. Также имеется сбалансированный аналоговый линейный выход TRS 1/4 дюйма с фиксированным коэффициентом усиления. Кнопочный выключатель и вход питания от внешнего источника дополняют картину.

Вскрыв корпус, качество внутренностей соответствует внешним впечатлениям (Фото 3). Печатные платы хорошо разложены и заполнены высококачественными компонентами. Операционные усилители, используемые для аналоговой схемы, включают OPX SPL’S с номинальным напряжением 120 В для усилителя для наушников и малошумящий OPA2134 с низким уровнем искажений для предусилителя. Устройства вывода на наушники кажутся параллельными дополнениям MJE340/MJE350. ЦАП — хорошо зарекомендовавший себя 32-битный AKM AK449 с поддержкой 768 кГц.0EQ из так называемой серии «Бархатный звук».

Блоки питания имеют активную стабилизацию с трехконтактными стабилизаторами 7812/7912 для частей с более низким напряжением и TL783, используемым для шин ±60 В.

Проблемы, требующие решения
Начну с того, что признаюсь, что я не заядлый пользователь наушников. Здесь прошли некоторые действительно отличные наушники (в первую очередь несколько версий электростатических наушников Stax). Телефоны 1MORE Triple Driver Over Ear (см. мой обзор здесь), которые не являются современными, но все же неплохими, являются моим ежедневным водителем. И я стараюсь воспользоваться возможностью, чтобы послушать различные современные высококачественные устройства на выставках. Так что не отсутствие качественных наушников отодвинуло их на второе место в моем сердце.

Как я их не люблю? Позвольте мне считать пути. Во-первых, физический дискомфорт, но (например) 1MORE, кажется, хорошо сидят в моих ушах и хороши в течение 2-3 часов, прежде чем мне придется сорвать их с головы и завопить: «ДОСТАТОЧНО!»

Во-вторых, изображение и звуковая сцена следуют за движением головы пользователя, а не фиксируются относительно его или ее окружения.

В-третьих, кажется, что изображение в наушниках исходит из головы пользователя, неестественно широко растягивается и вызывает странное ощущение духоты, когда материал перемещается далеко влево или вправо; это слишком часто встречается в музыке моей юности (1960-е и 1970-е) и так называемое панорамирование LCR на современных миксах.

Первое возражение в значительной степени зависит от пользователя и, конечно же, будет зависеть от соответствия между физическим дизайном наушников и ушами и головой пользователя. Учитывая упрямый отказ людей стандартизировать форму своей головы и ушных раковин, будет невозможно разработать универсальное решение, но разнообразие механических конструкций наушников гарантирует, что, вероятно, найдется что-то, что вы сможете с комфортом носить.

Вторая проблема может иметь технологические решения. Фиксация изображения по отношению к окружению требует отслеживания головы, но это было достигнуто, хотя и недешево, несколькими производителями, в первую очередь Smyth Research (см. Ресурсы). Учитывая, что современные акселерометры массово производятся для мобильных телефонов, не удивляйтесь, если через год или два подобная функция будет встроена в наушники и усилители.

Третья проблема, кастрюля звучит странно и неудобно, в прошлом решалась достаточно простыми способами. Существует фундаментальное различие между громкоговорителями и наушниками в том, что левый и правый громкоговорители в стереосистеме не изолированы друг от друга; то есть акустический выход правого динамика достигает правого и левого уха. Существует небольшая разница во времени из-за ширины вашей головы, а частотная характеристика и уровень звука из правого динамика, воздействующего на ваше левое ухо, имеют некоторые изменения из-за акустического эффекта вашей головы на пути звуковых волн ( Фигура 1). Конечно, по симметрии то же самое верно и для акустического выхода левого динамика. Из-за разницы во времени, частотной характеристике и уровне громкости между каналами ваш мозг синтезирует стереоизображение.

Помимо перекрестных помех между ушами от прямого звука, если только вы и ваши динамики не находитесь в безэховой камере, отражения в помещении также влияют на микширование каналов между ушами с еще большими изменениями синхронизации, уровня и частотной характеристики. Это дает вашему мозгу еще больше подсказок о том, что звук исходит из-за пределов вашей головы, и позволяет ему синтезировать виртуальное изображение.

