Vad är DIN 45500? High-fidelity-utrustning Hi-fi förstärkaren Sinus-effekt och musik-effekt Vad kan vi höra? Dynamikområde Frekvensområde Dynamikförhållande Förvrängning (distorsion) Harmonisk förvrängning Intermodulation Transient Effektbandbredd Överhörningsdämpning Frekvenskorrigering Presens

DIN är en förkortning av Deutsche Industrie Normen,
vilket är namnet på den tyska standariseringskomissionen
som har normerat en mängd tyska industriprodukter också
inom elektroniken. DIN 45500 är en grupp normer som anger
minimikrav för underhållnings-utrustning för hemmabruk
(förstärkare, högtalare, skivspelare CD-spelare osv.).
Normen gäller mono såväl som stereo. En mono-anläggning
kan mycket väl ha hifi-kvalitet, medan det faktum, att
anläggningen har stereoåtergivning, inte nödvändigt innebär,
att det är fråga om high-fidelty. Att en anläggning motsvarar
DIN 45500 innebär helt enkelt, att specifikationerna uppfyller
minimikraven enligt denna norm. Tyskland är f.n. det enda land
som systematiskt har normerat hifi-begreppet med DIN 45500.
Här i landet finns ett organ som heter Svenska High-Fidelity Institutet.
Det är meningen, att man härifrån så småningom skall
fastställa normer för hifi-utrustning men tills så sker skall DIN 45500
följas också i Sverige.
DIN 45500 är en sammanfattande beteckning för ett rätt
omfattande verk, som endast finns på tyska. Normen är uppdelad
i flera kapitel och omfattar inte blott minimispecifikationerna på varje
enskild del av musikanläggningen utan också sammansättningen av
dessa. Dessutom omfattar DIN-normerna mekaniska specifikationer
för de kontaktdon som används, för kopplingar och impedansförhållande
till dessa, samt under vilka betingelser ifrågavarande mätningar skall
utföras. Detta kan medföra, att det finns delar i en anläggning som
uppmäts enligt DIN-normer utan att ifrågavarande anläggning som
helhet därför motsvarar DIN 45500. Det kan t.ex. vara fråga om en
förstärkare vars utgångseffekt är uppmätt enligt DIN 45566 men
som inte uppfyller minimikraven enligt DIN 45500. Om anläggningens
tekniska data visar, att t.ex. en förstärkare motsvarar kraven enligt
DIN 45500, ja, då skall alla minimikraven verkligen vara uppfyllda också.
Man har därmed en garanti för att denna förstärkare inte är helt
undermålig, även om kraven enligt DIN 45500 i och för sig inte är alltför
stränga. High-fidelity-begreppet är inte något statiskt eller stillastående.
Tekniken är hela tiden på marsch framåt, och det är teknikens nuvarande
ståndpunkt som sätter gränsen för hur långt man kan nå. Vilka krav som
ställs i DIN 45500 skall senare återkommas till.

Upp

Ända från den tid, då Edison uppfann fonografen har man
strävat efter återgivning så nära den ursprungliga klangen
som möjligt. Först under senare år har tekniken gjort det möjligt
att åstadkomma musikåtergivning så nära ursprunget, att det
inte längre är möjligt för det mänskliga örat att märka någon
skillnad. Ett sådant resultat uppnås inte genom någon
genomsnittsradio utan kräver en mera avancerad utrustning i
hela återgivningskedjan. Här bör man komma ihåg, att det är den
svagaste länken som avgör hela anläggningens kvalitet.
High-fidelity är därför en fråga om kvalitet rakt igenom.

Upp

Förstärkaren är hjärtat i musikanläggningen. Oavsett om det
är en ren förstärkare eller en kombinerad förstärkare och radio,
måste man ställa en rad konkreta krav på förstärkaren med
hänsyn till utgångseffekt, frekvensomfång osv om resultatet
skall bli high-fidelity. Det kan låta som en paradox men är inte
desto mindre sant: en bra förstärkare skall inte själv frambringa ljud.
Vad som fordras är, att det är de musikprogram som tillförs förstärkaren
som skall förstärkas, ingenting annat. Detta är nu likväl en sanning
med vissa modifikationer. Så är t.ex. den signal pickupen samlar upp
från skivspåret inte rak utan förbetonad av skäl som jag senare skall
återkomma till. Denna förbetoning kräver en motbetoning i förstärkaren
och här lämnar förstärkaren alltså ett bidrag utanför den rena förstärkningen.
Då de flesta av oss inte heller har musikrum av konsertsalsformat, är det
också nödvändigt, att förstärkaren har möjligheter att kompensera de
dåliga akustiska förhållandena i rummet. Det mänskliga örat är allt annat
än fullkomligt och även här kan det vara motiverat med någon form
av korrigering. För den skull måste förstärkaren ha ett antal knappar och
reglerdon, som på olika sätt gör det möjligt att anpassa återgivningen
individuellt. Studerar man utbudet av hifi-förstärkare, är det en sak som
genast faller i ögonen. Utgångseffekten är förvånande stor i de flesta fall.
För bara några år sedan betraktades en förstärkare med 5 watts uteffekt
som överdådig för privat bruk. Nu ser man stereoförstärkare i
mellanprisklassen med utgångseffekter på 2x30 watt eller mer.
Varför nu detta? Denna effekt har man inte gett apparaten för att man
skall kunna störa grannen så mycket som möjligt. Har förstärkaren nämligen
inte ordentlig uteffekt får man förvrängning - distorsion - i återgivningen,
och mera krävande musikprogram kommer att sakna dynamik.

