Chcesz wierzyć, że niski THD maskuje subtelne niedoskonałości Twojego toru audio, ale w głębi duszy dręczy Cię myśl, czy te parametry naprawdę decydują o „magii” brzmienia, czy tylko uspokajają Twój analityczny umysł.
To nie daje Ci spokoju, gdy siedzisz przed monitorem i przeglądasz kolejne specyfikacje. Wzmacniacz A: THD 0,001%. Wzmacniacz B: THD 0,01%. Ten pierwszy z większym rzędem zer po przecinku wydaje Ci się lepszy.
Tylko że Twoje uszy to nie kalkulator. Te wszystkie zera po przecinku mogą być równie dobrze złudzeniem perfekcji. Zaraz dowiesz się, dlaczego prawda o zniekształceniach jest znacznie bardziej skomplikowana.
THD. Czym to właściwie jest i dlaczego sam ten parametr nic nie mówi?
THD (total harmonic distortion) to wskaźnik, który pokazuje, ile niepożądanych składowych dodaje urządzenie do oryginalnego sygnału. Prościej – to miara „czystości sygnału”. Wzmacniacz dostaje czysty ton – nazwijmy go częstotliwością podstawową, V₁, a przez nieliniowości elementów elektronicznych generuje dodatkowe dźwięki, harmoniczne. To wielokrotności tego oryginalnego tonu (V₂, V₃, V₄…).
Nie każde zniekształcenie brzmi tak samo.
Twoje uszy, a właściwie Twój mózg, reagują selektywnie:
- harmoniczne parzyste (np. druga, czwarta) często odbierasz jako coś przyjemnego. „Ciepłe”, „muzykalne”. Wzbogacają ton podstawowy w sposób naturalny. Nie bez powodu lampy, które generują głównie drugą harmoniczną, są tak cenione.
- harmoniczne nieparzyste (np. trzecia, piąta, siódma, dziewiąta) to zupełnie inna historia. „Szorstkie, metaliczne, męczące”. Nawet ich śladowe ilości – te 0,01% – potrafią być bardziej dokuczliwe niż 1% drugiej harmonicznej.
Dlatego samo „niskie THD” to tylko pół prawdy. Ten parametr nic nie mówi o tym, jakie harmoniczne dominują. A to właśnie robi różnicę.
THD+N. Tutaj zaczyna się prawda o czystości
Jeśli chcesz wiedzieć, jak naprawdę działa urządzenie, patrz na THD+N. Ta litera „N” to szum.
THD+N mierzy wszystko, co wychodzi z urządzenia, a czego nie było na wejściu. Zarówno zniekształcenia harmoniczne, jak i szumy własne układu, przydźwięki z sieci. Całość razem.
Jest tu jednak haczyk techniczny, o którym warto wiedzieć: pomiar THD+N jest limitowany pasmem pomiarowym. Zazwyczaj używa się filtra AES17, który ogranicza pasmo do 20 kHz. Dlaczego to ważne? Bo w przypadku urządzeń impulsowych, takich jak wzmacniacze klasy D czy DAC-i o wysokiej częstotliwości próbkowania, bez tego filtra zmierzysz masę szumu pozaakustycznego, który i tak nie ma wpływu na to, co słyszysz. Wynik byłby sztucznie zawyżony.
W nowoczesnej elektronice często szum jest głośniejszy niż same zniekształcenia harmoniczne. Dlatego THD+N lepiej oddaje rzeczywistą czystość sygnału.
Co tak naprawdę słyszysz?
Porozmawiajmy szczerze o Twoich możliwościach percepcji:
- 1% THD – dla większości z nas, w dynamicznej muzyce, jest niesłyszalne. Sygnał maskuje te zniekształcenia.
- 0,1% THD+N – uznawany za standard hi-fi. Poniżej tej wartości urządzenie staje się transparentne. Po prostu nie słyszysz, że coś jest między Tobą a muzyką.
- 0,01% versus 0,001% THD+N – słyszysz różnicę? Nie. W kontrolowanych testach ABX ta różnica jest niemożliwa do wychwycenia. Walka o trzecie miejsce po przecinku nie ma sensu.
IMD. Prawdziwy wróg, o którym rzadko się mówi
THD mierzy reakcję układu na jeden ton. Problem w tym, że muzyka to nie jeden ton. To tysiące częstotliwości jednocześnie. I tutaj wchodzą IMD (zniekształcenia intermodulacyjne).
