כל מה שרציתם לדעת על Bi-Wire/Bi-Amp והתבישתם לשאול

תמיד שמעתם על Bi-Wire ולא ידעתם על מה כל הרעש? גם Bi-Amp מוזכר רבות לטובה. אז האם יש סיבה לכל ...

7:00
  /  
24.08.2010
  
מאת: יוסי הרי
Bi-Wiring

הקדמה

בסוף המאה העשרים הופיע בשמי האודיו חיבור אודיו לרמקולים בשם Bi Wiring. כאשר העניין דעך בחיבור הזה, הוסיפו יצרני הרסיברים חיבור חדש אשר שמנצל את תשתית ה- Bi Wiring ברמקולים מסחריים והיצרנים קראו לו Bi Amplifying. מדי פעם מתעוררות שאלות לגבי התועלת והשיפור שמתקבל מחיבור Bi Wiring or Bi Amp. די ברור שרצוי היה לשפוך מעט אור על הנושא, כי המידע המופיע בחוברות ההפעלה או כפי שמוצג על ידי לא מעט יצרנים – מוטה לצרכי שיווק ואינו משקף את התועלת (או חוסר התועלת) שבשיטות הללו.

מה הם בכלל ההבדלים? האם זה עובד? האם יש הסבר מה ואיך זה עובד? לא חסרות דעות בעד ונגד, אבל נדמה שיש ערפול מסויים בנושא.

השרשור האחרון שלאחר סקירת הרסיבר Onkyo TX-SR608, הוא דוגמא טובה לכך.

במאמר זה אנסה לתת הסבר מקצועי מקיף על הנושא.

מה זה Bi-Wiring?

הציור הבא הוא סכימה של Bi-Wiring. יש קדם מגבר ומגבר הספק (ולא משנה אם ביחד או לחוד לשיטתנו). בתוך הרמקול בנויה מסננת (בציור המסננת פשוטה וסכמטית) של סלילים, קבלים, ארבעה הדקי בננה ושני כבלים שמחוברים יחד בצד המגבר ומתחברים ל- 4 הדקי הבננות על הרמקול. לגבי יצרן הרמקול, התוספת הזו היא אפסית מבחינת מחיר ועבודה, מכיוון שהדבר דורש שינוי קל בחיבורי המסננת יחד עם זוג חוטים וזוג בננות בכל רמקול, ושני מגשרים בשביל מי שלא רוצה או לא צריך.


סכימה של Bi-Wiring

במקומות רבים נכתב מעין הסבר טכני לשיפור:  "בגלל השימוש בשתי זוגות חוטים, ירדה ההתנגדות לחצי, עם הכפלת שטח החתך. ומאידך, בהנחה שהזרמים שווים (והם לא!), ירדה כמות הזרם בכל חוט לחצי. במילים אחרות, מפל המתח על החוט ירד פי 4".

נשמע טוב הלא כן?
ובכן, מסתבר שלפי חוקי חיבור זרמי חשמל שאינם זרם ישר אלא AC, הם לא מתחברים, אלא זורמים כל אחד כאילו השני לא קיים. המסננת שנמצאת לפני הרמקולים מונעת חיבור במקביל! זה אולי נראה מוזר, אבל כאלה הם חוקי החשמל ו- AC מוזר במיוחד, אינטואיציה "רגילה", יום יומית אינה מתאימה כאן.

הזרם של הבאס בחיבור כבל אחד ולא בחיבור Bi-Wiring נתקל בהתנגדות של הכבל האחד והוא אינו מושפע בהפסדים שלו מהזרם של התדרים הגבוהים, לכן חיבור BI-Wiring לא מושפע לטובה מהכבל הנוסף, כי גם בו כל אחד מהזרמים רואה לפניו או נתקל בהתנגדות של כבל אחד. רק הוספת אותם המגשרים יחד ושימוש בשני כבלים, מאפשר חיבור במקביל לשני הכבלים ורק אז עם מגשרים מחוברים נקבל חצי מהתנגדות כבל בודד.

