Усилитель мощности Balanced Audio Technology VK-56SE Измерения
Врезка 3: Измерения
Я измерил Balanced Audio Technology VK-56SE, используя свою систему Audio Precision SYS2722 (см. «Как мы это видим» за январь 2008 г.). VK56-SE выглядит идентично VK-55SE, обзор которого Уэс Филлипс делал в апреле 2010 года, и было поучительно сравнить его измеренные характеристики с более ранним усилителем. Как и VK-55SE, VK-56SE имеет четыре выходных клеммы для каждого канала, различные пары которых могут использоваться для подачи питания от трех разных ответвлений выходного трансформатора, помеченных как High, Med и Low. Я выполнил полный набор измерений для каждого ответвления, но в этом обсуждении сосредоточился на выходе Low, поскольку именно эти ответвления предпочитал Херб Рейхерт.
И слабосигнальная, и выходная лампы поставляются пронумерованными, и я устанавливал их слева направо, как указано в инструкции. Максимальный коэффициент усиления усилителя по напряжению от выходного отвода High был таким же, как у ВК-55СЭ, и ниже нормы, на уровне 24 дБ на 8 Ом.
Выходное сопротивление отвода высоких частот VK-56SE было очень высоким, 6,7 Ом от низких до высоких частот, и выше, чем у более раннего усилителя. В результате взаимодействия по закону Ома между высоким выходным импедансом и импедансом нашего стандартного смоделированного громкоговорителя частотная характеристика усилителя при этой нагрузке отличалась на очень слышимые ±2,1 дБ от отвода High (рис. 1, серая кривая). Выходной импеданс был ниже на ответвлениях Med и Low, 5,5 и 3,35 Ом соответственно. Отклик от отвода Low с нашим моделируемым громкоговорителем варьировался в пределах ±1,5 дБ (рис.
Рис. 1 Балансная аудиотехнология VK-56SE, отвод высокого уровня, частотная характеристика при 2,83 В на: смоделированная нагрузка громкоговорителя (серый), 8 Ом (левый канал синий, правый красный), 4 Ом (левый голубой, правый пурпурный) , 2 Ом (зеленый) (1 дБ/дел. по вертикали).
Рис. 2 Балансная аудиотехнология VK-56SE, отвод низкого уровня, частотная характеристика при 2,83 В на: смоделированная нагрузка громкоговорителя (серый), 8 Ом (левый канал синий, правый красный), 4 Ом (левый голубой, правый пурпурный) , 2 Ом (зеленый) (1 дБ/дел.
Рис.3 Балансная аудиотехнология VK-56SE, Отвод с высоким выходом, слабый сигнал 10 кГц прямоугольной формы на 8 Ом.
Разделение каналов (не показано) было хорошим, но не таким хорошим, как у более раннего усилителя, измеряя> 70 дБ в обоих направлениях ниже 3 кГц и уменьшаясь до> 58 дБ в верхней части звукового диапазона. Невзвешенное широкополосное отношение сигнал/шум, измеренное на выходном отводе High и снятое с закороченным входом, было хорошим при опорном уровне 79,2 дБ. 1 Вт на 8 Ом в правом канале. Однако в левом канале было хуже — 67,5 дБ. При взвешивании по шкале А эти отношения соответственно улучшились до 9.6,2 и 83,3 дБ. Соотношения от Low tap были на 1-2dB хуже. Причину разницы в соотношениях каналов можно увидеть на рис. 4, на котором показан спектр выходного сигнала усилителя, когда он нагружает тон 1 кГц мощностью 1 Вт на 8 Ом от ответвления High. Связанные с питанием помехи на частотах 60 и 180 Гц и особенно 120 Гц до 17 дБ выше в левом канале (синяя кривая), чем в правом (красный).
Рис.4 Balanced Audio Technology VK-56SE, Отвод высокого выхода, спектр синусоидального сигнала 1 кГц, постоянный ток 1 кГц, мощность 1 Вт на 8 Ом (левый канал синий, правый красный) (линейная шкала частот).