Upp

Det finns många olika sätt att mäta förstärkarens utgångseffekt på.
Det mest korrekta är att mäta det som kallas sinuseffekt eller
kontinuerlig effekt. Den mäts på så sätt, att förstärkaren matas
med en ren sinuston, i allmänhet 1000 Hz (1000 svängningar per sekund),
varefter man över ett fast motstånd avpassat efter högtalarimpedansen
mäter den oförvrängda effekten. Det tal som därvid framkommer är
ett klart, väldefinierat uttryck för förstärkarens effekt. Det skall
också påpekas, att vid mätning på stereoförstärkaren skall båda
kanalerna drivas samtidigt. Nu är det inte så ofta musiken består
av endast rena sinustoner, och det kan därför vara någon mening
i att många förstärkarspecifikationer också har med någonting som
kallas musikeffekt eller music power.

Den mäts vid kortvariga impulser framkallade av pukslag, trumpetstötar
eller kraftiga pianoslag. Om denna mätning inte begränsas t.ex. enligt
DIN 45500 och med hänsyn tagen till förstärkarens förvrängning,
har den inte mycket med det verkliga förhållandet att göra och ger
därför inte så helt väldefinierade uttryck för förstärkarens effekt.
En förstärkares musikeffekt ligger 20-30 procent över sinuseffekten,
vilket kanske förklarar, varför den så gärna används.
Enligt DIN 45500 måste en hifi-förstärkare ha minst 2x6 watts sinus
vid stereo och 10 watt vid mono.

Upp

Det har tidigare sagts, att örat som allt annat mänskligt har sina brister.
Tabell 1 visar en tonskala med de olika ljudens och instrumentens frekvens
angiven i hertz (antalet svängningar per sekund). Härav framgår,
att vi helst, för att få fullt utbyte av musiken, bör kunna uppfatta
svängningar från ca 20-16000 Hz. Det kan de flesta också i 20-års-åldern.
Tyvärr faller den övre gränsen med åldern, så att de flesta människor i
60-års-åldern bara kan höra upp till 12000 Hz. Gemensamt för oss alla
är att örat inte är lika känsligt över hela tonskalan. Grovt sagt är
känsligheten störst vid ca 3000 Hz och faller kraftigt med lägre
frekvenser (basen). Förhållandet mellan en ton på 250 Hz och en med
frekvensen 8000 Hz är omkring 1:4.



Denna tabell är baserad på undersökningar av ett stort antal försökspersoner.
Den visar, hur förmågan att uppfatta de högre frekvenserna avtar med åren.
Talen mittför de olika åldersgrupperna anger det procentuella antalet försökspersoner
som fortfarande är i stånd att uppfatta den angivna frekvensen.

Upp

Härnäst skall vi se på vilket ljudtryck, eller intensitet, örat är i
stånd att uppfatta. Den nedre gränsen för det, som kan uppfattas
som ljud kallas tröskelvärde. Detta värde är inte detsamma vid olika
frekvenser, eftersom örats känslighetskurva som nämnts varierar
med frekvensen. Uppåt går örats förmåga till den s.k. smärtgränsen.
Överstiger ljudtrycket denna gräns uppstår smärta, och sker det
ihållande, kan bestående hörselskador uppstå. Smärtgränsen är
någorlunda oberoende av frekvensen och ligger 120 dB över
tröskelvärdena vid 1000 Hz. Härav framgår, att det mänskliga örat
har ett dynamikområde på 120 dB. Här får man en måttangivelse
som åter och åter förekommer i specifikationer på elektronisk
utrustning, nämligen dB, eller som det rätteligen heter decibel.
Detta mått anger alltid förhållandet mellan två storheter. Ett
angivet värde i dB bör alltså följas av en uppgift om vilken storhet
men mäter i förhållande till. På omräkningstabellen ser man, att
det finns en formel för spännings- och strömförhållande och en
annan för effektförhållande.



Tabellen visar decibelförhållandet. Lägg märke
till att det är skillnad på spänning/strömförhållande
och effektförhållande.

