Alexander Mishukov’s Independent Expert Laboratory
«I.E. — Lab»

Из истории постановки одного эксперимента

Рассказ

 

Что было, то и будет, и что
делалось, то и будет делаться,
и нет ничего нового под солнцем.

Книга Екклесиаста или Пророка,
глава 1, стих 9.

Кабель (от голл. Kabel — канат. трос) электрический, один или несколько изолир. проводников (токопроводящих жил) заключенных в защитную (обычно герметичную) оболочку. СЭС Издательство «Советская энциклопедия» 1979
Для функционирования современных систем домашнего развлекательного комплекса необходимы как минимум четыре группы соединительных линий; сетевые кабели, межблочные соединители, так называемые видео, цифровые и акустические кабели. Оптические линии связи в этой статье рассматриваться не будут, т. к. они не входят в круг моих интересов по ряду причин, перечисление которых не есть цель данной публикации. И так, подобная классификация является весьма условной. Она определяется не только типом соединительного разъёма, но и геометрией проводников и диэлектриков, а также технологией их изготовления. Учитывая тот факт, что почти все перечисленные линии являются в большинстве своём двухпроводными, разумно предположить, что в случае необходимости, возможна их взаимозаменяемость. Так ли это? У большинства читателей подобное предположение вызовет бурю негодования, и они будут правы. Тем ни менее позвольте сделать небольшой экскурс, в теперь уже далёкие от нас 80-е годы прошлого века, освежив тем самым воспоминания о таких акустических системах, которыми являлись 10 МАС, 35АС-1 и им подобные. Теперь вспомните провода, которыми они были снабжены. У иного настенного светильника сетевой провод был не хуже.
Моё уважительное отношение к соединительным линиям начало формироваться ещё в 1987 году. Тогда я впервые услышал аудиосистему, в звучании которой происходили существенные изменения всякий раз, когда осуществлялась смена межблочных кабелей. Эти изменения были столь очевидны, что для экспертной оценки качества не требовалось специальной подготовки. Со временем моё убеждение в том, что соединительные линии являются полноправными участниками формирования общей звуковой картины, только усиливалось. С тех пор утекло много воды. Каково же было моё удивление, когда в 2004–ом году я познакомился с одним из известнейших разработчиков усилительной техники, не имевшего на тот момент ни малейших представлений о тех процессах, которые любезно были мной продемонстрированы уже на примере работы собственной аудиосистемы. Затем происходили новые встречи, и всякий раз я убеждался, что этот господин не одинок в своём неведении. В силу инженерной этики, я не буду приводить имён, отмечу лишь то, что в моём доме побывали те, с кем я познакомился впервые ещё по их публикациям в советских журналах. Безусловно, среди уважаемых мною читателей такая ситуация покажется абсурдной. Многие уже ни первый кабель поменяли. Могу заверить Вас в том, что на сегодняшний день при помощи замен соединительных линий, я могу изменить звучание любой аудиосистемы до неузнаваемости по сравнению с её первоначальным «голосом». Об этом чуть позже.
Но, вернёмся к поставленному ранее мною вопросу. Постараюсь сформулировать его несколько иначе. Если кабели проектируются исходя из их целевого назначения то, отвечают ли предлагаемые потребителю изделия требованиям сегодняшнего времени? Мои сомнения на этот счёт подтвердились после того, как я спроектировал и реализовал свои первые акустические кабели.
На тот момент покупная кабельная продукция средней ценовой категории, довольно быстро перестала удовлетворять потребностям моего обучаемого слухового аппарата. Будучи небогатым человеком, я не мог приобретать в личное пользование самые «звёздные» модели. Однако мне удавалось брать их на прокат и изучать. Так уж произошло, что жизнь свела меня с неплохими учителями, а стремление к созданию системы, которая стала бы дарить наслаждение для моего ненасытного эго, явилось основной побуждающей причиной, направившей меня на столь тернистый путь познания, прежде всего, познания самого себя.
Если внимательно присмотреться к геометрии большинства предлагаемых к эксплуатации в домашних системах кабелей, то мы обнаружим следующие конфигурации; в виде гантели, коаксиала, витая пара, и редкие вариации на те же темы.