Как и VK-55SE, VK-56SE имеет максимальную выходную мощность 55 Вт на канал при сопротивлении 8 Ом (17,4 дБВт) при 3% THD + шум. VK-56SE выдавал 60 Вт на 8 Ом с ответвления High (17,8 дБВт), 59 Вт на канал с ответвления Med (17,7 дБВт) и 54 Вт на канал с ответвления Low, все при 3% THD + N. Тем не менее, искажения при более низких мощностях были выше, чем мне хотелось бы видеть, как это видно на рис. 5, где показано отношение THD+N в процентах к выходной мощности на 8 Ом от отвода High. Устойчивый рост коэффициента нелинейных искажений с увеличением мощности до того, как будет достигнуто фактическое отсечение формы волны, предполагает, что этот усилитель использует лишь небольшое количество контурной отрицательной обратной связи.
Рис.5 Балансная аудиотехнология VK-56SE, Отвод высокого уровня, THD+N (%) против Непрерывная выходная мощность 1 кГц на 8 Ом.
Рис.6 Балансная аудиотехнология VK-56SE, Отвод высокого уровня, THD+N (%) против Непрерывная выходная мощность 1 кГц на 4 Ом.
Рис.7 Балансная аудиотехнология VK-56SE, среднее выходное ответвление, THD+N (%) против Непрерывная выходная мощность 1 кГц на 4 Ом.
Рис.8 Балансная аудиотехнология VK-56SE, Низкий выходной отвод, THD+N (%)
Рис.9 Балансная аудиотехнология VK-56SE, Низкий выходной отвод, THD+N (%) против Непрерывная выходная мощность 1 кГц на 4 Ом.
Рис. 10 Балансная аудиотехнология VK-56SE, отвод низкого уровня, THD+N (%) против Непрерывная выходная мощность 1 кГц на 2 Ом.
Два канала VK-55SE отличались линейностью слабого сигнала, что, как я предположил, было связано с большим пробегом ламп нашего образца. Впрочем, ВК-56СЭ вел себя аналогично. На рис. 11 показан процент THD+N в зависимости от частоты от точки Low при 2,83 В до 8, 4 и 2 Ом. При двух более высоких импедансах правый канал (красная и пурпурная дорожки) давал более низкие искажения в средних и высоких частотах, чем левый (синий, голубой), а при 2 Ом THD+N левого канала оставался выше 1% (серый). Тем не менее, оба канала давали более высокие уровни искажений при снижении частоты, что, по-видимому, связано с началом насыщения сердечника в выходных трансформаторах, и это поведение было более экстремальным при отводе High (рис.
Рис. 11 Балансная аудиотехнология VK-56SE, отвод низкого уровня, THD+N (%) Частота и при напряжении 2,83 В на: 8 Ом (левый канал синий, правый красный), 4 Ом (левый голубой, правый пурпурный) ), 2 Ом (серый).
Рис. 12 Балансная аудиотехнология VK-56SE, Отвод высокого уровня, THD+N (%) Частота против при 2,83 В на: 8 Ом (левый канал синий, правый красный), 4 Ом (левый голубой, правый пурпурный) ), 2 Ом (серый).
Такие высокие уровни искажений не обязательно приведут к ухудшению качества звука, если присутствующие гармоники низкого порядка. Судя по форме волны содержания искажений (рис. 13, нижняя кривая), снятой при мощности 1 Вт на нагрузке 8 Ом с выхода High, которая, по-видимому, имеет преимущественно вторую гармонику по своей природе. Это подтверждается спектром выхода ВК-56СЭ при той же мощности от ответвления Low (рис.14), хотя третья гармоника всего на 7 дБ ниже второй. Хотя гармоники высокого порядка также присутствуют, все они находятся на уровне или ниже 80 дБ (0,01%).
Рис. 13 Балансная аудиотехнология VK-56SE, отвод с высоким выходом, форма волны 1 кГц при 1 Вт на 8 Ом (вверху), 0,69% THD+N; форма волны искажения и шума с вырезкой основной частоты (внизу, не в масштабе).
