كيف تقرأ تقرير قياس المضخم

يُشحن كل مضخم من Demograf Audio مع تقرير القياس الخاص به، وقد تبدو صفحة من الرسوم البيانية كأنها جدار من الخطوط. يشرح هذا الدليل الرسوم الشائعة بكلمات بسيطة، متخذًا مثالًا تطبيقيًا من تقرير منشور عن مخرج سماعات الرأس في مضخم ⁨Tantal⁩. ويبيّن أيضًا ما لا يستطيع التقرير أن يخبرك به قبل أن تختار.

الغرض من تقرير القياس

يسجّل تقرير القياس كيف تصرّف جهاز واحد على منصة الاختبار: مدى انتظام تمريره للنطاق الصوتي، مقدار الجهد والتيار الذي يستطيع تقديمه، مدى قدرته على إبقاء القناتين منفصلتين، وما يضيفه إلى الإشارة. وتجيب القياسات عن أسئلة غير تلك التي تجيب عنها انطباعات الاستماع. فهي لن تخبرك هل سيروق لك الصوت، لكنها تبيّن كيف يُرجَّح أن يتصرف المخرج مع سماعات الرأس التي تملكها بالفعل.

مثالنا تقرير أعدّه موقع ⁨Reference Audio Analyzer (RAA)⁩، وهو موقع يقيس سماعات الرأس، المضخمات، وغيرها من الأجهزة الصوتية على منصة الاختبار الخاصة به. ويختبر موقع RAA كل مضخم بوصفه «صندوقًا أسود»، دون اعتبار للسعر أو السمعة. ويُدرج الجهاز باسم «⁨DIY Tantal⁩» تحت اسم الصانع «⁨Demograf⁩»، ولا يذكر تقريره متى صُنع الجهاز، ولا أي نسخة هو، ولا كيف هُيّئ، لذلك لا نستطيع أن نؤكد أنه يطابق مضخم Tantal الوارد في الكتالوج اليوم. واختبر موقع RAA مخرج سماعات الرأس غير المتوازن فقط؛ ولم يُقَس مخرج سماعات الرأس الكهروستاتيكية ولا مخرج مكبرات الصوت.

وفي ما يلي الأرقام الرئيسية لدى ⁨RAA⁩، مع ملاحظة عمّا يعنيه كل منها للمشتري.

الرسوم البيانية واحدًا تلو الآخر

الاستجابة الترددية ومعاوقة الخرج

يُظهر رسم الاستجابة الترددية المستوى بوحدة ⁨dB⁩ على المحور العمودي مقابل التردد على المحور الأفقي، من الجهير العميق على اليسار إلى الترددات العالية على اليمين. ويعني الخط المستوي أن كل تردد يغادر المضخم بالمستوى نفسه. ويرسم موقع RAA منحناه المرجعي بحمل اختبار قدره ⁨10 kΩ⁩، وهو حمل لا يكاد يسحب أي تيار، فيُظهر المنحنى المضخمَ وحده.

في المثال، تكون الاستجابة مستوية عبر الترددات المتوسطة. وتنخفض انخفاضًا طفيفًا في الجهير العميق، وتنخفض بعدة ⁨dB⁩ فوق نحو ⁨7 kHz⁩، ويقع قاع المنحنى قرب ⁨12 kHz⁩. ويبلغ رقم RAA للنطاق من ⁨40 Hz⁩ إلى ⁨15 kHz⁩ من ⁨−5.6⁩ إلى ⁨+0.9 dB⁩.

ويحمل الرسم نفسه خطًا ثانيًا: معاوقة الخرج، مقيسةً بوحدة ⁨Ω⁩. وهي المقاومة التي يقدّمها خرج المضخم لأي جهاز يوصل به. وفي حالة سماعات الرأس كثيرًا ما يكون هذا الرقم هو الأهم بين الرقمين. إذ تشكّل معاوقة الخرج ومعاوقة سماعة الرأس نفسها مقسم جهد، فتتوقف حصة الإشارة التي تصل إلى السماعة على كلتيهما؛ وحيث تتغير معاوقة سماعة الرأس مع التردد، يتغير معها المستوى الذي تتلقاه ⁨⁩. وبمتوسط قدره ⁨36.7 Ω⁩، تكون معاوقة مخرج سماعات الرأس في Tantal مرتفعة، كما هو شائع في مراحل الخرج الصمامية، وأعلى بكثير من معاوقة الخرج في كثير من مضخمات سماعات الرأس الترانزستورية (ذات الحالة الصلبة)، التي تقل عن ⁨1 Ω⁩.

كيف تتغير الاستجابة مع سماعات رأسك

وبسبب مقسم الجهد هذا، يعيد موقع RAA اختبار الاستجابة بأحمال مختلفة، ويذكر مقدار ابتعاد كل منحنى عن المنحنى بلا حمل. اقرأ هذه الأرقام على أنها «مقدار ما يعيد هذا المخرج ضبط سماعة الرأس».

