Тест наушников для детекторного приема
В этой статье попытаюсь ответить на вопросы:
- Что лучше для детекторного приема, античные аутентичные высокоомные телефоны или современные «модные, стильные, молодежные» низкоомные наушники, включенные через трансформатор?
- Так ли хороши дифференциальные электромагнитные телефоны с уравновешенным якорем?
- Что, в конце концов, выбрать из артефактов советской цивилизации для дальнего детекторного приема?
Вводная
В тесте принимали участие ТК-47, ТК-67Н, ТОН-2, ТОН-2М, ДЭМ, ДЭМ-4М, ТА-4 и неопознанные старинные наушники с эмблемой «КЗ», предположительно производства фабрики «Красная Заря» (до революции - «Л.М. Эриксон и Ко»).
В качестве контрольных и эталонных использованы Philips SBC HP460 чувствительностью 106 дБ/мВт и сопротивлением постоянному току 32Ω - они хорошо себя зарекомендовали в детекторном приемнике.
Импедансная характеристика
Снималась с помощью компьютерной звуковой карты и программы LIMP. Методика подробно описана здесь.
Экспериментальным путем было выяснено, что измерения таким методом имеют погрешность до 5% при импедансе до 5 кОм. Выше погрешность плавно возрастает от 10% на 10 кОм до 50% при 50 кОм. Сказывается шунтирующее влияние входного сопротивления линейного входа звуковой карты и емкости соединительных кабелей.
Характеристики снимались при различном акустическом оформлении: с открытым выходным отверстием, закрытым, и заглушенным звукопоглощающим материалом.
Поехали.
ДЭМ открытый. Присутствуют пики на частотах акустического резонанса.
ДЭМ с закрытыми отверстиями. Моих знаний в акустике недостаточно, чтобы объяснить метаморфозу.
ДЭМ заглушенный. Всплески исчезли.
ДЭМ-4М. Острый резонанс в области 3 кГц, который не исчезает с глушением.
«Красная Заря». Пики в области ВЧ могут быть из-за несовершенства методики измерений. Здоровенный импеданс, от которого почему-то толку ноль - чувствительность у этих ушей как у дубовой колоды.
ТА-4. Резонанс около 1,3 кГц. Исчезает с глушением.
ТА-56м. Инфернальный импеданс, уходящий в стратосферу на частотах более 3 кГц (по оценкам - не менее 50 кОм).
ТК-47. Небольшой пик в районе 1 кГц, исчезает с глушением.
ТК-67-Н. Хвостик на 1,4 кГц тоже уходит с глушением.
ТОН-2. Зубцы в области > 2000 Гц -- погрешность измерений.
ТОН-2М. Резонанс в области 900 Гц, пропадает с глушением.
Электрические параметры
Индуктивность измерялась с помощью программы Multi Meter по вот этой методике и рассчитывались вручную по данным LIMP. В таблице приведено среднеарифметическое значение. Эмпирическая погрешность значений до 10-15%.
Чувствительность
В отличие от «синтетических» слуховых тестов, в которых фиксируется порог слышимости тона 1000 Гц, было решено использовать для измерений более практичный критерий - подводимую мощность, при которой обеспечивается полная разборчивость телеграфных посылок и речи. Какой толк от детекторного DX-приема, если мы не сможем разобрать позывной вещательной станции и зафиксировать очередной рекорд?
В качестве источника для CW использовались программа-тренажер (частота тона 1000 Гц, скорость 80 знаков/минуту), для речи - обработанная запись мужского голоса (подавлены на 20 дБ частоты за пределами 300 Гц-5000 Гц, применена компрессия 1:10).
Измерительный стенд собран из делителя 1:1000 (резисторы 10 кОм и 10 Ом), подключенного к выходу наушников звуковой карты и цифрового мультиметра M9508.
Испытания проходили ночью под шум компьютера, в полной тишине результаты могли бы быть лучше. Уровень измерялся несколько раз, бралось среднее значение. Для Philips SBC HP460 измерения проводились для последовательно соединенных излучателей, измеренное напряжение делилось на 2.
Следует заметить, что все нижеприведенные результаты я получил при плотном прижатии капсюлей к уху. При использовании оголовья с амбюшурами было отмечено ухудшение чувствительности до 6 дБ.
С ТА-56м я бы не побоялся принимать CW (если бы умел) на приемник прямого преобразования без усилителя низкой частоты.
