Em nossa série Custo-Benefício, falamos sobre recursos de produtos e designs de componentes que oferecem maior valor e desempenho. Discutimos unidades de fonte e alto-falantes, e agora é hora de dar uma olhada profunda em amplificadores e o que separa um amplificador de outro.
Anos atrás, um proeminente entusiasta de áudio móvel afirmou que todos os amplificadores soam iguais sob condições de teste rigorosas. Ele até sustentou a afirmação oferecendo uma grande recompensa em dinheiro a qualquer um que pudesse escolher um amplificador 10 vezes em 10 sob testes de audição controlados. Embora haja valor em sua afirmação e seria muito difícil determinar a diferença entre dois amplificadores em testes cegos 10 de 10 vezes, isso não significa que todos os amplificadores são iguais. Na verdade, existem algumas grandes diferenças.
Este artigo foca em duas áreas de desempenho amplamente diferentes que muitos fabricantes se recusam a discutir em detalhes: distorção e ruído.
A capacidade de um amplificador de produzir mais potência que outro determina sua qualidade ou capacidades de desempenho? Bem, se o amplificador menos potente for levado à distorção, certamente o amplificador mais potente soará melhor. Enquanto operam dentro de suas faixas de potência nominal, porém, a potência máxima importa? Não tanto.
Por décadas, fabricantes de amplificadores high-end forneceram especificações de fator de amortecimento. Este número é uma razão entre a impedância de saída do amplificador e uma impedância de carga especificada. A história diz que um amplificador com número mais alto produziria um som mais apertado e controlado porque a baixa impedância do amp curto-circuita o sinal de contra-EMF do alto-falante.
Dependendo da sua versão de física, o fator de amortecimento pode ser um número grande ou muito pequeno – tornando-o potencialmente relevante ou um completo engano.
Para amplificadores de estado sólido, o fator de amortecimento ou razão de impedância de saída é alto o suficiente para que a impedância de carga tenha muito pouco efeito na resposta de frequência resultante do sistema. Para amplificadores a válvula com transformadores de correspondência de impedância, nem sempre é o caso. Preocupar-se com, ou mesmo considerar, o fator de amortecimento está bem no final da lista de preocupações.
Falamos sobre razão sinal-ruído em detalhes em nossa discussão de unidades de fonte. É um grande negócio em uma discussão de amplificadores e aparecerá novamente quando falarmos de processadores de sinal.
Qualquer dispositivo eletrônico cria ruído indesejado quando um sinal passa por ele. Até algo tão simples quanto um resistor cria uma pequena quantidade de ruído. Neste exemplo, é provável que seja pequeno demais para ser audível – mas está lá. Em um circuito complexo com ganho (um aumento na amplitude do sinal), criar ruído indesejado é um subproduto comum de design questionável.
Como o ruído se manifesta em um amplificador? É o chiado de fundo que você ouve dos seus alto-falantes quando nenhuma música está tocando. Idealmente, você não quer nenhum ruído adicionando conteúdo à sua música.
Se você tem aqueles alto-falantes PA realmente eficientes, então escolher amplificadores com excelentes especificações de ruído é crucial. Os próprios alto-falantes oferecem 5 a 10 dB a mais de saída para um sinal de entrada dado, então qualquer ruído presente será 5 a 10 dB mais alto.
Cobrimos isso antes, mas vamos fazer de novo agora porque é importante. Existem duas maneiras pelas quais os fabricantes publicam especificações de SNR ou Razão S/N: ou referenciada a um nível de saída específico (1 watt em 4 ohms) ou relativa às capacidades máximas de produção de potência do amplificador. Você não pode comparar os dois diretamente, mas pode estimar.
Vamos olhar para dois amplificadores de faixa completa. Neste exemplo, usaremos um par de amplificadores de quatro canais com classificação similar. O amplificador A tem uma Razão S/N publicada em -104 dB e o amplificador B classificado em -88 dB. Assumindo que os números são publicados usando o mesmo padrão, o amplificador A produz 16 dB menos ruído que o amplificador B. Infelizmente, neste exemplo, a especificação -104 do amplificador A é publicada relacionada à sua potência nominal, enquanto o amplificador B é relativa a 1 watt de saída. Usando as mesmas especificações, o amplificador A produz -84 dB de ruído, 4 dB mais que o amplificador B.
Distorção, nos termos mais simples, é a adição de informação indesejada a um sinal. Assim como com ruído, todos os dispositivos eletrônicos adicionam alguma quantidade de distorção aos sinais à medida que passam por eles. Na maioria dos casos, a menos que algo tenha dado muito errado, o sinal original passa pelo dispositivo inalterado. A distorção é gerada pela adição de informação indesejada.
Distorção harmônica é a adição de múltiplas instâncias do sinal original. Muitos amplificadores high-end domésticos são testados usando um tom de 50 Hz na potência nominal. A análise do conteúdo espectral resultante mostra quanta informação indesejada é produzida.
A imagem acima mostra desempenho incrível de um amplificador high-end de estado sólido doméstico. Como você pode ver, há um pouco de conteúdo de 150 e 175 Hz, mas está em quase -120 dB abaixo do sinal de estímulo.
Neste exemplo, podemos ver as harmônicas criadas em um amplificador high-end doméstico Classe D. Um sinal de 100 Hz está presente em um nível de -85 dB e um sinal de 250 Hz está presente em um nível de -90 dB.
Para realmente destacar o potencial de comportamento indesejado, incluímos o conteúdo espectral de um amplificador high-end a válvula. Você pode ver que há conteúdo espectral a 100 Hz em um nível de -42 dB, conteúdo de 150 Hz a -54 dB e conteúdo de 200 Hz a -67 dB. Esta distorção seria audível durante a audição.
Outro tipo de distorção é criado quando dois sinais passando por um amplificador interagem entre si para produzir distorção que é a diferença entre os dois sinais. O teste padrão da indústria para distorção de intermodulação é tocar um sinal de teste que contém duas ondas senoidais – uma a 19 kHz e outra a 20 kHz. Duas coisas acontecerão quando a distorção for produzida usando esses estímulos: Conteúdo será criado em ambos os lados desses tons e em uma diferença entre eles, ou seja, a 1 kHz.
Este gráfico mostra um amplificador high-end doméstico com excelente comportamento de IMD. As duas bandas laterais estão em -119 dB e seriam completamente inaudíveis.
Este gráfico mostra o mesmo Classe D da discussão de distorção harmônica. É fácil ver que os estímulos de teste criaram uma quantidade significativa de informação. O pico está em -78 dB, então não é um desastre completo.
Como ninguém na indústria de eletrônica móvel parece disposto a submeter seus produtos a esse nível de escrutínio, como se escolhe um amplificador que oferece desempenho excepcional? A única maneira é através de audição extensiva. Um punhado de amplificadores no mercado oferece desempenho excepcional, e nem todos são caros. Ao mesmo tempo, alguns amplificadores muito caros têm desempenho ruim.
Se você quer encontrar o melhor, veja se pode pegar emprestado aquele amplificador em questão de um amigo e colocá-lo em um sistema de referência. Se sua música de repente soar mais quente, isso é um sinal de que há conteúdo harmônico adicional. É "agradável" de ouvir em alguns casos, mas certamente não é preciso.
Uma vez que você desenvolveu uma forte referência para precisão, será capaz de identificar amplificadores que oferecem excelente desempenho. Seu revendedor local de eletrônica móvel deve ter um veículo de demonstração que você possa audicionar. Boas compras!
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