سماعات الرأس المستوية المغناطيسية (Planar) وكثير من سماعات داخل الأذن ذات وحدة الصوت الديناميكية الواحدة لها معاوقة تكاد تكون ثابتة مع التردد، ويحاكيها موقع RAA بمقاومات بسيطة. وكلما انخفض الحمل كبر التغير، ويظهر أساسًا في صورة ارتفاع في الترددات العالية: يعطي الحمل ⁨16 Ω⁩ انحرافًا قدره ⁨4.5 dB⁩ عن الاستجابة بلا حمل، و⁨32 Ω⁩ انحرافًا قدره ⁨3.3 dB⁩، و⁨64 Ω⁩ قدره ⁨2.1 dB⁩، و⁨126 Ω⁩ قدره ⁨1.3 dB⁩، و⁨256 Ω⁩ قدره ⁨0.7 dB⁩، و⁨512 Ω⁩ قدره ⁨0.4 dB⁩.

وعادةً ما تبلغ معاوقة سماعة الرأس الديناميكية ذروتها عند رنين الجهير. ومع سماعة ⁨Grado GH4⁩، التي يستخدمها موقع RAA لأن رنينها واضح، تنحرف الاستجابة بمقدار ⁨4.3 dB⁩، في صورة ارتفاع حول ذلك الرنين. أما سماعات داخل الأذن متعددة وحدات المحرك المتوازن (Balanced Armature) فتتأرجح معاوقتها تأرجحًا واسعًا، لذا يكون الأثر كبيرًا: نحو ⁨16 dB⁩ مع ⁨Campfire Audio Andromeda⁩، في صورة ارتفاع في الجزء العلوي من الترددات العالية، ونحو ⁨9 dB⁩ مع ⁨Fearless Audio S8F Freedom⁩. ولا يعدّ موقع RAA هذه التغيرات عيبًا؛ فهي بتعبيره مسألة ذوق، مثل معادلة إضافية أو ضبط للنغمة إما أن يسوّي الصوت النهائي وإما أن يلوّنه.

الجهد والتيار مقابل الحمل

يرسم هذا الرسم البياني الجهد الذي يستطيع المخرج تقديمه مقابل معاوقة سماعة الرأس، وهو هنا من ⁨10 Ω⁩ إلى نحو ⁨1 kΩ⁩. ويُعطى الجهد بوحدة ⁨V RMS⁩، وأحيانًا بوحدة ⁨dBV⁩، أي المستوى بوحدة dB منسوبًا إلى ⁨1 V⁩ ⁨⁩. في المثال يبلغ الخرج ⁨7.2 V RMS⁩ على الأحمال عالية المعاوقة. أما على الأحمال منخفضة المعاوقة فيحدّه التيار، أي ⁨84.4 mA⁩ في مجاله الخطي، لذا ينخفض الجهد المتاح كلما انخفض الحمل.

وتمثل الخطوط المتقطعة المستويات المرجعية لدى RAA لسماعات الرأس المحيطة بالأذن (⁨99 dB/mW⁩) ولسماعات داخل الأذن (⁨112 dB/mW⁩) عند مستويات ذروة تبلغ ⁨107 dB SPL⁩. والرقم المعبَّر عنه بوحدة ⁨dB/mW⁩ هو حساسية سماعة الرأس: مستوى الصوت الذي تنتجه من قدرة قدرها ⁨1 mW⁩ ⁨⁩. وحيث يقع منحنى المضخم فوق خط متقطع، يستطيع المضخم بلوغ تلك الشدة الصوتية. وفي الرسم البياني لدى RAA يبلغ مضخم Tantal المستوى المرجعي لسماعات الرأس المعتادة كاملة الحجم ولسماعات داخل الأذن عند كل حمل من ⁨16 Ω⁩ فما فوق، أما سماعات الرأس عالية المعاوقة، التي تحتاج إلى الجهد أكثر من التيار، فيترك لها جهد ⁨7.2 V⁩ هامشًا وافرًا.