Напротив, наушники полностью изолируют левый и правый каналы, поэтому существует огромная разница в том, как стереокартина воспринимается вашими ушами, и ваш мозг синтезирует совсем другую стереофоническую картину.

Фонитор Матрица
Чтобы преодолеть этот эффект, на протяжении многих лет было предпринято много попыток создать в электронном виде сигнал перекрестных помех, который имитирует акустические перекрестные помехи, присущие динамикам и комнатам, с учетом эффектов головы. Самым ранним известным мне аналитическим и инженерным решением была пассивная схема линейного уровня, предложенная Беном Бауэром (см. Ресурсы), которая добавляла к каждому каналу часть другого канала с задержкой чуть менее миллисекунды и некоторой регулировкой уровня. и выравнивание. С годами эта базовая концепция была расширена и усовершенствована Зигфридом Линквицем (см. Ресурсы) и многими другими, чтобы попытаться более точно смоделировать эффект акустических перекрестных помех вокруг вашей головы.

Общая реализация этой схемы показана на рис. 2. Пассивная схема, показанная в пунктирной рамке, предназначена для общего использования — это не обязательно точная пассивная схема формирования частоты и времени, используемая в One d, но она довольно распространенный, дающий такие же частотные характеристики, как и схема Matrix, используемая в этом усилителе для наушников. Остальная часть схемы взята из схемы SPL, а операционные усилители, используемые в качестве инвертирующих усилителей с зажатой между ними схемой перекрестных помех, в реализации SPL являются высоковольтными усилителями VOLTAIR.

SPL утверждает, что ее Phonitor Matrix будет локализовать звуки подобно громкоговорителям, и даже предполагает, что микшер в наушниках может использовать Matrix, чтобы обеспечить микширование для воспроизведения через громкоговорители. Согласно SPL, виртуальный угол звука эквивалентен разбросу громкоговорителя ±30°. Но поскольку это скорее потребительский продукт, основное применение Matrix будет заключаться в увеличении удовольствия от прослушивания коммерческих записей.

Фонитор One d в использовании
У моих наушников относительно низкий импеданс (номинальное значение 32 Ом), поэтому они рассчитаны на наихудшую нагрузку, хотя и со средней чувствительностью (104 дБ/мВт). Чтобы довести их до разрывающих барабанные перепонки 124 дБ, потребуется 2 В, поэтому все, что выше этого, для меня соус. С One d у меня не было проблем с воспроизведением музыки намного громче, чем мне казалось комфортным. Наушники с более низкой чувствительностью при аналогичном импедансе потребуют пропорционально большего драйва, поэтому, когда я заменил Grado SR325 своего друга, мне пришлось немного увеличить громкость, но на высокой громкости все было чисто как свист. Мне не удалось позаимствовать настоящий вызов, такой как пресловутый Audeze LCD-X, но я хотел бы попробовать эту комбинацию перед покупкой. Для более популярных наушников нет недостатка в способностях к вождению.

Когда дело доходит до электроники, я обнаружил, что слышимые различия обычно настолько незначительны, что их нелегко обнаружить из-за влияния времени переключения между одним компонентом и другим. Так что в эти дни, если я думаю, что слышу разницу, я попытаюсь подтвердить ее, используя захват выходного сигнала с высоким разрешением, чтобы создать файл WAV и сравнить его с исходным сигналом с практически мгновенным переключением, используя средство ABX в DeltaWave. или foobar (см. Ресурсы).

Сравнивая One d с моим эталонным ЦАП/усилителем для наушников (RME ADI-2fs b), я подумал, что он может звучать немного мягко. Сравнивая файлы WAV с помощью ABX, я набрал 10 из 12 правильных идентификаций — статистически значимо, но довольно тонко. Как будет показано ниже, ожидается, что эта очень небольшая тональная аберрация будет зависеть от наушников, поэтому я бы не охарактеризовал ее как неотъемлемую или как средство укротить какие-либо чрезмерные высокие частоты, характерные для других моделей наушников.

