Pour votre argent – Qu'est-ce qui différencie un amplificateur d'un autre ?

Dans notre série Bang for your Buck, nous parlons des caractéristiques des produits et des conceptions de composants qui offrent une valeur et des performances accrues. Nous avons discuté des unités source et des haut-parleurs, et maintenant il est temps d'examiner en profondeur les amplificateurs et ce qui sépare un amplificateur d'un autre.

Il y a des années, un éminent passionné d'audio mobile a affirmé que tous les amplificateurs avaient le même son dans des conditions de test strictes. Il a même soutenu la déclaration en offrant une importante récompense en espèces à quiconque pourrait choisir un ampli 10 fois sur 10 dans le cadre de tests d'écoute contrôlés. Bien que sa demande ait de la valeur et qu'elle serait très difficile de déterminer la différence entre deux amplificateurs en test à l'aveugle 10 fois sur 10, cela ne signifie pas que tous les amplificateurs sont identiques. En fait, il existe de grandes différences.

Cet article se concentre sur deux domaines de performances très différents que de nombreux fabricants refusent de discuter en détail :la distorsion et le bruit.

La puissance est-elle importante ?

La capacité d'un amplificateur à produire plus de puissance qu'un autre détermine-t-elle sa qualité ou ses performances ? Eh bien, si l'amplificateur le moins puissant est entraîné en distorsion, alors l'amplificateur le plus puissant sonnera certainement mieux. Pendant qu'ils fonctionnent dans leurs plages de puissance nominale, la puissance maximale est-elle importante ? Pas tellement.

C'est quoi ce facteur d'amortissement ?

Pendant des décennies, les fabricants d'amplificateurs haut de gamme ont fourni des spécifications d'usine d'amortissement. Ce nombre est un rapport entre l'impédance de sortie de l'amplificateur et une impédance de charge spécifiée. L'histoire raconte qu'un amplificateur avec un nombre plus élevé produirait un son plus serré et mieux contrôlé, car la faible impédance de l'ampli court-circuiterait le signal de contre-EMF du haut-parleur.

Selon votre version de la physique, le facteur d'amortissement peut être un grand nombre ou un très petit - ce qui le rend potentiellement pertinent ou un faux-fuyant complet.

Pour les amplificateurs à semi-conducteurs, le facteur d'amortissement ou le rapport d'impédance de sortie est suffisamment élevé pour que l'impédance de charge ait très peu d'effet sur la réponse en fréquence résultante du système. Pour les amplificateurs à tubes avec transformateurs d'adaptation d'impédance, ce n'est pas toujours le cas. S'inquiéter, ou même considérer, le facteur d'amortissement est moyen vers le bas de la liste des préoccupations.

Bruit de fond

Nous avons parlé en détail du rapport signal sur bruit dans notre discussion sur les unités principales. C'est un gros problème dans une discussion sur les amplificateurs et cela reviendra à nouveau lorsque nous parlerons de processeurs de signal.

Tout appareil électronique crée un bruit indésirable lorsqu'un signal le traverse. Même quelque chose d'aussi simple qu'une résistance crée une petite quantité de bruit. Dans cet exemple, il est probablement trop petit pour être audible, mais il est là. Dans un circuit complexe avec gain (une augmentation de l'amplitude du signal), la création de bruit indésirable est un sous-produit courant de conception douteuse.

Comment se manifeste le bruit dans un amplificateur ? C'est le sifflement de fond que vous entendez de vos haut-parleurs lorsqu'aucune musique ne joue. Idéalement, vous ne voulez pas que du bruit ajoute du contenu à votre musique.

Si vous avez ces haut-parleurs de sonorisation vraiment efficaces, il est crucial de choisir des amplificateurs avec d'excellentes spécifications de bruit. Les haut-parleurs eux-mêmes offrent 5 à 10 dB de sortie en plus pour un signal d'entrée donné, de sorte que tout bruit présent sera de 5 à 10 dB plus fort.

Spécification du rapport signal sur bruit

Nous avons couvert cela auparavant, mais nous allons le refaire maintenant parce que c'est important. Les fabricants publient les spécifications SNR ou S/N Ratio de deux manières :soit en fonction d'un niveau de sortie spécifique (1 watt sous 4 ohms), soit en fonction des capacités de production de puissance maximales de l'amplificateur. Vous ne pouvez pas comparer les deux directement, mais vous pouvez estimer.