בשנת 1998 פורסם באתר Soundstage מאמר שמתאר Bi-Wiring וגם Bi-Amplifying פסיבי.

המאמר מציג את הנקודות הבאות:

  • ההפרדה של BI-Wiring מונעת מהבאסים החזקים לפגוע בגבוהים העדינים.
  • Bi-Wiring עוזר במניעת עיוותים.

המאמר מציע להשתמש בכבלים שונים לגבוהים ולנמוכים -"Select specific wires for each frequency application". קיימת גם הצעה לבחור כבל שהוא פתוח ואוורירי וגם כבל פחות "חושפני" לבאסים – "but is perhaps lean in the Bi-Amplifyingss region".

המאמר גם טוען שלמעשה Bi-Wiring ו- Bi-Amplifying פסיבי כמעט זהים רק Bi-Wiring זול לכן יותר מקבלים יחס טוב של עלות לתועלת ובכך מכפילים את ההספק – טעות נפוצה שתוסבר בפרק המתאים.

"Advantages to Bi-amplifying are identical to those of the simpler Bi-wire application, with added benefits. Since you have proBi-Amplifyingbly doubled the power you were using with just one amp when Bi-wiring"

המאמר מזכיר גם BI-Amplifying אקטיבי ופוטר אותו כלאחר יד:

"This active crossover pre-filters the audio signal at a low-voltage level and sends only predetermined Bi-Amplifyingss frequencies to the Bi-Amplifyingss amp and high frequencies to the tweeter amp. While this is desirable for a number of reasons, it is not mandatory to enjoy the benefits of bi-amplifying. "

לדעתי זהו מאמר אנטי מקצועי בעליל.

לגבי שתי הנקודות הראשונות, ניתן למדוד אותן עם ציוד מתאים ואז להציג עובדות ומספרים ולא לספר סיפורים. לא תמצאו למיטב ידיעתי שום מדידה שמראה שיפור בגבוהים וירידה או ביטול עיוותים.

הנקודות מהללו מתעלמות מכך שהאות הבלתי מופרד עובר דרך המגבר כאשר בדרכו פסי הנחושת שלו, הממסרים, סלילי המוצא שלו ורכיבי אלקטרוניקה – שהם הפושע האמיתי בפגיעה המתוארת בגבוהים ובעיוותים. בשפה טכנית זה נקרא Inter-modulation Distortions. מה לדעתכם תועיל ההפרדה כביכול בסתם חוטים אחר כך? – זה לנעול את הדלת אחרי הגניבה.

לגבי סוג הכבלים, אין אפילו הסכמה איך לחבר BI-Wiring. אם תורידו לדוגמה חוברת הפעלה של רמקול 3A מתוצרת חברת Vandersteen, תראו אפילו שהיצרן מציין שיש חובה לחבר עבור BI-Wiring כבלים זהים, (הפוך מטענת המאמר הקודם של Soundstage) ועוד נטען כי:

(כדרך אגב, אני עד היום לא מבין כיצד כבל שמעביר מצוין גבוהים, לא יעביר נמוכים בצורה מושלמת, אם לא מכניסים בו High pass filter.)

אני מסכים עם המאמר ש- Bi-Wiring ו- Bi-Amplifying פסיבי זה כמעט אותה התועלת (או חוסר), אך המאמר כמובן טועה בטעות הנפוצה שהוספת מגבר נוסף מוסיפה עוד Power, אשר כפי שיוסבר, אינו נכון.

אני לא מבין כיצד הוא לא התבייש לכתוב שהחיבור האקטיבי אינו מנדטורי, כאשר יוסבר ההבדל, תבינו עד כמה זה מנדטורי.

יתרונות BI-Wiring:

  • אין.