Мне очень понравилось управление матрицей. Интересно, что с записями, которые были одноточечными или просто микрофонными, эффекты были очень тонкими. Например, «Hey, Mr. Mumbles» из «Live At The Village Gate» Кларка Терри (Чески) почти не менялся субъективно, пока я не достиг почти максимальной настройки перекрестной подачи. Напротив, такие песни, как «The Jimi Hendrix Experience» (Exp) из Axis Bold As Love (Reprise) или «You Never Give Me Your Money» группы Beatles из Abbey Road (Universal — Apple Corps), превратились из почти непригодных для прослушивания в абсолютно восхитительные. .

Изображения не звучали так, как если бы они исходили из динамиков впереди, но они не вызывали у меня ощущения заложенности ушей. И вместо резкого левого-правого, звучащего как сбивающий с толку допрос, образ субъективно приблизился к бокам моей головы. Эта функция, на мой взгляд, очень полезная. Я должен упомянуть, что хотя это и формирует частотную характеристику, я не получил никакого ощущения изменения тональности с уровнем кроссфида. Это проблема некоторых настроек перекрестной подачи, и ее отсутствие является данью выбору SPL формирования отклика.

Следует отметить, что вы можете получить плагины с различными функциями перекрестной подачи, поэтому, хотя реализация здесь аналогово-электронная, вы можете достичь тех же целей в цифровом домене.

Размеры
Как обычно, моя измерительная установка состоит из анализатора Audio Precision APx-525 с акустическим интерфейсом APx-1701. Это дополняется цифровым мультиметром Hewlett-Packard 3466A, прецизионным источником синусоидальной волны Vicnic с частотой 1 кГц и самодельным двойным Т-образным режекторным фильтром для измерения сверхнизких искажений.

Я начал с того, что провел на One d некоторые основные измерения. При использовании несимметричного аналогового входа усиление балансных линейных выходов составило 5,89 дБ и 5,91 дБ для левого и правого каналов соответственно. Усиление было аналогичным при использовании сбалансированного аналогового входа. Выход ЦАП на симметричный выход с фиксированным уровнем составлял 4 VRMS при 0 дБ полной шкалы.

Действительно странным измерением был выходной импеданс. Оно было относительно высоким при 20 Ом, но ровным во всем звуковом диапазоне. Я спросил об этом SPL, чтобы подтвердить, что я не сделал глупости или что это был дефект продукта, и они посчитали, что число должно быть намного меньше. SPL был достаточно любезен, чтобы отправить график AP, показывающий импеданс источника менее 1 Ом, но без подробностей о тестовой установке. Я измерил его тремя различными способами (используя утилиту AP Impedance Utility, используя вольтметр с усилителем для наушников с фиксированной настройкой громкости и изменением сопротивления нагрузки, а также подключив реактивную нагрузку для наушников и наблюдая за изменениями частотной характеристики) и получил согласованные результаты. каждый метод. Я уверен, что мои измерения точны. В общем, вы хотите, чтобы импеданс источника был очень низким по сравнению с импедансом нагрузки, поэтому это было первое предположение, что One d больше подходит для наушников с более высоким импедансом.

Первая задача любого усилителя для наушников — раскачать наушники! На рис. 3 показаны возможности привода One d при различных импедансах. Для нагрузок с более высоким импедансом One d способен выдавать около 8 В до того, как искажения превысят 1% или около того. С нагрузками с более низким импедансом немного сложнее, поскольку импеданс источника будет ограничивать напряжение возбуждения за счет эффекта делителя. В этом случае (33R) перегиб искажения в зависимости от управляющего напряжения возникает между 500 мВ и 1 В.

Хотя One d предназначен для управления наушниками, он также может работать как ЦАП. Одним из важных основных параметров ЦАП является линейность. На Рисунке 4 показано, что ЦАП One d достаточно линейный и превышает -115 дБ полной шкалы, что является отличным показателем. Другой способ визуализировать это — воспроизводить фиксированные звуки низкой громкости и наблюдать за тем, что происходит при уменьшении уровня.

На рис. 5 показан выходной сигнал при -100 дБ, -110 дБ и -120 дБ относительно выходного сигнала полной шкалы. Я немного изменил частоту для каждого измерения, чтобы более легко отображать уровни. Как видно на этом графике, отслеживание на этих очень низких уровнях практически идеально.

