Из чего состоит Hi-Fi система | Лекторий SoundProLab. Основы Hi-Fi

В нашей новой рубрике «Основы Hi-Fi» мы расскажем из чего состоит классическая Hi-Fi система, за что отвечает каждый компонент этой системы, а также расскажем как формируется звук.

Общими словами, просто понятно, чуть-чуть вникая и в технические детали, но все-таки рассказать тем, кто только пытается погрузиться в мир Hi-Fi, о том, как все устроено. Мы решили сделать целый цикл передач, в которых будем рассказывать о том, из чего состоит мир Hi-Fi. Мы разберем, из чего состоит стандартный Hi-Fi сетап, почему именно так он устроен.

Поговорим об источниках, об усилении, об акустике; как они выглядят, чем они отличаются, какие есть классы, какие есть устройства. Мы попробуем дуступно систематизировать знания, чтобы помочь вам выбрать свой сетап понимая, как это вообще устроено, что вам нужно. Чтобы вы понимали, какой вам нужен источник, какой вам нужен усилитель, или почему вам достаточно будет активной акустики или недостаточно.

Поговорим о том, из чего состоит класический Hi-Fi сетап.

Что такое Hi-Fi

Hi-Fi — это high fidelity, это высокая точность воспроизведения. Там есть свои стандарты. И чтобы соответствовать этой высокой точности, все элементы нашего Hi-Fi сетапа, нашей Hi-Fi системы должны соответствовать этим стандартам.

• Нелинейность АЧХ в диапазоне воспроизводимых частот 40–16’000 Гц — 1,5 дБ по линейному входу (2 дБ при наличии корректора);
• Коэффициент нелинейных искажений в диапазоне воспроизводимых частот 40–12’500 Гц, не более 1 %.
• Коэффициент интермодуляционных искажений в полосе воспроизводимых частот 250–8’000 Гц (также вне этой полосы при снижении уровня звукового давления на 6 дБ), не более 3 %;
• Разброс параметров каналов в диапазоне воспроизводимых частот не более 3 дБ.

• Нелинейность АЧХ относительно среднего уровня звукового давления в диапазоне воспроизводимых частот 100–4’000 Гц, дБ — ± 4 дБ (+4/-8 дБ); 
• Коэффициент нелинейных искажений на воспроизводимых частотах 250–1’000 Гц (2’000 Гц) не более 3 % (1 %).

Из чего состоит Hi-Fi-система

Давайте для начала просто представим, что такое Hi-Fi-система в вашем доме. Давайте представим просто для простоты стойку, на которой по очереди будут стоять наши необходимые элементы.

Что такое источник

Откуда мы начнем? Мы начнем с источника. Что такое источник? Источник — это с чего начинается музыка. Это устройство, которое будет считывать музыкальную информацию и передавать ее дальше в нашей цепочке. Источники бывают разные. Главное деление мы разделим его на цифровые источники и на аналоговые источники. Здесь разница очевидна даже из названия.

Аналоговые источники — это источники, которые берут свою информацию с аналоговых носителей. Это виниловые пластинки, это кассеты, это магнитная лента.

Цифровые источники, очевидно, это цифровая запись. Мы живем в мире, победившей цифры, и поэтому они сейчас максимально  обширны. Цифровым источником может быть все, что угодно. Это может быть ваш компьютер, ноутбук. Это может быть какой-нибудь Hi-Res плеер, это может быть стриминговый плеер. Вообще медиапроигрыватель, который совмещает в себе все, что описано выше. То есть это и стриминг, и проигрывание файлов высокого разрешения. То есть цифровые записи. Но начинались цифровые источники, конечно это CD, это супер аудио CD, формат DVD аудио. Но сейчас это практически не актуально, это уже очень нишевый товар, все перешло в цифру вот такую совершенно нематериальную.

Но цифровые источники обширны и здесь есть свои параметры, как в аналоге, так и в цифре, но в цифре все зависит от частоты дискретизации, от цифроаналогового преобразования, потому что в любом случае нам все это нужно будет переводить в аналог, чтобы пустить нашу запись по нашему Hi-Fi сетапу дальше. Итак, зафиксируем первый этап. В нашей Hi-Fi стойке первое место занимает источник. Его основная задача считать с носителя информацию и сформировать звуковой сигнал, звуковую дорожку.

А дальше эту дорожку нужно усиливать. Но в первую очередь этот сигнал попадает на предусилитель.

Что такое предусилитель?

По сути предусилитель выполняет две функции. Первая основная функция — это подготовка сигнала, приведение сигнала в соответствующие параметры перед тем, как подать ее на усилитель мощности, который будет этот сигнал усиливать, уже передавая его на акустику. То есть формирование сигнала. Предусилитель — это очень важное звено, потому что основную работу со звуковым сигналом проделывает именно он. И от качества предусилителя зависит качество воспроизведения.

И вторая функция предусилителя — это коммутация. То есть именно к предусилителю мы можем подключать различные источники. Зачастую у нормальных предусилителей это и аналоговые, как балансные, так и не балансные входы. Это и цифровые входы, если в предусилителе есть цифроаналоговый преобразователь. Это будет и оптика, и коаксиал, и сейчас это и HDMI. Плюс появляются новые форматы.