חסרונות BI-Wiring:

  • דורש חיבור עוד זוג כבלים אשר שלפעמים אינם זולים ולא תמיד יש זוג מחברים פנויים לכך בצד ההגברה, מה שמחייב אלתור מכוער וסכנה של חיבור לא מקצועי עם גידים מקצרים.
Bi-Amplifying

מה זה Bi-Amplifying אקטיבי?

כאן יש שימוש בשני מגברים הספק נפרדים. לפני מגבר הספק נוספה מסננת אלקטרונית שמעבירה רק את התחום הרצוי ועוצרת את התחום השני, אי לכך על זוג המחברים של רמקול הטוויטר, לא מופיע בכלל אות באס, לכן ברמקול אין מסננת פסיבית. כנ"ל בצד השני.


איור של חיבור Bi-Amplifying

זוהי השיטה שנקראת רמקולים אקטיביים. סאב אקטיבי בדיוק מתבסס על כך ואפשר גם לבנות Tri-Amp או Multi-Amp.

העיקרון של השיטה הוא הפרדת הצלילים (גבוהים, מיד, נמוכים וסאב נמוכים) בעזרת מסננת אלקטרונית שיכולה להיות אנלוגית או דיגיטאלית. הפרדה מתבצעת לפני דרגת ההגברה, ברמת ה- PRE ובמתחים ועכבות של כניסות למגבר, זאת אומרת מתחים נמוכים עד וולט או שניים וזרמים אפסיים ברמה של אלפית או כמה מיליוניות אמפר. הבדל עצום לעומת רמות מתח וזרם במעגלי תפוקת הרמקולים. הרמקולים מחוברים ישירות למוצאי המגברים.

המסננת האלקטרונית נקראת מסננת אקטיבית בגלל אופן הפעולה ששונה בצורה מהותית ממסננת (קרוס) רמקולים קונבנציונאלית שנמצאת בכל רמקול בעל 2 דרייברים או יותר ונקראת גם מסננת פסיבית. המסננת הפסיבית בנויה רק מקבלים סלילים ונגדים, שהם רכיבים פסיביים. המסננת האקטיבית מחייבת רכיבים אלקטרוניים ואופן פעולתה שונה בצורה מהותית. בתקופתנו ניתן לממש מסננת כזו בצורה אנלוגית וגם ברמה של העיבוד הדיגיטלי – DSP לפני פענוח המקור הדיגיטלי לאנלוגי.

מסתבר שלשיטה זו יש סדרה של יתרונות והיא נמצאת בשימוש רב בתחום המקצועי ברמקולים מוניטורים של אולפנים ואצל הרבה חובבי DIY, בגלל הזמינות של מודולי מגברים בשוק זה.

יתרונות Bi-Amplifing אקטיבי:

  • המסננות האקטיביות זולות יותר, מדויקות ביותר ומאפשרות לחבר את התחומים בצורה מדויקת ביותר ומאפשרת חפיפה (כאשר בחפיפה רמקול אחד "מעביר את המקל" לרמקול השני) מדויקת ביותר מבחינת פאזה.
  • המסננות האקטיביות פועלות בתחום המתחים הנמוכים, של רמת הכניסה להגברה, היכן שהזרם זניח לחלוטין. המסננת הפסיבית דורשת שזרמים גבוהים בתדרים גבוהים יעברו דרך קבלים ובשביל לקבל איכות גבוהה ביותר נדרשים קבלים גדולים מאוד מדויקים מאוד ויקרים ביותר. צורך זה מבוטל לחלוטין בחיבור האקטיבי וגם הסלילים הגדולים נחסכים, לכן הוא יותר זול.
  • ביטול המסננת הפסיבית מקטין את ההפסדים בתיבת הרמקול ומאפשר לכל דרייבר לפעול במרב הנצילות שלו.
  • אפשר לכוון בנפרד את ההגבר של שני המגברים ולהגיע לתיאום עוצמה מדויק ביותר. יוצא מכך שהמגבר "מסוכך" על המסננות ותכונות הרמקולים לא משפיעות כלל על פעולת המסננת. ברמקולים קונבנציונאליים אפשר לקרוא תיאורים כיצד נעשה שימוש בהרבה עמל לתאם בין המסננת לרמקול, כולל שימוש בתוכנות סופר מתוחכמות לחישוב.
  • פועל יוצא מהנקודה הקודמת, אפשר בקלות רבה להרכיב דרייברים עם נצילות שונה לחלוטין ותיאום ההגברה יאזן אותם להפליא.
  • ההפרדה היא כאן אמיתית, הפרדה של ממש. ערבוב באסים וגבוהים במגבר הספק גורם לעיוות שנקרא אינטר מודולציה (Inter-modulation Distortions). זה אינו עיוות שנחשב על ידי אף אחד כנעים לאוזן והוא נוצר בדרגת ההגברה או לפחות 99.9% שלו נוצר שם. ב- Bi-Amplifying יש במגבר אחד רק הגברת תחום "גבוהים" ובמגבר שני רק "מיד" ו-"באסים" (ובמגבר סאב אקטיבי רק מה שמתחת 150 הרץ). כמות העיוות יורדת משמעותית בין תדרים שאינם עוברים באותו פס, הם באמת נמנעים
  • אפשר לבצע אופטימיזציה לתכנון המגברים. את המגבר של הגבוהים אפשר לתכנן להספק יותר נמוך (כי תמיד רוב ההספק הוא בנמוכים) ויותר מהיר. ולבאסים מגבר כבד יותר לזרמים גבוהים אבל לא נדרשת מהירות.
  • Dumping – בשיטה הזו משפרים בצורה רצינית את ה- Dumping של הרמקולים. חברת נאד למשל תמיד נהגה לפרסם את הנתון הזה למגברים ורסיברים שלה, כאשר בדרך כלל המגברים היו פי כמה יותר משובחים במספר שהוצג. במציאות יכול להיות למגבר מספר כמו 1000, אבל המסננת הפסיבית הורגת כל מגבר משובח כי הפסדי המסננת הפסיבית יורידו את המספר האמיתי לפחות מ- 100 כל עוד משתמשים בסליל עם גרעין אויר כי זה יותר אודיופילי. (גרעין ברזל אמנם פחות ליניארי אבל מקטין את הפסדי הנחושת בסדר גודל).
  • בגלל ההפרדה האמיתית ורק בגללה, ניתן לקבל הספק כללי מקסימאלי גדול, שהוא סכום ההספקים של המגברים המשתתפים כי כל אחד מהם רואה מתחי תדרים אחרים. זה פועל יופי בערוץ ה- LFE של קולנוע ביתי בכל מקום שיש סאב אקטיבי.

חסרונות Bi-amplifing אקטיבי:

  • אינו צורת עבודה תקנית מקובלת בשוק החובבים, אך כן בשוק DIY.
  • מסובך ודורש כיול מקצועי.
  • טעות יכולה לשרוף דרייבר.
  • אין כמעט תמיכה של יצרנים:
    תיבות הרמקולים לא תומכות.
    ציוד השמע – רסיברים, מגברים, לא מיועד לכך לחלקו אין יציאות PRE, ואין DSP מתאים.
  • לא קיימים עדיין פתרונות דיגיטליים.
  • לרמקולים אקטיביים מלאים (כל רמקול מכיל 2 מגברים ומסננות אלקטרוניות)) צריך לספק Inter-connectors וחשמל. לא תמיד יש שקע ליד הרמקול ולא בכל מגבר או רסיבר יש יציאת PRE.

מבחינת אודיו, ל- Bi-Amplifying אין חסרונות. אבל הוא נדיר יחסית ומסובך. יצרן הרמקולים מעדיף למכור כבלים יקרים ולא להתעסק עם הגברה ויצרני המגברים והרסיברים מסתפקים ב- Bi-Amplifying פסיבי. אנו היום במצב שישנה אפשרות אחרת, כי מערכות הכיול המתקדמות ברסיברים, בשינוי קל יכולות לדעתי לכייל רמקולים אקטיביים והכול ברמת העיבוד הדיגיטלי, אבל בינתיים עלינו להסתפק ב- Bi-Amplifying פסיבי לגמרי.