Regardons deux amplificateurs pleine gamme. Dans cet exemple, nous utiliserons une paire d'amplificateurs à quatre canaux de même qualité. L'amplificateur A a un rapport S/N publié à -104 dB et l'amplificateur B évalué à -88 dB. En supposant que les chiffres sont publiés en utilisant la même norme, l'amplificateur A produit 16 dB de moins de bruit que l'amplificateur B. Malheureusement, dans cet exemple, la spécification -104 de l'amplificateur A est publiée en fonction de sa puissance nominale, tandis que l'ampli B est relatif à 1 watt de sortie. En utilisant les mêmes spécifications, l'ampli A produit -84 dB de bruit, 4 dB de plus que l'ampli B.

Considérations sur la distorsion

La distorsion est, dans les termes les plus simples, l'ajout d'informations indésirables à un signal. Tout comme pour le bruit, tous les appareils électroniques ajoutent une certaine quantité de distorsion aux signaux lors de leur passage. Dans la plupart des cas, à moins que quelque chose ne se soit vraiment mal passé, le signal d'origine traverse l'appareil sans le modifier. La distorsion est générée par l'ajout d'informations indésirables.

La distorsion harmonique est l'addition de plusieurs instances du signal d'origine. De nombreux amplificateurs domestiques haut de gamme sont testés en utilisant une tonalité de 50 Hz à la puissance nominale. L'analyse du contenu spectral résultant montre à quel point les informations indésirables sont produites.

L'image ci-dessus montre les performances étonnantes d'un amplificateur domestique à semi-conducteurs très haut de gamme. Comme vous pouvez le voir, il y a un peu de contenu à 150 et 175 Hz, mais il est à près de -120 dB en dessous du signal de stimulation.

Dans cet exemple, nous pouvons voir les harmoniques créées dans un amplificateur audio domestique haut de gamme de classe D. Un signal de 100 Hz est présent à un niveau de -85 dB et un signal de 250 Hz est présent à un niveau de -90 dB.

Pour vraiment mettre en évidence le potentiel de comportement indésirable, nous avons inclus le contenu spectral d'un amplificateur à tube à vide haut de gamme. Vous pouvez voir qu'il y a un contenu spectral à 100 Hz à un niveau de -42 dB, un contenu à 150 Hz à -54 dB et un contenu à 200 Hz à -67 dB. Cette distorsion serait audible lors de l'écoute.

Distorsion d'intermodulation

Un autre type de distorsion est créé lorsque deux signaux traversant un amplificateur interagissent l'un avec l'autre pour produire une distorsion qui est la différence entre les deux signaux. Le test standard de l'industrie pour la distorsion d'intermodulation consiste à lire un signal de test qui contient deux ondes sinusoïdales - une à 19 kHz et une seconde à 20 kHz. Deux choses se produiront lorsqu'une distorsion est produite à l'aide de ces stimulae :le contenu sera créé de part et d'autre de ces tonalités et à une différence entre elles, c'est-à-dire à 1 kHz.

Ce graphique montre un ampli domestique haut de gamme avec un excellent comportement IMD. Les deux bandes latérales sont à -119 dB et seraient totalement inaudibles.

Ce graphique montre la même classe D que dans la discussion sur la distorsion harmonique. Il est facile de voir que les stimuli du test ont créé une quantité importante d'informations. Le pic est à -78 dB, ce n'est donc pas un désastre total.

Acheter un amplificateur audio pour voiture

Étant donné que personne dans l'industrie de l'électronique mobile ne semble disposé à soumettre ses produits à ce niveau d'examen, comment s'y prendre pour choisir un amplificateur qui offre des performances exceptionnelles ? Le seul moyen est une écoute approfondie. Une poignée d'amplificateurs sur le marché offrent des performances exceptionnelles, et tous ne sont pas chers. Dans le même temps, certains amplificateurs très coûteux fonctionnent mal.

Si vous voulez trouver le meilleur, voyez si vous pouvez emprunter cet ampli en question à un ami et le mettre dans un système de référence. Si votre musique semble soudainement plus chaude, c'est un signe qu'il y a un contenu harmonique supplémentaire. C'est "agréable" à écouter dans certains cas, mais ce n'est certainement pas exact.

Une fois que vous aurez développé une référence solide en matière de précision, vous pourrez choisir des amplificateurs offrant d'excellentes performances. Votre détaillant local d'électronique mobile devrait avoir un véhicule de démonstration que vous pouvez auditionner. Bon shopping !