Hoogfrequente stoorsignalen
De invloed van hoogfrequente stoorsignalen zoals
die opgewekt worden door onder meer computers en mobiele telefoons, is een
omstreden onderwerp dat door audioliefhebbers op allerlei manieren wordt
aangepakt. Soms is die aanpak echter niet zo consequent en zinnig. Het effect
kan zelfs averechts uitpakken. Ook hier gelden de regels van de
hoogfrequenttechniek en die laten niet met zich sollen. Met gebruik van de
Filter Link worden die verschijnselen volledig in de kiem gesmoord zodat het in
ieder geval geen negatieve invloed meer kan hebben.
Stoorsignalen van buitenaf
Er gaan vele verhalen de ronde over de invloed van stoorsignalen.
Een veel gebruikte methode om stoorsignalen te dempen is het gebruik van
ferrieten en netspanningfilters. Ferrieten dempen de antennewerking van kabels
waardoor apparatuur die gevoelig is voor stoorsignalen in principe minder last
daarvan zal ondervinden. Met name bij computers en 100 Hertz
televisietoestellen kan het gebruik van een ferriet om de kabel goed werk doen
om bijvoorbeeld storing in radio-ontvangst te verminderen. Een
netspanningsfilter kan preventief zeker zin hebben maar er kan eveneens een
omgekeerd effect optreden door de introductie van lekstromen. Vooral bij
zelfbouw van netfilters is het oppassen dat het middel niet erger wordt dan de
kwaal.
Het beste wapen tegen stoorsignalen is het gebruik van goed
afgeschermde kabels, behuizingen en connectoren. Vooral de laatste zijn wat dat
betreft meestal de zwakste schakel. Doordat de Filter Link juist het gebruik
van een degelijke zogeheten hoogfrequentdichte kabel voorschrijft, wordt al aan
een belangrijke voorwaarde voldaan. Daarnaast is het ontwerp van de Filter Link
zodanig opgezet dat die zelf niet gevoelig is voor dit soort verstoringen.
Stoorsignalen van binnenuit
Een onderwerp waar nog niet zoveel over is gesproken, maar dat
ongetwijfeld meer invloed heeft dan stoorsignalen van buitenaf, zijn die van
binnenuit komen. Apparatuur voorzien van een microprocessor, een kleine
computer, produceert per definitie stoorsignalen. Het hangt van het ontwerp en
de opbouw van het apparaat af of die signalen kunnen binnendringen in het
audiogedeelte. Audiobladen schenken hier nauwelijks aandacht aan en meten dit
soort signalen eigenlijk vrijwel nooit. Wellicht is dit het nog meest
onderschatte onderwerp van allemaal. Ook hier speelt mee dat als er al metingen
worden gedaan, dit meestal gebeurt met digitale meetapparatuur die hoe
geavanceerd dan ook binnen het audiogebied, de frequenties buiten het
audiogebied systematisch wegfilteren. Ook al zou een cd-speler heftige
stoorsignalen produceren, dan is de kans erg groot dat het compleet over het
hoofd wordt gezien.
Of de stoorsignalen invloed kunnen hebben op de geluidskwaliteit
zal afhankelijk zijn van de eigenschappen van de toegepaste schakelingen en is
menig discussie waard. Ook die wordt hier vermeden. De Filter Link blokkeert
dit soort signalen namelijk zodat ze de aangesloten versterker niet meer kunnen
bereiken. En als er geen stoorsignalen meer zijn kunnen ze in elk geval de
geluidskwaliteit ook niet meer negatief beïnvloeden.
Technische
achtergrond
Er wordt over het algemeen maar weinig aandacht besteed aan de
zogeheten spectrale reinheid. Gezien de hoeveelheid energie en de
breedbandigheid van de stoorsignalen, zet dit eigenlijk vele andere factoren
waar audioliefhebbers het over hebben en menig fortuin aan spenderen in het
niet. De reden waarom er vaak vrij veel stoorsignalen aanwezig zijn is veelal
terug te voeren naar het ontwerp. Apparatuur voor de consumentenmarkt is
meestal uitgevoerd met een transformatorvoeding in de behuizing. Inductie van
het magnetisch veld geeft per definitie kans op een bromverstoring in de
audiowegen en om die reden worden printen vaak met een steraardesysteem
uitgevoerd. Zeker bij versterkers met een platenspeleringang zijn bromproblemen
anders haast niet te voorkomen. Een andere oplossing voor dit probleem is het
gebruik van een geschakelde voeding, zoals vaak aanwezig in een DVD-speler.