Частотная характеристика как балансных выходов, так и выхода на наушники была ровной с точностью до ±0,1 дБ. Импульсная характеристика показана на рис. 6, что является типичным для линейно-фазовых фильтров с кирпичной стенкой. Этот тип фильтра является лучшим выбором для минимизации изображений и алиасинга. Зависимость искажений от частоты на уровне -6 дБ полной шкалы показана на рис. 7. Хотя искажения немного возрастают на низких частотах, где слух и отклик системы наиболее щадящие, они остаются низкими, и худший из двух каналов все же лучше 0,001 %. что указывает на хорошую инженерию в аналоговых разделах.

Просто из любопытства (совсем не относящегося к реальному использованию, но показательного для инженеров) я посмотрел на спектр сигнала 80 кГц при напряжении 2,6 В с симметричного линейного выхода, используя доступную частоту дискретизации 768 кГц (рис. 8). Хотя это и не так чисто, как в слышимом диапазоне, искажения все же остаются выше -80 дБ (0,01%). И он показывает хорошую производительность схемы на самых высоких частотах дискретизации, характерных только для летучих мышей.

Схема Matrix здесь явно представляет интерес. Я сделал несколько измерений его работы, вводя сигналы в один канал, а затем просматривая выход обоих. На рисунке 9 показан выходной сигнал во временной области от синусоидальной волны, введенной в левый канал (синий) и правый канал (красный) без возбуждения, с перекрестной подачей в полностью включенном положении.

Помимо уменьшенной амплитуды перекрестного сигнала, задержка также очевидна, чуть менее 0,1 мс на этой частоте. При качании частоты межканальная фаза показана на рисунке 10 при 50% и полной перекрестной подаче. Частота оборотов увеличивается с увеличением поперечной подачи, но в обоих случаях асимптотический фазовый сдвиг равен 90 °, что дает некоторые подсказки относительно схемы реактивной перекрестной подачи.

Точно так же частотная характеристика с перекрестной подачей на уровне 50% (пунктирные линии) и 100% (сплошные линии) показана на рисунке 11. Обратите внимание, что при полной перекрестной передаче разница между основным сигналом и перекрестной подачей составляет менее 3 дБ на частотах ниже 1 кГц или около того.

Также обратите внимание, что спектральный баланс поддерживается за счет увеличения высоких частот основного канала, чтобы компенсировать спад высоких частот при перекрестной подаче. Как я заметил ранее, на мой слух, это делается очень успешно.

Наконец, я проверил частотную характеристику при реальной нагрузке, особенно в наушниках. Это показано на рис. 12. Изменение частотной характеристики от плоской связано с эффектом делителя напряжения между импедансом источника One d и непостоянным импедансом наушников в зависимости от частоты. Это коррелирует с очень слабым слышимым смягчением высоких частот, которое я наблюдал. Конечно, с другими наушниками этот отклик будет выглядеть совсем по-другому, и для наушников с номинальным сопротивлением 300 Ом аберрации АЧХ, вероятно, будут значительно ниже человеческого порога обнаружения.

Подведение итогов
Phonitor One d — это хорошо собранное устройство с превосходным ЦАП. Усилитель для наушников отлично работает при нагрузке 300 Ом и выше, но его относительно высокое сопротивление источника ограничивает привод наушниками с низким импедансом и приводит к тому, что звуковая сигнатура устройства зависит от нагрузки с наушниками с низким импедансом. Тем не менее, уровень искажений значительно ниже любых порогов слышимого обнаружения, а доступного накопителя достаточно, чтобы довести большинство наушников до оглушительного уровня.

Схема Matrix очень эффективна для устранения эффекта «заложенных ушей» в записях, где производство с энтузиазмом относится к панорамированию, но не соответствует идеалу устранения локализации в голове. Драйверы ASIO стабильны и не содержат ошибок.

При цене 799 долларов это недешево, но общая производительность превосходна, а конструкция и послужной список SPL обещают высокую надежность. Если бы я был заядлым пользователем наушников, One d был бы в моем коротком списке опций ЦАП/усилителя. aX

Ресурсы

SPL (Sound Performance Labs — SPL Electronics Gmbh) — www.spl.audio

B. Bauer, «Stereophonic Earphones and Binaural Loudspeakers», Journal of the Audio Volume Engineering Society (JAES) 9, номер 2, стр. 148-151; Апрель 1961 г.
«DeltaWave Audio Null Comparator», https://deltaw.