Первым моим опытом был проект акустического кабеля, состоящего из плоских пластин, разделённых между собой диэлектриком на бумажной основе с общим сечением до 20 кв.мм. Результаты прослушивания были столь существенными, что за этим проектом последовал проект межблочного кабеля. В случае с акустическим кабелем рассматривалось несколько задач. Во-первых, нужно было уйти от гантели, увеличив расстояние в пространстве между «+» и «-». Вторая не менее важная задача освободиться от полимерного диэлектрика. Не менее интересным оказался такой параметр, как расстояние между пластинами внутри пакета и его отношение к площади поверхности пластин. На первый взгляд речь идёт о конденсаторе. Однако надо иметь в виду то, что пластины в данном случае находятся под одним потенциалом. Любопытно, что эффект близости и поверхностный эффект могут показаться на первый взгляд «пришедшими из другой оперы». Первый по причине нахождения проводников пачки под одним потенциалом, а второй из-за полосы частот, т.к. граница звукового диапазона не превышает 18 — 20 кГ.
При проектировании линии с распределёнными параметрами обычно руководствуются соображениями согласования её волнового сопротивления с нагрузочным сопротивлением. Расчёт производится в определённом диапазоне частот. В нашем случае нагрузкой являются АС. При этом сопротивление нагрузки меняется в широкой полосе частот из-за наличия реактивных составляющих. Надо помнить что, акустические системы, выполненные на базе электродинамических преобразователей, являются источником ЭДС в силу конструктивных особенностей последних. Широчайший спектр частот — практически от 0 до 100000 Гц делает проект соединительной линии весьма не простым.
Что если посмотреть на данную физическую задачу следующим образом. Выходные клеммы усилителя присоединить непосредственно к АС. Т.е. распределённые параметры нашей соединительной линии в их физических величинах должны быть минимизированы. Индуктивность и ёмкость такой линии во всём диапазоне частот должны быть близки к нулевым значениям. Что касается активной составляющей, то её также надо привести к нулевому значению. Линия сворачивается в геометрическую и физическую точку. Прямо таки добрались до необходимости использовать сверхпроводящие технологии.
На практике пришлось учесть ограниченные собственные возможности и спроектировать линию общим сечением в 100 кв.мм при длине 1333 мм и массой 5,5 кг. После её включения в звуковой тракт «вылезли» недостатки оконечного усилителя. Затем пришлось заняться источником сигнала, переделать DAC и предварительный усилитель. Результаты субъективных оценок качества (СОК) стали столь информативны, что временами наступали минуты, а то и долгие дни глубоких разочарований. Прослушивание системы стало занимать от 6 до 8 часов в сутки. При этом использовались практически одни и те же музыкальные программы с разных источников. А, это порядка 150 — CD, 35 — DVD, магнитные ленты и, наконец, шилаковые пластинки. Что касается АС, могу констатировать следующее; не смотря на то, что используемая мною акустика не прижилась на пространстве СНГ, на то были свои причины, тем ни менее её счастливые обладатели могут ещё долго открывать новые грани своих аудиоэкспертиз. Речь идёт о биполярных акустических системах Mirage серии M 1. Мои слуховые опыты с участием данных АС продолжаются вот уже почти 13 лет. При этом меняются усилителями, источниками сигналов, цифроаналоговые преобразователи и прочие компаненты звукового тракта. Поверьте, чего я только не слышал в исполнении этой «сладкой парочки».
Большинство разработчиков, на мой взгляд, уделяя огромное значение инструментальным измерениям, забывают про то главное, ради чего была устроена вся эта затея. Я не против измерений. Рассчитывайте, проектируйте, стройте, но не забывайте о главном — о звуке.
Будучи увлечённым созданием кабелей, на основе проводников плоского сечения, мне удавалось избегать разными путями «встреч» с полимерными диэлектриками. Однако летом 2004 года я получил заказ на изготовление недорогих межблочных кабелей от одной московской фирмы. К этому времени другая московская фирма, не пренебрегающая моими советами, благополучно осуществила проект по выпуску ряда моделей кабелей, пригодных для эксплуатации в аудиосистемах бюджетной категории. Взяв за основу один из компонентов этих кабелей, я разработал несколько моделей межблочных и цифровых соединительных линий. После сдачи работы оказалось, что это только начало нового витка экспериментов. При одном и том же общем сечении, но разной конфигурации укладки, линия демонстрировала то, что, казалось бы, оказалось весьма любопытным. Физика процессов свитых в один жгут проводников круглого сечения в принципе исследована. Наша и зарубежная промышленность давно освоила методику изготовления кабелей на этой основе. Что касается разницы между сетевыми и акустическим кабелями, то она заключается в упорядочении направлений проволоки в жгуте, соотношении диаметра каждой проволоки к общему сечению, коэффициенту или шагу скрутки и типу диэлектрика. На первый взгляд всё очень просто. Но, это только на первый взгляд. Изготовить широкополосный кабель в России в условиях нашего производства также сложно, как и всё остальное. Тем более эта задача осложняется тем, что изделие должно быть конкурентоспособно по цене и качеству. Т.к. на Руси «золотая середина» является большой редкостью, то за качество в серийном производстве давно не бурятся. Применительно к данной ситуации — диэлектрик был выбран не самым удачным образом.