IMD powstają, gdy dwie różne częstotliwości (f₁ i f₂) oddziałują ze sobą w nieliniowym stopniu wzmacniacza. Generują nowe, sztuczne dźwięki – sumy i różnice tych częstotliwości (f₁ + f₂, f₁ – f₂). Te nowe tony nie mają żadnego związku harmonicznego z muzyką, którą odtwarzasz.
Odbierasz to jako „bałagan” w dźwięku. Brak separacji instrumentów. Męczącą „szorstkość” w górze pasma.
Pomiary IMD robi się najczęściej metodą SMPTE, używając tonów 60 Hz i 7 kHz w stosunku amplitudy 4:1 albo metodą CCIF – dwóch blisko położonych wysokich częstotliwości, jak 19 kHz i 20 kHz.
Analiza ich intermodulacji jest bardziej krytyczna niż prosty test THD na 1 kHz, bo ujawnia wady, które silne ujemne sprzężenie zwrotne próbuje zamaskować.
Jeśli IMD jest wysokie, nawet ultraniskie THD nie uratuje brzmienia. Te nienaturalne składowe będą degradować scenę dźwiękową i rozdzielczość.
Jak czytać specyfikacje?
Widzisz zapis „THD <0,01%”. Warto zapytać: „a w jakich warunkach?”.
Pojedyncza liczba na liście parametrów to tylko obietnica.
Jak wygląda przykładowy, rzetelny sposób prezentacji zniekształceń?
THD+N mniej niż 0,01%, 1 Vrms, 20 Hz – 20 kHz
Po pierwsze – poziom sygnału wejściowego. często mierzy się THD przy takich sygnałach, przy których zniekształcenia mają najniższy poziom. Bez prezentacji tego parametru o zniekształceniach nie wiadomo nic.
Po drugie – częstotliwość pomiaru. Standardowy test na 1 kHz to za mało. Wzmacniacze zazwyczaj mają znacznie wyższe zniekształcenia przy 20 kHz, bo wydajność pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego spada wraz ze wzrostem częstotliwości. Badanie tonem 1 kHz nie pokazuje szumów o niskich częstotliwościach, a więc tych spowodowanych przydźwiękiem sieciowym 50 Hz. Niepełny obraz zniekształceń powstaje również przy pomiarach z użyciem krzywej ważonej „A”.
Szukaj pełnego wykresu THD+N vs Frequency lub czegoś więcej niż tylko super niskie 0,001%. To dopiero jest pełny obraz sytuacji.
Pułapka ultraniskiego THD
Musisz wiedzieć o jeszcze jednej rzeczy. Ekstremalnie niskie THD – poniżej 0,001% – często osiąga się przez bardzo głębokie globalne ujemne sprzężenie zwrotne (GNFB).
Liczby wyglądają imponująco w specyfikacji. Ale może to prowadzić do pogorszenia innych parametrów, na przykład transjentów, i tego, co niektórzy nazywają „sterylnym” brzmieniem.
Co naprawdę ma znaczenie?
Czy niskie THD gwarantuje lepszy dźwięk? Odpowiedź brzmi – nie.
Hierarchia priorytetów jest taka:
- akustyka pomieszczenia – to ona generuje największe zniekształcenia fazowe i amplitudowe. Często rzędu 10-20 dB! I maskuje wszelkie korzyści z perfekcyjnej elektroniki.
- zestawy głośnikowe – to one są najsłabszym ogniwem. Generują THD na poziomie 0,5% – 1% lub więcej przy dużej głośności. Twoje głośniki zniekształcają sygnał bardziej niż jakakolwiek przyzwoita elektronika.
- elektronika (wzmacniacz/DAC) – jeśli THD+N jest poniżej 0,1% w całym paśmie pod obciążeniem, masz sprzęt, który w nieznacznym stopniu generuje zniekształcenia.
Co z tego wszystkiego warto zapamiętać?
Zamiast gonić za zerami po przecinku, zaufaj inżynierii, która dba o liniowość w całym zakresie pracy.
THD+N jest ważniejsze niż samo THD przy wyborze DAC-a lub wzmacniacza, bo uwzględnia szum tła, który w praktyce często dominuje.
Zwróć uwagę na IMD. Wysokie zniekształcenia intermodulacyjne są dla ucha bardziej destrukcyjne niż niskie harmoniczne. A często w ogóle się o nich nie wspomina.
Zawsze szukaj pomiarów THD/THD+N w pełnym zakresie mocy i częstotliwości. Pojedyncza liczba przy 1 W/1 kHz to nie jest cała historia.
Ale pamiętaj. Muzyka to coś więcej niż suma harmonicznych. Ważne, żeby trafiała do Ciebie wprost, bez pogoni za perfekcyjnymi liczbami.