Рис.14 Balanced Audio Technology VK-56SE, отвод низкого уровня, спектр синусоидального сигнала 1 кГц, постоянный ток 10 кГц, мощность 1 Вт на 8 Ом (левый канал синий, правый красный; линейная шкала частот).
Наконец, как следует из того факта, что процент искажений не увеличивается в верхней части звуковой полосы на рис. 11, VK-56SE хорошо справился с требовательным двухтональным тестом высокочастотной интермодуляции (рис. 15). При 1 Вт на канал на 8 Ом от отвода Low разностный тон 1 кГц был самым высоким по уровню: 54 дБ (0,2%) в левом канале (синяя кривая) и 57 дБ (0,14%) в правом (красный). Как и в случае с VK-55SE, высокочастотные тона в этом спектре окружены парами боковых полос на частоте ±120 Гц и ее гармониками, что позволяет предположить, что в этих условиях источник питания усилителя находится под нагрузкой.
Рис. 15 Balanced Audio Technology VK-56SE, отвод низкого уровня, интермодуляционный спектр ВЧ, постоянный ток 24 кГц, 19+20 кГц при пиковой мощности 1 Вт на сопротивлении 8 Ом (линейная шкала частот).
В целом, несмотря на то, что VK-56SE измерял так же, как и его предшественник, некоторые аспекты его измеренных характеристик — высокое выходное сопротивление, различия в шуме и линейности между каналами — беспокоили меня. Но я не удивлен, что HR предпочел использовать отводы выходного трансформатора усилителя Low; они дают наилучшие измеренные характеристики, особенно при более низком импедансе, сохраняя при этом характер «лампового усилителя».
‘Квантовые компьютеры имеют свои недостатки и не решат всего. Но они по-прежнему революционны».
Потенциал квантовых вычислений был провозглашен революционным, поскольку они способны изменить то, как работает все в нашем мире, находя решения экспоненциально быстрее, чем самые мощные современные суперкомпьютеры.
Но по мере того, как руководители подсчитывают потенциальные доходы, которые может принести квантовая наука, а журналисты изо всех сил пытаются найти простые способы объяснить сложные процессы, лежащие в ее основе, квантовые физики все больше разочаровываются в непонимании своей области.
«Квантовые вычисления на самом деле сильно отличаются от наших обычных вычислений», — сказал Euronews Next квантовый физик Шохини Гхоз, профессор Университета Уилфрида Лорье в Канаде.
«Дело не только в том, что это более мощная версия того, что мы имеем сегодня. На самом деле это совершенно другая среда для самих вычислений».
Эту структуру трудно объяснить простыми аналогиями и знакомыми тестами.
Квантовый компьютер не в X раз мощнее обычного компьютера. Это не Реал Мадрид для футбольной команды вашего ребенка. Квантовый компьютер ведет совершенно другую игру.
«Это не тот случай, когда квантовый компьютер лучше справляется со всеми задачами и каким-то образом ускоряет все, что мы делаем, — сказал Гхош.
«Существуют очень специфические задачи, которые квантовый компьютер может выполнять лучше».
Понимание новой вычислительной среды
Обычные компьютеры — от тех, которые мы используем на работе, до рекордного суперкомпьютера Frontier — работают путем преобразования информации в двоичные цифры (единицы и нули), известные как биты. Они обрабатывают длинные строки этих битов, называемых кодом, и используют простую математику, чтобы указать этому коду, что делать.
Платформа квантовых вычислений основана на другой базовой единице информации, называемой квантовым битом, которая работает по принципу суперпозиции.
«Представьте себе ситуацию, когда наш бит не совсем ноль и не совсем единица, но с некоторой вероятностью он может быть нулем и некоторой вероятностью быть единицей», — сказал Гхош.
«Это то, что мы называем суперпозицией, и именно так описывается квантовый бит или кубит».