מה זה Bi-Amplifying פסיבי?

בחיבור הזה הוספנו לשני הכבלים של Bi-Wiring, שני מגברי הספק, שמקבלים שניהם אות זהה ומעורב בדיוק.


האיור מתאר את החיבור הנפוץ היום ברסיברים.

הם קראו לכך Simple – פשוט. אני קורא לכך פסיבי. במדריך של רמקולים של חברת Vandersteen, מסבירים שאם נחבר Bi-Wiring בלבד, נקבל במחיר זול את רוב היתרונות של Bi-Amplifying. וזה נכון, למעשה אין הבדל בין – Bi-Amplifying פסיבי ל- Bi-Wiring.

ההבדל העיקרי בחיבור הפסיבי הוא שאין כאן מסננת אקטיבית לפני, אלא חוט קצר. ההפרדה מוטלת על המסננת הפסיבית עם הבעיות שלה והערבוב בדרגות ההספק של ההגברה נשאר כמעט במלואו, לכן קשה מאוד למצוא הבדל בין השיטה הזו לחיבור Bi-Wiring, ואין שום הסבר ממשי מה זה באמת משפר בחיבור הפסיבי, כי כל היתרונות שתוארו בפרק הקודם נזרקו לפח.

מה החיבור הפסיבי לא עושה:

  • לא מבטל את המסננת הפסיבית היקרה שגורמת להפסדים, ירידה בנצילות, דיוק מוגבל ופגיעה ב- Dumping.
  • לא מאפשר להתאים הגברה, מחייבת מגברים זהים לחלוטין.
  • לא מבצעת הפרדה אמיתית שגורמת שבמגבר אחד יהיה רק מתח צלילי באס ובמגבר שני רק צלילים גבוהים ומכאן יוצא ששתי התכונות העיקריות של Bi-Amplifying אקטיבי לא מתאפשרות יותר:
    1. לא מונע כלל את Inter-modulation Distortions.
    2. לא מאפשר כלל הוצאת יותר הספק למרות המגבר הנוסף. הסבר:
    אם מגבר נ´ מספק הספק PMAX בצד נ´, המשמעות היא שהוא מספק גם VMAX לצד שלו. אותו VMAX מופיע במלואו במגבר ג´ בצד ג´ ולמרות שלא נצרך זרם, מגבר ג´ לא מסוגל להוסיף אפילו וולטים בודדים לצד ג´ והם נקטמים.

הכיול RC של הרסיברים הללו לא מושפע מההפרדה כביכול הזו, כי הוא משנה את האותות ברמת ה- PRE שלעיל לפני. לאחריו מגיע ערבוב של כל המתחים והעוצמות לזוג המגברים ומוגבר לפי מצב הווליום לכל רמקול. המגברים הנם זהים, בעלי הגברה זהה ברמה של 1%. (למשל באונקיו 608) הווליום נמצא לפני, בדרגת ה- PRE. אין שינוי בהגברה בנפרד רק עבור הרמקול היותר חלש.

זוהי גם הסיבה שאין שום הבדל בעוצמה הנשמעת – אם בחיבור רגיל סובבת את הכפתור לקבל עוצמה X ברמקולים הסידור הפסיבי לא ישנה זאת במאומה, כי ההגברה נשארת זהה לחלוטין, לכן אותם המתחים יתקבלו ברמת דיוק גבוהה מאוד, (גם כך וגם אחרת) ולכן ההספקים מהרמקולים יישארו זהים בשני האופנים. רק בחיבור אקטיבי ישנה הפרדה ואי הפרעה אמיתית.

הטעות שכאילו אפשר לקבל הספק כפול היא טעות הגיונית, רק הבנה לעומק של צורות הגלים שמתפתחות במגברים מאפשרת להבין את הנקודה הזו.