То есть к предусилителю мы можем подключить различные источники: как цифровые, так и аналоговые источники. И предусилитель должен все это скоммутировать в одно, так сказать, состояние, обработать этот сигнал и усилить. При этом сейчас предусилителей не так, чтобы много, именно как отдельных устройств. По большей части они уже ушли в высокий ценовой сегмент, уже ближе к High End, потому что отдельно предусилитель сейчас мало кто использует. Но их все еще достаточно.

Но, как бы там ни было, какой бы усилитель у вас ни был, в нем всегда есть предусилитель, пусть он и в полном усилителе, который совмещает его и усилитель мощности. И пускай сейчас популярны именно интегрированные решения, полные усилители, совмещающие себе и предусилитель, и усилитель мощности, и еще несколько устройств вплоть до источника, в нашем виртуальном Hi-Fi сетапе мы поставим предусилитель на отдельную полку, потому что мы должны зафиксировать, что это отдельное устройство, какой бы вид оно ни принимало, потому что это важнейшее устройство в нашем Hi-Fi сетапе. Сигнал получен с источника, сформирован в предусилителе и дальше он передается на усилитель мощности.

Что такое усилитель мощности?

Из названия понятно, чем занимается усилитель мощности — он усиливает сигнал, чтобы потом подать его на акустику. Ну, казалось бы, простая задача, но здесь тоже невероятное количество вариаций. Усилители бывают ламповые, где за усиление сигнала отвечают электролампы. Усилители бывают транзисторные, бывают шим усилители в классе D. Даже среди транзисторных усилителей можно разбить на огромное количество классов. В классе A, в классе B, в классе AB, в классе G или в классе H и так далее. То есть огромное количество вариаций.

Основная задача усилителя мощности — это усилить сигнал, подать его на акустику и, естественно, контролировать эту акустику, контролировать движение диффузоров в ней.

Итак, получается в нашем виртуальном Hi-Fi сетапе мы заполнили наши полки. Естественно, это не все устройства, которые у вас будут. Есть еще немаловажный фактор как межблочные соединения. И межблочные провода тоже невероятное количество вариантов. И в нашем Hi-Fi сетапе акустический кабель идет, естественно к акустике. И тут тоже, как ни странно, огромное количество вариаций.

Что такое акустическая система

Итак, переходя к акустике, нужно проговорить еще одну базовую вещь. Что такое звук? Звук, грубо говоря, это волна, это механические колебания в плотной среде. А до этого у нас был электрический сигнал, который подается на акустику и превращается уже в механические колебания. Даже из этого понятно, что роль акустики наиболее важная во всем этом. Конечно, это грубое упрощение, все важно. Но, естественно, акустические системы занимаются основным, они создают звук. Тут нужно отметить еще одну вещь. Мы люди воспринимаем звук в диапазоне частот от 16 Гц до 20 кГц. Грубо, условно, но по сути так. И именно в этом диапазоне частот большинство акустических систем и работает. В этом диапазоне частот акустика и создает звук, создает механические колебания.

Классификация акустики тоже может быть совершенно разной. Есть классическая динамическая акустика, где несколько диффузоров. Она может быть полочной, напольной, двухполосной, две с половиной полосы, три полосы, четыре полосы, множество вариаций.

Для чего так устроено? Звук — это колебания. Естественно, это волна, и у волны есть своя частота. Чтобы воспроизвести высокую частоту, нужен маленький динамик, чтобы он очень быстро двигался, создавал высокие частоты. Это наш твитер. Твитеры тоже могут быть разные: купольные, ленточные, излучатель хейла.

За низкие частоты будут отвечать уже более крупные диффузоры, чтобы прокачивать много воздуха, чтобы длина волны была большой, чтобы мы ощущали объем.

Но бывают еще и широкополосная акустика, где вообще один динамик за все отвечает. Но это, конечно, уже редкий случай. Опять же, про такую акустику можно рассказывать долго, вариаций множество. Бывают также магнитопланарная и электростатическая акустика. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, но буквально все они делают одно — они превращают электрический сигнал в механические колебания.

Итог

Наш виртуальный сетап и готов. И по пути его составления мы обозначили для чего это именно так устроено: у нас есть источник, он считывает информацию, у нас формируется сигнал, он формируется в предусилителе, усиливается усилительной мощностью и подается уже на акустику, превращаясь из электрического сигнала в механические колебания, то есть в звук.

Каждый элемент в этом пути отвечает за свою функцию. Естественно, если где-то на этом пути будет не очень хороший элемент, в нашем сетапе блок будет плохой, то все испортится. Поэтому нужно рассмотреть каждый этот элемент. 

Буквально любое Hi-Fi устройство будет составлено по этому принципу. Независимо от того, мощнейшая это стойка с напольными акустическими системами или это Naim Mu-So Cube — кубик со встроенными динамиками. Если разобраться, он именно так же и устроен. Это просто Hi-Fi стойка, скомпанованная в одном корпусе.