Это может показаться менее точным, но Гхош говорит, что это значительно расширяет типы вычислений, которые может выполнять квантовый компьютер, и во многих случаях увеличивает скорость, с которой он может достичь решения.
«Это почти как переход от двух точек — 0 и 1 — в ландшафте к способности перемещаться в любую точку ландшафта, потому что возможна любая комбинация нуля и единицы», — сказала она.
Революционный потенциал
Итак, что квантовые компьютеры могут делать лучше, чем обычные компьютеры?
«Если вы просто пишете электронные письма, вы не увидите огромного ускорения, которое сделает вашу электронную почту быстрее или лучше», — сказал Гхош.
«Но что может случиться, так это то, что система квантового шифрования сможет улучшить безопасность и конфиденциальность вашего общения».
Вам не обязательно быть физиком, чтобы стать частью этой новой революции квантовых вычислений.
Шохини Гхош Квантовый физик
Квантовая криптография — это важная область исследований, основанная на квантовой механике для повышения безопасности онлайн-коммуникаций. Гхош говорит, что внутреннее квантовое шифрование может в конечном итоге появиться на всех наших устройствах.
«Если это сделано действительно безошибочно и идеально сконструировано, то взломать его будет невозможно», — сказала она. «Чтобы взломать это шифрование, вам придется нарушить законы физики».
Другие приложения зависят от способности создавать крупномасштабные квантовые компьютеры. Они могут варьироваться от разработки лучших фармацевтических препаратов до создания лучших солнечных батарей и даже одежды.
Но чтобы действительно расширить применение квантовых вычислений, говорит Гхош, в исследованиях должны участвовать специалисты из разных областей.
«Вам не обязательно быть физиком, чтобы стать частью этой новой революции квантовых вычислений», — сказала она.
«На самом деле, чем больше различных групп людей может быть задействовано, тем богаче будет поле и тем удивительнее будут результаты».
Квантовым вычислениям предстоит долгий путь
Есть еще много вопросов, на которые необходимо ответить, прежде чем квантовые вычисления станут массовым явлением.
Прежде всего, можно ли вообще построить крупномасштабные квантовые компьютеры.
«Не совсем ясно, сможем ли мы их масштабировать, потому что никто не смог убедительно показать, что по мере того, как мы будем строить все более и более крупные квантовые компьютеры, мы сможем делать это устойчивым и масштабируемым», — сказал Гхош.
Кубиты должны храниться при температурах, близких к абсолютному нулю, чтобы функционировать, что делает управление теплом серьезной проблемой, которую необходимо решить разработчикам.
Стоимость также является проблемой — по большинству оценок стоимость одного кубита составляет около 10 000 евро, что делает полезный квантовый компьютер чрезмерно дорогим для всех отраслей, кроме нескольких.
Но Гхош говорит, что самая большая и неизвестная проблема квантовых вычислений связана с квантовыми ошибками.
«Часть того, что делает квантовый компьютер мощным, — это особое явление, называемое запутанностью, когда все различные квантовые биты взаимодействуют друг с другом и соединяются таким образом, что начинают действовать как одно целое», — сказала она.
Вот о чем мы должны думать, двигаясь вперед, действительно ли оно того стоит? И если да, то как нам сделать это ответственным и устойчивым образом?
Шохини Гхош Квантовый физик
«Но если эти кубиты, вместо того, чтобы разговаривать друг с другом, будут разговаривать с чем-то за пределами своего вычислительного пространства, например, с какой-то случайной частицей, они также могут запутаться с этими частицами».
Чтобы контролировать кубиты и не допускать их взаимодействия со случайными частицами, Гхош говорит, что их нужно держать «холоднее, чем космос».
В настоящее время единственный способ сделать это — построить массивные компьютеры «размером с целую комнату», которые могут вместить все оборудование, электронику и системы охлаждения.
«Нам придется исправить много ошибок, потому что они очень, очень хрупкие, и даже малейшая ошибка или шум полностью разрушают расчет», — сказал Гхош.