После сдачи своего заказа, я решил осуществить давнюю свою задумку. Интегрально межблочный кабель, изготовленный для фирмы — заказчика был весьма пригодным прототипом для принципиально новой модели. В основе любого проекта должны быть заложены вполне конкретные принципы. Эти принципы, с моей точки зрения, определяют направление любой технической концепции. Если внимательно посмотреть на ряд весьма разнообразных технических концептуальных решений то,в них можно безошибочно обнаружить социальные, а точнее, ментальные корни. При таком подходе риск оказаться во власти его величества Случая пожалуй становится меньшим. Желание жить при плохом императоре, но на протяжении всей своей жизни, мне кажется разумным. Если предположить, что молекулы полимеров имеют сложную много-полевую структуру, упорядоченную определённым образом во времени и в пространстве, то будучи помещёнными в магнитное поле они наверняка подвергнуться переориентации. Теперь представим себе следующую ситуацию. Мгновенно протекающий электрический ток по телу проводника создаст вокруг него магнитное поле. При этом диэлектрик отреагировал на это воздействие. Полезный импульс тока в проводнике завершён. В следующий момент на тело проводника начинает оказывать воздействие магнитное поле «разбалансированного» диэлектрика, вызывая в нём ЭДС с соответствующим током. Все эти величины векторные. Необходимо отметить тот факт, что релаксационные процессы в диэлектрике имеют временные рамки, чем пластичнее полимер, тем медленнее их протекание. Уместно применение термина — «вовлечённости» под которым надо понимать временной период необходимый для переориентации молекул полимера т.е. возвращение последних к изначалиным магнитно-осевым положениям. При непрерывных электрических процессах, я допускаю, что на низких частотах будут отчетливо наблюдаться эффекты «размывания» фазовых соотношений внутри спектра полезного сигнала. На слух это будет выглядеть как обеднение басового регистра с жёсткой привязкой к основному тону инструмента, не будет оттенков. Сцена останется зажатой в рамках небольшого объёма, в то время как акустика помещения и сами излучатели могли бы создать куда большее пространственное впечатление. Я допускаю также наличие резонансных процессов. Что касается средних и высоких частот, то до эксперимента я не знал полной картины возможных звуковых событий.
Несколько слов об императоре. Не смотря на то, что в общих чертах продумывать постановку своего опыта, я начал на рубеже 1995 — 1996 г.г., некоторые его детали представились мне в игре с постоянными магнитами. Это произошло сравнительно недавно. Мы сидели с моим младшим сыном за столом и я, шутя, показал ему два небольших плоских магнита. Направив одноимённые полюса друг к другу, я продолжал их сближение до тех пор, пока они не приподнялись над столам, образовав при этом фигуру, напоминающую крышу дома с небольшим зазором. При этом магниты пришли в колебательное движение. Тогда я ещё пошутил, сказав сыну: — «смотри, это и есть вечный двигатель». Однако вибрация вскоре прекратилась, и магниты стабильно замерли в наклонном положении.
Роль императора уже давно была отдана высокочастотному полю. Десять лет ушли на подготовку самого эксперимента. Прежде всего сама аудиосистема должна была соответствовать достаточно высокому уровню качества создания звуковых иллюзий. В месте с тем нужно было определить геометрию соединительной линии и форму облучателя. Исходя из предполагаемых мощностей энергетического воздействия, «загонять» ВЧ сигнал в звуковой тракт ни как нельзя. В то же время весь объём диэлектрика должен быть подвергнут воздействию ВЧ поля.
Моя задача заключалась в определении частоты и энергитической величины данного воздействия, которое привело бы молекулы полимера в состояние устойчивой вибрации относительно неких стабильных магнито-полевых осей. При этом полезный сигнал, протекающий по облучаемому кабелю, не в силах противодействовать мощному потоку внешнего облучающего поля. Когда были найдены архитектура кабеля и архитектура облучателя, дело оставалось за малым. Этим «малым» оказался старый добрый генератор ГЗ-7А. А дальше всё пошло как по маслу. Я «прогнал» все возможные диапазоны — от 20 Гц до 10мГц. Были оптимизированы частота, ток и напряжение внешнего воздействия.
Получен устойчивый эффект, который я бы назвал — «эффектом принудительной магнито-осевой ориентации молекул полимера».

