Какой запас по перегрузке необходим?

Вы заметили, что оборудование на полупроводниках начинает звучать довольно противно, когда эксплуатируется около точки клиппирования? При прочих равных условиях, усилители с более высоким порогом клиппирования, по моему мнению, звучат лучше. Возможно именно поэтому ламповое оборудование (с их 300 В питания и запасом в 30 дБ и более) часто имеют хорошую репутацию, а полупроводниковое оборудование с недостаточными источниками питания или запасом по перегрузке (headroom) имеет плохую репутацию.

Обычно разницу между средним уровнем и порогом клиппирования (отсечки) называют запасом по перегрузке (headroom), но чтобы подчеркнуть потребность в более чем обычной величине запаса, я назову промежуток между пиковым уровнем музыки и порогом клиппирования усилителя подушкой. Во времена аналоговой ленты 0 VU при +4 dBv с точкой клиппирования +20 dBv обеспечивали разумный запас усилителя по перегрузке, потому что отношение пикового уровня к среднему в музыке уменьшалось на ленте нелинейной характеристикой намагниченности ленты, из-за чего в максимуме выходной уровень становился лишь на 14 дБ выше, чем 0 VU. Вместо отсекания плавная кривая насыщенности аналоговой ленты производит 2-ю и 3-ю гармоники намного более приятные для уха, чем искажения более высокого порядка, возникающие при клиппировании в полупроводниковых усилителях.

Рис. 2. Схема, поясняющая понятие подушки.

Однако совсем другая история сегодня, когда отношение пикового уровня к среднему в необработанных цифровых аудиотреках может составлять 20 дБ. Добавление 20 дБ к опорному уровню +4 dBv даст величину +24 dBv, которая выше порога клиппирования большинства так называемого профессионального оборудования, и не оставляет места для подушки. Если Вы приспосабливаете активный симметричный выход к несимметричному входу, порог клиппирования уменьшается на 6 дБ, так что ситуация становится соответственно хуже (все параметры headroom должны быть уменьшены на 6 дБ если Вы десимметрируете выход усилителя). С особенным подозрением относитесь к пультам, которые предназначены для работы с профессиональными или полупрофессиональными уровнями. В целях ценовой политики изготовители часто идут на компромисс в величине профессионального headroom, заставляя так называемый полупрофессиональный режим звучать более чисто! Вы будете неприятно удивлены, обнаружив, что большинство пультов имеют порог отсечки в +20 dBv, что означает, что они никогда не могут быть использованы с профессиональным уровнем тракта +4 dBv (headroom только 16 дБ и никакой подушки). Даже если пульт клиппирует на +30 dBv (минимальный порог отсечки, который я рекомендую), это оставляет подушку только в 6 дБ при воспроизведении музыки с отношением пикового уровня к среднему в 20 дБ. Именно поэтому все больше и больше высококачественного профессионального оборудования изготавливается с порогом отсечки +37 dBv (55 В!). Чтобы достичь такого значения, усилитель должен иметь выходные каскады с достаточно высоким напряжением питания.

Одна из самых распространенных ошибок, допущенных изготовителями цифрового оборудования, состоит в том, что раз цифровой сигнал отсекается на 0 dBFS, то будет выгодно (т.е. дешевле) сделать предыдущий аналоговый выходной каскад с порогом отсечки выше, скажем, на 1 дБ. Это почти гарантирует противно звучащий DAT-магнитофон из-за недостаточной подушки в его аналоговом выходном каскаде.

Таким образом, убедитесь, порог отсечки всех ваших аналоговых усилителей по крайней мере на 6 дБ (предпочтительно 12 дБ или более) выше пикового уровня аналогового материала, с которым будет работать система. Я называю эту дополнительную зону запаса по перегрузке подушкой.

Как образом Вы можете увеличить подушку в вашей системе, кроме как заменить все ваши усилители-распределители и пульты на новые? Один способ решить проблему состоит в том, чтобы повторно откалибровать все ваши VU-метры. Вы не потеряете существенно в соотношении сигнал/шум, если Вы устанавливаете 0 VU = 0 dBv или даже –4 dBv (не международный стандарт, но приличный компромисс, если Вы не хотите выбрасывать ваше оборудование и Вы имеете опыт, чтобы сделать это стандартом во всей вашей студии). Пробуйте это сделать, и дайте мне знать, если фонограммы зазвучат в вашей студии более чисто.

Как только Вы выбрали стандарт опорного аналогового уровня, откалибруйте все ваши аналоговые VU-метры по этому уровню.