יתרונות Bi-Amplifying פסיבי:

  • פשוט למימוש.
  • מספק את זוג הבננות שהיו חסרות בחיבורי Bi-Wiring.
  • טעויות לא יגרמו נזק, ברמקולים בגלל המסננת, וברסיברים – הם מוגנים היטב.

חסרונות Bi-Amplifying פסיבי:

  • מבטיח הרבה ולא מממש את ההבטחה.
  • בזבוז של שני מגברים.
  • לא מצליח לספק מאומה מרשימת היתרונות של החיבור האקטיבי.

סיכום

מבחינה טכנית ומקצועית אין ספק ש- Bi-Amplifying אמיתי זוהי טכניקה שנותנת (או לפחות יש לה פוטנציאל רציני) שיפור לפעולת הרמקול: על ידי הפרדה אמיתית בין תחומי תחום השמע, שיפור עיוותים ו- Dumping, הגדלת ההספק (ההספק ולא ההגברה!) המקסימאלי במערכת, ושאר הפרטים שהוזכרו.

יצרני כל הרסיברים המובילים מאפשרים לפנות זוג מגברים נוסף לטובת מה שהם קוראים לו Bi-Amplifying. ראינו בהסבר שכל היתרונות של Bi-Amplifying אמיתי נעלמים ואנו נשארים עם השם Bi-Amplifying, כאשר מתקשים לתת הסבר במה זה משפר. כל הטענות שיש מגבר נוסף לכן מאוד הגיוני שאפשר לקבל הספק נוסף לא נכונות בגלל צורת החיבור הפגומה שמונעת את האפשרות ליהנות מההספק הנוסף. לא הבאתי כאן את הנוסחה שמתארת את ההוכחה חשמלית מתמטית לעובדה זו, אבל אוכל לספק זאת לכל דורש.

חבל שהחברות קוראים לצורת חיבור זו Bi-Amplifying, ללא ציון העובדה שזה לכל היותר Bi-Amplifying פסיבי. כמובן שהייתם מתחילים לשאול מה ההבדל בין פסיבי לאקטיבי ומגלים שהחיבור הפסיבי לא נותן מאומה ונשאר רק שם שנשמע יוקרתי.

למרות כל הדברים הללו, תמיד ימצאו אנשים שיעידו ש- Bi-Wiring או Bi-Amplifying פסיבי נתן שיפור דרמטי. למעשה כל פעם שמישהו המציא איזה טריק באודיו, נמצאו לו תומכים, עיתונים ששיבחו אותו והסברים אפילו טכניים למה זה טוב.

אני לא אתווכח עם מי שטוען שזה עושה לו טוב. אני מתווכח עם המסבירים מכל הסוגים והמינים שמסבירים טריק כמו Bi-Wiring או Bi-Amplifying פסיבי מבחינה טכנית, ממציאים הסבר טכני שגוי ולא מגבים עצמם במדידות. אם מישהו טוען שה- D יותר קטן, נא להציג ניסוי בו א: נמדד D. ב: לאחר השיפור D ירד או נעלם, כמו שהרטוריקה טענה. עוד יותר גרוע כאשר מציגים תוצאה שאינה אפשרית לפי חוקי החשמל, כמו בטענה של הגדלת ההספק.

אני מחכה לחברה שתעשה יד אחת עם יצרן רמקולים, שיוסיפו עוד זוג בננות לרמקולים או מפסק – לפני המסננת ויוסיפו לרסיבר משוכלל תוכנת מסננות דיגיטלית, וכיול אוטומטי ושליטה בהגבר בצורה נפרדת לכל ארבעת המגברים ואז החברה תוכל למכור רסיבר שיפעיל רמקולים על ידי Bi-Amplifying אמיתי. עד אז זה לגמרי פסיבי.

להמשך הדיון בנושא Bi-Wiring / Bi-Amplifying.


7:00
  /  
24.8.2010
  
מאת: יוסי הרי

1