Helaas is ook die oplossing niet ideaal. Een geschakelde voeding is van origine
een stoorsignaalbron waarvan de mogelijke onderdrukking sterk afhangt van de
opbouw van het apparaat.
Het steraardesysteem mag dan heilig zijn voor bromproblemen, het is een grote
omweg voor hoogfrequente signalen. Daardoor kunnen er op de print hoogfrequente
stromen lopen die plaatselijk resulteren in forse potentiaalverschillen. Die laatste kunnen op
een ongewenste manier binnendringen en als uitgangsspanning aan de
audio-uitgangen verschijnen.
De onderstaande afbeelding laat het scherm zien van een spectrumanalyser
aangesloten op een uitgeschakelde high-end cd-speler.
Er zijn hier geen signalen te zien zodat zeker is dat geen radiosignalen van
buitenaf worden mee gemeten. Wat te zien is, is uitsluitend ruis op een zeer
laag niveau.
High-end cd-speler asymmetrische uitgang linker kanaal in uitgeschakelde
toestand.
De volgende afbeelding geeft het spectrum weer bij cd-weergave. Er
is een zeer uitgebreid spectrum zichtbaar met een behoorlijk energieniveau dat
doorloopt tot meer dan 250 MHz. Het signaalniveau is in voor de bron lage 50
ohm impedantie gemeten en stijgt daarom nog aanzienlijk in niveau bij
aansturing van een hoogohmige bron zoals een versterker. Deze stoorsignalen
worden dus rechtstreeks aangeboden aan de aangesloten apparatuur! De
meetresultaten zijn aantoonbaar echt, volledig reproduceerbaar, niet
exemplarisch en niet gemanipuleerd.
High-end cd-speler asymmetrische uitgang linker kanaal bij
cd-weergave.
Naast ongemoduleerde signalen bevat het spectrum ook talrijke
amplitude, frequentie en fasegemoduleerde effecten die gedetecteerd binnen het
audiospectrum heftige ratelgeluiden bevatten. Als er ook maar enige vorm van
detectie optreedt in de schakelingen van de aangesloten apparatuur dan is het
denkbaar dat de gemoduleerde inhoud in zekere mate naar buiten komt. In de brei
bevindt zich bij diverse cd-spelers ook een markant aanwezig spectrum afkomstig
van displays die veelal een zware bromachtige ratelmodulatie bevatten die sterk
afhankelijk is van hoe het display staat ingesteld (fel, zwak of uit). Juist de
displays geven energie af in een relatief laag frequentiegebied.
Mutingtransistoren
Opvallend is de uitkomst te noemen van een onderzoek naar de
herkomst van de stoorsignalen bij een high-end cd-speler. Een deel van de
signalen bleek namelijk doorgegeven te worden via zogeheten mutingtransistoren.
Deze componenten worden in een cd-speler toegepast om het audiosignaal te
dempen bij versneld doorspoelen en soms ook om schakelklikken te onderdrukken
bij het wisselen van fragment en in de pauzestand. Ook bij sommige andere
apparatuur kunnen mutingtransistoren zijn toegepast. De oorzaak van de
verslechtering van de spectrale reinheid bleek in het geheel niets te maken te
hebben met de transistoren zelf, waarvan een negatieve invloed ook niet te
verwachten is, maar van het schakelsignaal waarmee ze worden aangestuurd. Vaak
is dit schakelsignaal direct afkomstig vanuit een microprocessor of een
digitale stuurschakeling. Hoewel het stuursignaal vaak een functie heeft als
een schakelende gelijkspanning, is er een nogal harde koppeling aanwezig met de
digitale schakelingen. Het volgende, zeer breedbandige stoorspectrum was te
meten op die signaallijn.
High-end cd-speler schakellijn mutingtransistoren in het
HF-gebied.
Er is een telkens herhalend (spiegelend) spectrum meetbaar van
klokfrequenties met ontelbare harmonischen. Niet alleen begint dit spectrum al
bij lage frequenties, het loopt ook met een relatief hoog energieniveau erg ver
door.
High-end cd-speler schakellijn mutingtransistoren in het
VHF-gebied.