Сообщаю, что в результате эксперимента изменения, происшедшие в области басового регистра, совпали на 100% с моими предсказаниями. Касательно мидбаса и средних частот, можно констатировать заметную линеаризация АЧХ. Высоко-звучащие инструменты гармонично заполнили всё пространство комнаты прослушивания. Если попробывать охарактеризовать глубину сценического пространства, то полученный посредством двух излучателей эффект сродни квадрофонии. Фактурность басового регистра наталкивает на сильные подозрения в ошибочности ряда представлений, которыми руководствуются при введении одного сабвуфера на оба канала. По моему глубокому убеждению это техническое решение является следствием несостоятельности конкретных теоретических представлений о звуке.

 

…и кто умножает познания,
умножает скорбь.

Книга Екклесиаста или Пророка,
глава 1, стих 18.

В заключении своего рассказа хочется высказать свои соображения по поводу хвалебных реляций о достижениях в разработке отдельных компонентов звукового тракта, с которыми часто приходится сталкиваться на страницах популярных рекламных изданий.
Надеюсь на то, что вопросный жанр сможет пролить свет на некоторые грани познания мира звуковых событий и, возможно, послужит толчком к новым шагам на пути его понимания.

 

— Если идентифицировать мембрану микрофона — электронное ухо со слуховым аппаратом человека, то в каком геометрическом месте вторичного звукового поля слушатель должен обнаружить удар по микрофонной стойке или же по защитной сетке, находящейся перед мембраной самого микрофона?
— При прослушивании музыкальных программ, сделанных методом наложения (сведения), каждый инструмент или группа инструментов прописывается отдельно. При этом вокал чаще всего пишется одним микрофоном и накладывается «поверх» аккомпанемента. Позволяют ли большенство аудиосистем обнаружить пространственное несоответствие данного «слоёного пирога»?
— В условиях современной звукозаписи стало традицией устанавливать микрофоны на расстоянии 10—30 см от источников звука. Наиболие «голосистые» вокалисты позволяют себе иногда «лизать» микрофон языком. Где во вторичном звуковом поле должен находиться их голос? Как изменится при этом тембральный и тональный баланс?


Вот почему я слушаю шеллачные пластинки. В те далёкие от нас времена возможности техники звукозаписи были скромнее и микрофонов на всех не хватало.

 

— Для тех, кто любит музыкальные программы на DVD задам отдельный — наглядный вопрос. Как должна звучать ударная тарелка, если Ваше ухо находится на расстоянии 30 см от неё? Что Вы слышите при этом из своей системы? При этом в ударных установках «тарелок» много, про барабаны лучше не вспоминать.

Верхом моего скорбного познания была «резиновая» ударная установка, представленная на выставке «Музыка Москва 2004». Встреча с ней меня порадовала, т.к. я не мог прежде её эдентифицировать в своей аудиосистеме с уже известными мне типами акустических и электронных ударных инструментов прежде, чем увидел живьём это «чудо». Смысл проблемы для меня заключался в сочетании электронного звучания с характерными ритмическими особенностями, присущими человеческому фактору (человека, работающего на ударной установке, в отличии от электронной машины, всегда будут выдовать его физиология и эмоциональные особенности).

P.S.
Фазовые соотношения внутри спектра звукового сигнала — это то, благодаря чему мы распознаём расстояние до происходящих звуковых событий. Вместе с тем благодаря всё тем же фазам мы «прочитываем» геометрию и размеры инструментов.
Я не наблюдаю активного критического обсуждения, связанного с обозначенными проблемами. Всё больше о тембральном и тональном балансе. Такое положение вещей невольно наталкивает на мысли о том, что и с воспроизведением у многих не всё впорядке.
Кстати, точки живого звука — не миф.

Инженер из Москвы
e-mail: IE_Lab@mail.ru
Александр Мишуков

 

статистика