ДЭМ-4М возможно выдал бы и лучший результат, если бы не деформированная мембрана. Как ни крутил винт настройки, лучших результатов добиться не удалось.
Радует ветеран аналоговой телефонии ТК-47 - акустический резонанс в районе 1 кГц повышает чувствительность к CW. Недаром у него паспортная отдача на этой частоте больше, чем у других электромагнитных капсюлей.
ДЭМ при приеме речи показал себя во всей красе. Остальные телефоны примерно на одном уровне. В аутсайдерах только ТОН-2 и «Красная Заря».
Признаю, был не прав, когда всячески превозносил динамические телефоны по отношению к электромагнитным. Те наушники ТОН-2, которые я испытывал ранее, прошли в 90-х через сильные издевательства (использование в качестве звукоснимателей, посадка мембран на резиновый клей и т.п.). Измеренная чувствительность для них получилась на уровне -73 дБм (благодаря чему, кстати, «Красная Заря» со своими -78 дБм казалась мне эталоном чувствительности электромагнитных систем). В данных же опытах использовались недавно приобретенные ТОН-2 в отличном состоянии, поэтому все встало на свои места.
Впрочем, ТОН-2 по качеству достаточно паршивые преобразователи. При измерениях повышаешь напряжение, уже и звук отчетливо слышен, а разборчивости никакой. А вот ТОН-2М показали себя с лучшей стороны, хотя в справочниках для них приводят одинаковые с ТОН-2 параметры.
Выводы
1. Недорогие динамические телефоны менее чувствительны, чем электромагнитные (от 2 до 10 раз по громкости). Более громкая работа динамических наушников в детекторном приемнике может объясняться лучшим согласованием с помощью трансформатора. Например, трансформатор 220В/4,5В с выравнивающей RC-цепочкой превращает 64-омные наушники в 150-килоомные. Сравните с 20 кОм@1000 Гц пары ТА-56м - почти 8-кратная разница в импедансе поднимет порог детектирования на 9 дБ за счет возросшего напряжения на контуре (при прочих равных условия и большой ненагруженной добротности контура). Таким образом, высокоомные наушники тоже нуждаются в согласующем трансформаторе (с коэффициентом трансформации от 1:2 до 1:4).
2. Электромагнитные телефоны с уравновешенным якорем выигрывают у обычных как по разборчивости, так и по чувствительности, однако выигрыш невелик - от 3 до 5 раз по громкости. Возможно, дело в малом количестве витков в обмотках исследованных ДЭМ и ДЭМ-4М. Стоит попробовать перемотать их и сравнить чувствительность.
3. Чувствительность электромагнитных телефонных капсюлей производства СССР к речевому сигналу примерно одинакова. Однако не стоит возлагать особые надежды на ТОН-2, хуже ТОН-2 могут быть только ТОН-2 с потерявшими силу магнитами. Высокоомные из высокомнейших ТА-56м - вот уши не мальчика, но воина-радиста: наступают на пятки дифференциальным капсюлям и словно рождены для приема телеграфа. ТК-47 1957 года... Как и АК-47, имеет хорошие ТТХ, надежен и безотказен.
4. Принципиальной разницы в чувствительности между низкоомными и высокоомными электромагнитными телефонами нет, однако для приема в современном постиндустриальном жилище низкоомные предпочтительней - высокоомные хорошо ловят на соединительный шнур наводки от осветительной сети. Хотя и сравнительно низкоомный ДЭМ начинает гудеть от метрового шнура. Обязателен экранированный кабель!
И последнее. Чувствительность Philips SBC HP460 - 106 дБ/мВт. ДЭМ чувствительней HP460 на 10 дБ, т.е. стоит поискать динамические телефоны с чувствительностью от 116 дБ/мВт и будет счастье и комфорт. Такие наушники есть (Sennheiser HD 25-C II, Marshall Major FX даже 120 дБ/мВт !), но цены на них достаточно конские. Хотя, если вы будете слушать радио в ушах за штуку баксов, никто не посмеет упрекнуть вас в том, что вы страдаете херней (коль вы смогли позволить себе такую дорогую вещь). Achtung! Будьте внимательны! Некоторые производители указывают чувствительность в дБ/В, а некоторые в дБ/мВт (если просто в дБ - то это скорей всего дБ/мВт). Разобраться поможет эта статья.