Het is interessant om te zien hoe het stoorsignaal van de
schakellijn van de mutingtransistoren overspreekt naar de audiouitgangen, door
de meetresultaten over elkaar heen te projecteren.
High-end cd-speler schakellijn mutingtransistoren en uitgang
linker kanaal bij cd-weergave.
Duidelijk is te zien dat dezelfde stoorsignalen via de
transistoren doorlekken naar de audio-uitgangen, zoals hier verduidelijkt met
de rode lijnen. Het onderbreken van de lijn is simpelweg voldoende om dit deel
van de verstoringen weg te nemen van de audio-uitgangen maar dan werken de
mutingtransistoren natuurlijk ook niet meer. De juiste filtering in de lijn
lost dit verschijnsel ook op terwijl de functionaliteit van de
mutingtransistoren wel gehandhaafd blijft. Dit vergt echter een modificatie in
de cd-speler en die zal in principe bij de meeste gebruikers ongewenst zijn. De
Filter Link lost het echter ook op zoals verderop wordt verduidelijkt.
Laagfrequente
stoorsignalen
Naast hoogfrequente producten begint het gerommel op de
audio-uitgangen bij sommige cd-spelers al vlak boven de audioband. In het
volgende meetresultaat is een product te vinden op 176 kHz, wat hier neerkomt
op de helft van de achtvoudige overbemonsteringsfrequentie (44,1 kHz x 4). Om
aan te geven wat het niveau is van zo’n stoorsignaal ten opzichte van het
muzieksignaal is dat het in dit voorbeeld maar 15 dB ligt onder een zachte
passage op –40 dB (niveau is verrekend met het meten in 50 Ω impedantie).
Omgerekend zou dit neerkomen op een soort vervorming in orde en grootte van 18
%. Veel eindversterkers zullen dit signaal nog in bepaalde mate op de uitgang
naar de luidsprekers kunnen afgeven. Dat het daar helemaal niets te zoeken
heeft mag zonder verdere discussie over de gehoormatige invloed duidelijk zijn.
LF-stoorproduct cd-speler uitgang linker kanaal tijdens
cd-weergave.
Suggesties
Delta Sigma Audio beweert niet dat dit soort signalen de enige
oorzaak is voor beïnvloeding van de geluidsweergave. Wel is te zeggen dat het
veel aannemelijker dat dit soort stoorsignalen de geluidskwaliteit wijzigt dan
vele andere aangegeven oorzaken. Zo is denkbaar dat de signaalsterkte van de
stoorsignalen pas bij een voldoende hoog geluidsniveau de aangesloten
versterker gaan beïnvloeden. Doordat de volumeregelaar door de constructie van
de versterker ook het niveau regelt van de stoorsignalen zou dit een verklaring
kunnen zijn dat veel versterkers bij cd-weergave bij een bepaald niveau of
stand van de volumeregelaar een stuk rauwer gaan klinken.
Ook het beter klinken van het geluid met een voorversterker in de
keten dan bij een rechtstreeks aangesloten cd-speler op een eindversterker kan
hierdoor beter verklaarbaar worden. Juist een eindversterker direct aangesloten
op een cd-speler, waarbij de interne volumeregelaar wordt gebruikt, geeft de
meest slechte signaal-stoorverhouding. De meeste stoorsignalen komen namelijk
niet uit de versterkerschakelingen zelf maar via andere wegen op de uitgangen
terecht. Een interne regelaar op nul laat de stoorsignalen dus niet verdwijnen.
Doordat een massaverbinding wordt gemaakt in een ander deel van de behuizing
nemen ze eerder juist toe. Vergelijkenderwijs is aan te nemen is dat de
eindversterker er minder tegen bestand is dan de over het algemeen meer
breedbandige voorversterker. Eigenlijk kunnen in zo’n situatie legio
wijzigingen een schijnbaar mysterieuze, maar in werkelijkheid dan logisch
verklaarbare invloed uitoefenen.
Het zou ook zo kunnen zijn dat de door velen beweerde hoorbare verschillen met
het toepassen van bijzondere kabels hierdoor beter verklaard worden. De in de
handel verkrijgbare kabels hebben namelijk een sterk wisselende invloed op het
transport van de hoogfrequente stoorsignalen. Zeker exotische varianten zoals
koolstofkabels of getwiste niet-afgeschermde kabels kunnen hier sterke invloed
op hebben. Uiteraard geldt dit ook voor storingen van buitenaf, zoals verklaard
op de pagina over kabels en connectoren. Ook de lengte van zo’n kabel en het in
of juist uitschakelen van een opname-apparaat dat parallel is aangesloten kan
dan ineens een rol gaan spelen.