التداخل بين القناتين

التداخل بين القناتين (Crosstalk) هو الجزء من إشارة إحدى القناتين الذي يتسرب إلى الأخرى، ويُعطى بوحدة ⁨dB⁩ تحت مستوى الإشارة؛ وكلما كبرت القيمة السالبة في مقدارها، تحسّن الفصل بين القناتين. وعند ⁨1 kHz⁩ تبلغ القيم في المثال من ⁨−25⁩ إلى ⁨−34 dB⁩، بحسب الحمل. ويعدّ موقع RAA القيم الأسوأ من ⁨−40 dB⁩ مسموعة في الصورة الصوتية المجسمة، فتنزاح الصورة عندئذ نحو الصوت الأحادي، أو، وهو ما يحدث في الغالب، تتسع ويغيم تموضع المصادر الصوتية. ويسير المنحنى عند نحو ⁨−55 dB⁩ في الجهير ويرتفع مع التردد؛ وفي الأوكتاف العلوي يقترب من مستوى الإشارة حتى لا يفصله عنها سوى بضعة ⁨dB⁩. ويضع رسم الطور لدى RAA معظم التداخل في الترددات العالية قريبًا من منطقة الطور المعاكس، وهي منطقة يربطها الموقع بمسرح صوتي يزداد اتساعًا ويقل تركيزه حدةً.

ويضيف موقع RAA تحذيرين: الارتفاع في الترددات العالية يشير عادةً إلى سعة كهربائية في نقاط تلامس مقبس سماعات الرأس، والتداخل بين القناتين يعتمد اعتمادًا كبيرًا على مقاومة التلامس، كابل سماعة الرأس، والمعاوقات المعنية. لذلك يقدم هذا الرسم صورة عامة، لا خاصية ثابتة لمنظومتك الصوتية.

التشوه والضوضاء

تُظهر رسوم التشوه ما يضيفه المضخم إلى الإشارة. يظهر التشوه التوافقي في صورة نغمات إضافية عند مضاعفات صحيحة للتردد الأصلي؛ أما اختبارات التشوه البيني (Intermodulation) فتُدخل نغمتين وتبحث عن نغمات جديدة ناتجة عن امتزاجهما ⁨⁩. وينشر موقع RAA التشوه مقابل مستوى الخرج لتسعة أحمال، مع أطياف التوافقيات واختبارات التشوه البيني، لكنه لا يقدم رقمًا موجزًا واحدًا لهذا الجهاز. وكما هو معتاد في مراحل الخرج الصمامية، تُظهر رسومه تزايد التشوه مع ارتفاع المستوى نحو الخرج الكامل.

ويصف رقم الضوضاء الهسهسة التي يُصدرها المخرج من دون تشغيل أي موسيقى، وعادةً ما يُعبَّر عنه بجهد أو بنسبة بوحدة ⁨dB⁩ إلى مستوى مرجعي؛ ويُقال عادةً إن أثره يظهر بوضوح خاص مع سماعات داخل الأذن الحساسة ⁨⁩. ولا يذكر مقال القياس الذي نستند إليه هنا أي رقم للضوضاء لهذا الجهاز.

كيف تقارن بين تقريرين

لا تمكن المقارنة بين تقريرين إلا حيث قاسا الشيء نفسه بالطريقة نفسها. تحقق من هذه النقاط قبل أن تضع الأرقام جنبًا إلى جنب:

• المخرج نفسه. مخرج سماعات الرأس، مخرج مكبرات الصوت، والمقبس المتوازن أو غير المتوازن دوائر مختلفة. ويغطي المثال مخرج سماعات الرأس غير المتوازن فقط.
• النطاق نفسه. الرقم المقيس في النطاق من ⁨40 Hz⁩ إلى ⁨15 kHz⁩ ليس كالرقم المقيس من ⁨20 Hz⁩ إلى ⁨20 kHz⁩. اقرأ الشروط المذكورة بجانب كل رقم.
• الأحمال نفسها. يتغير جهد الخرج، انحراف الاستجابة، والتداخل بين القناتين جميعها مع الحمل، لذا قارن قيمة ⁨32 Ω⁩ بقيمة ⁨32 Ω⁩، لا بقيمة «بلا حمل».
• المرجع نفسه. تعتمد هوامش شدة الصوت على المستويات المرجعية المستخدمة، مثل خطَّي ⁨99 dB/mW⁩ و⁨112 dB/mW⁩ لدى ⁨RAA⁩.
• التردد نفسه للتداخل بين القناتين. الرقم الواحد عند ⁨1 kHz⁩ لا يقول الكثير عن الترددات العالية، حيث يرتفع التداخل في المثال.
• كابلات ومقابس متشابهة. كما يلاحظ موقع RAA، يعتمد التداخل على نقاط التلامس، الكابل، والمعاوقات، لذا يُتوقع وجود فروق صغيرة بين منصات الاختبار.

قارن الرسوم البيانية إلى جانب الأرقام الموجزة. فقد يشكّل مخرجان لهما متوسط معاوقة الخرج نفسه صوت سماعة الرأس على نحو مختلف إذا اختلف منحنياهما عبر النطاق.