Ook wordt al zeer geruime tijd beweerd dat het verwijderen van
mutingtransistoren een positieve invloed zou hebben op de geluidskwaliteit.
Zo’n bewering is te respecteren in plaats van te torpederen maar veel
interessanter is de mogelijke oorzaak voor de bewering uit te vinden. Daarvoor
ontbreekt dan meestal een zinnige onderbouwing. De invloed die
mutingtransitoren kunnen hebben op de aanwezigheid van hoogfrequente
stoorsignalen is wel ondubbelzinnig verklaarbaar. Als audiohobbyisten aangeven
gehoormatige verschillen waar te nemen dan is het juist belangrijk om de
oorzaak hiervoor te achterhalen.
Hetzelfde geldt voor de invloed van displays waarvan de
stoorsignalen een sterk aanwezig aandeel kunnen vormen in het totaal. Het is in
principe mogelijk dat hier een relatie is te leggen met de ervaringen van
audioliefhebbers die er van overtuigd zijn dat hun installatie beter klinkt met
afgeschakelde displays. Interessant hierbij is het verhaal over de aanwezige
interne bekabeling in cd-spelers die veelal verguisd wordt in de discussies,
met name van en naar volumeregelaars die vaak aan het frontpaneel zijn
gesitueerd en waarbij soms wordt gesteld dat vervanging door ander type kabel
gehoormatig veel winst oplevert. Ook de lengte van dit kabeltje zou de
boosdoener zijn. Puur laagfrequent gezien nogal discutabel maar uit metingen
blijkt wel overduidelijk dat aanzienlijk veel meer hoogfrequente stoorsignalen
worden opgepikt als bekabeling en volumeregelaar dichterbij een display en in
de nabijheid van digitale circuits moeten worden gemonteerd. Allicht dat ook de
kwaliteit van de afscherming van dat stukje kabel en de manier van montage hier
veel invloed op heeft. Fabrieksmatig heeft dit kabeltje nogal eens een matige
tot zeer slechte afscherming.
Delta Sigma Audio houdt het nadrukkelijk bij suggesties doet zelf
geen slecht onderbouwde beweringen over het vaststaande feit van wel of geen
hoorbare invloed. Stof tot nadenken geeft de nog steeds muzikaal begeerde
analoge platenspeler waarvan vast staat dat die ondanks al zijn beperkingen in
elk geval geen hoogfrequente stoorsignalen produceert!
Wat biedt de Filter Link in dit verband?
De Filter Link rekent aan de ingang al af met al de hoogfrequente stoorsignalen
van een microprocessorgestuurde voorversterker, cd-speler of andere bron. Ook
laagfrequente producten vanaf 250 kHz, zoals veelvouden of afgeleiden van de
bemonsteringsfrequentie, worden grondig aangepakt.
Verder zorgt filtering dat hoogfrequente ruis wordt onderdrukt en
dat die signalen ook niet vanaf de andere kant kunnen binnenkomen. Het
uitgaande signaal bevat nog slechts het audiosignaal en niets anders. Sterker
nog, er zullen weinig maar audiocomponenten zijn die over het gehele
frequentiespectum zo’n schoon signaal afleveren aan de uitgang als de Filter
Link van Delta Sigma Audio.
De Filter Link is een passief apparaat en er is dus geen voeding
nodig. De uitvoering is volledig gescheiden per kanaal waardoor negatieve
invloed van het ene naar het andere kanaal is uitgesloten. De bijbehorende
kabels zijn dubbelafgeschermd en de connectoren zijn hoogfrequentdicht.
De Filter Link volgt een hoogfrequentontwerp en is uitgevoerd in een van
massavlakken voorziene print in SMD-techniek.
De versterker krijgt dus een schoon signaal aangeboden zonder
laag- en hoogfrequente verstoringen afkomstig van digitale processors en
displays. Groot voordeel is daarbij ook dat de apparatuur zelf niet
gemodificeerd hoeft te worden, wat sowieso de nodige kundigheid vereist zonder
bijwerkingen of beschadigingen te veroorzaken. Ook de garantie- en
inruilmogelijkheden blijven zo ongewijzigd.