ما لا يخبرك به التقرير

يصف التقرير جهازًا واحدًا، على منصة اختبار واحدة، في يوم واحد. ولا يخبرك:

• إلى أي حد سيروق لك الصوت. فموقع RAA نفسه يعدّ الاستجابة المعتمدة على سماعة الرأس مسألة ذوق، لا عيبًا.
• أن جهازًا آخر سيعطي القياسات نفسها. في مثال ⁨RAA⁩، تاريخ الصنع، النسخة، والتهيئة غير معروفة.
• كيف تتصرف المخارج التي لم يقسها. هنا، لم يُقَس مخرج سماعات الرأس الكهروستاتيكية ولا مخرج مكبرات الصوت.
• كيف يؤثر الكابل والمقبس لديك في النتيجة. فالتداخل بين القناتين يعتمد عليهما على وجه الخصوص.
• كيف تتغير الأرقام مع الوقت. تبلى الصمامات المفرغة مع الاستخدام؛ وعادةً ما يستبدلها المالكون والفنيون عندما يُظهر الاستماع أو القياس تهالكها، لا وفق جدول زمني.

ما يُشحن مع المضخم

يُصنع كل جهاز من Demograf Audio حسب الطلب، ويُشحن مع تقرير القياس الخاص به. صنع على يد ⁨Dmitriy Gubchenko⁩. ويأتي التقرير قبل الشحنة: تحجز دفعة مقدمة لحجز الدور قدرها 50% مكانك في قائمة انتظار التصنيع، ويُستحق المبلغ المتبقي بعد أن تتسلم تقرير القياس، وقبل الشحن. وهذا يمنحك الوقت لقراءته مستعينًا بهذا الدليل، وللسؤال عن أي شيء لا تفهمه. وإذا كان قياس معيّن يهمك، فاسأل عنه عند مناقشة التهيئة.

وفي الطرازات الصمامية مثل ⁨Tantal⁩، تكون صمامات الخرج منتقاة ومتطابقة أزواجًا، ويمكن طلب زوج متطابق احتياطي مع المضخم. ويُعبّأ كل جهاز للنقل لمسافات طويلة في صناديق طيران متينة وصندوق خشبي. يتحمّل المشتري تكلفة الشحن والتأمين، وتُذكر في بند منفصل في عرض السعر.

أي جهاز يناسبك

• مضخم Tantal يستخدم صمامات خرج ثلاثية من الإنتاج القديم (Vintage) من طراز 3C24 بمصاعد من التنتالوم. وبحسب قياسات ⁨RAA⁩، يتلاءم مخرج سماعات الرأس فيه تلاؤمًا طبيعيًا مع سماعات الرأس الديناميكية عالية المعاوقة (من نحو ⁨250 Ω⁩ فما فوق): إذ تتغير الاستجابة بأقل من ⁨1 dB⁩ ويكون الجهد وافرًا. أما سماعات الرأس المستوية المغناطيسية والديناميكية منخفضة المعاوقة فتعمل بشدة صوت كافية، مع ارتفاع في الترددات العالية قدره بضعة ⁨dB⁩ يتوقف على معاوقتها؛ وأما سماعات داخل الأذن متعددة وحدات المحرك المتوازن فلا تتلاءم معه إن أردت أن تسمعها كما ضبطها صانعوها. ويضم مضخم Tantal أيضًا مخرجًا من نوع STAX لسماعات الرأس الكهروستاتيكية بشكل قياسي.
• مضخم Tantal Senior يستخدم صمامات خماسية من الإنتاج القديم من طراز 4E27 بمصاعد من التنتالوم، ويُقاس كل زوج منها ويُطابق من حيث الانبعاث والتشوه. ولا يشمله تقرير ⁨RAA⁩.
• مضخم Eurybia (صمامات 2A3 الثلاثية) ومضخم Solaria (صمامات 45 الثلاثية) تصميمان أحاديا الطرف (Single-Ended) منخفضا القدرة، بقدرة ⁨2 W⁩ لكل قناة. وصمام 6B4G نظير لصمام 2A3 بقاعدة ثُمانية الأطراف (Octal)؛ وفي تقييمات المالكين المنشورة في مجلتنا، جعل مضخم يعمل بصمام 6B4G صوت سماعة ⁨Sennheiser HD 800⁩ أكثر امتلاءً وقتامة.

كل مضخم صمامي في الكتالوج مزوَّد بمخرج لسماعات الرأس بمقبس ⁨6.3 mm⁩ وآخر بمقبس XLR رباعي الأطراف بجانب أطراف توصيل مكبرات الصوت، ويضيف المضخمان الترانزستوريان Hades وBellerophon محولًا رقميًا تناظريًا (DAC) مدمجًا. ولكل طراز تقريره الخاص، وهو التقرير الذي ينبغي قراءته لذلك الطراز، لا مثال ⁨Tantal⁩. وتُدرج كل الطرازات التي تدعم سماعات الرأس في صفحة مضخمات سماعات الرأس.