Upp

Om vi nu återvänder till förstärkaren och väljer en
sådan i mellanprisklassen, framgår det av apparatens
tekniska data, att en sådan förstärkare i regel kan återge
hela den hörbara delen av tonområdet. Det kan måhända
vara med nöd och näppe i den nedre delen av tonområdet,
det flesta förstärkare går inte längre än till 30 Hz. Detta behöver
man nu inte vara förtvivlad över. Det är nämligen inte många
som har tillgång till det stora utrymme som krävs för att
klinga ordentligt vid återgivningen. En ton på 50 Hz kräver
att rummet är omkring sju meter i ena riktningen. Är så inte
fallet, inträder en försvagning som gör återgivningen av dessa
djupa toner skenbar. I tonskalans övre del uppstår i regel inga
problem. Det finns idag förstärkare, vars övre gränsfrekvens
ligger väsentligt över det hörbara området. Det råder bland
fackfolk en viss oenighet om nyttan av detta.
Anhängare av frekvensområdet utöver det hörbara hävdar, att
återgivningen tillförs en icke närmare definierad "briljans". Man
nöjer med att konstatera betydelsen av att förstärkarens frekvens-
område är stort, att alla instrumentens övertoner blir korrekt
återgivna. Detta är oerhört viktigt, eftersom det är övertonerna
som ger de enskilda instrumenten deras speciella karaktär. Skall
man bedöma en förstärkares kvalitet efter tillverkarens data, bör
man se till, att frekvensområdet räcker från omkring 40 till 18000 Hz
och att det då är en fråga om rak frekvenskarakteristik, d.v.s. att
det inte på något ställe av frekvenskurvan förekommer hörbara
avvikelser. Varje ansvarsmedveten fabrikant anger med vilka
toleranser frekvensområdet är uppmätt, t.ex. 40-18000 Hz +/-
1 dB. Man vet då, att förstärkaren på intet ställe inom angivet
frekvensområde avviker mer än högst 2 dB. Då man måste upp
till omkring 3 dB eller mer för att örat skall kunna uppfatta någon
skillnad, kan man säga, att denna avvikelse är utan betydelse.
Enligt DIN 45500 är minimikraven på förstärkarens frekvens-
omfång 40-16000 Hz +/- 1,5 dB.

Frekvenskurva från en förstärkare vid utgångseffekt 1 watt. Som synes är
karakteristiken praktiskt taget rätlinjig från 50 till 20.000 Hz.

Upp

Vi har tidigare konstaterat, att örats dynamikområde är 120 dB.
Riktigt så stora krav behöver man nu inte ställa på en bra musik-
anläggning. En stereoskiva av hög kvalitet har ett dynamikområde
på 60 dB, vilket motsvarar en styrkeskillnad på 1000 gånger mellan
svagaste och starkaste passage på skivan. Då andra signalkällor inte
ställer högre krav, är ett dynamikområde på 60 dB tillräckligt.
Nu är det inte så vanligt, att man får någon uppgift om det egentliga
värdet för dynamikområdet. Den ingår nämligen i det som kallas
signal/brusförhållandet. Förhållandet mellan det ej önskade bruset,
kan komma från förstärkaren eller som nålbrus från skivan, och den
signal vi vill höra, sätter en gräns för dynamikområdet. Det tal, som
anges försignal/brusförhållandet, blir därför också förstärkarens
dynamikområde, Utgångseffekten har också betydelse för dynamikområdet.
Om man nu återvänder till grammofonskivan så vet man att
styrkeskillnaden mellan svagaste och starkaste passage är 1000 gånger.
Vill vi att en sådan skiva skall återges med en effekt av 10 watt,
kommer den svagaste passagen bara att kunna höra den starkaste
utan förvrängning. Till ett gott dynamikförhållande hör alltså en stor
utgångseffekt.

Upp

Det som påverkar återgivningen på ett eller annat ställe i en
musikanläggning och som med lämpliga åtgärder kan utjämnas
på ett annat ställe, kallas linjär förvrängning eller linjär distorsion.
Avvikelser inom bestämda delar av tonområdet i förhållande till
andra, exempelvis basen framhävs mer än diskanten, är linjär
förvrängning. För att klara detta är förstärkaren försedd med ett
antal reglage, som kan höja eller sänka företrädesvis bas och diskant
i förhållande till tonområdet i övrigt.

Upp

Det förhåller sig på ett helt annat sätt med andra former av förvrängning,
som också uppträder i musikanläggningar.
Harmonisk förvrängning uppstår om icke önskade övertoner adderas
till den ursprungliga tonen. Denna form av förvrängning kallas också
klirr, och det finns inga reglage som kan ändra på detta förhållande.
Den harmoniska förvrängningen mäts som en procentdel av den
önskade signalen och skall naturligtvis vara så låg som möjligt.
Enligt DIN 45500 får den vara högst 1%. I övrigt skall den harmoniska
förvrängningen (eller klirrfaktorn, som den också kallas) vara omkring 3%
för att vara hörbar. Den harmoniska förvrängningen ställs alltid i
förhållande till den effekt som krävs av förstärkaren. Förvrängningskurvan
är jämn, eventuellt en smula stigande, till maximal effekt nåtts.
Därefter ökar förvrängningen våldsamt.

Upp

Intermodulation är en annan form av av förvrängning, som uppstår
vid blandning av två toner med olika frekvens (svängningstal).
Härvid uppstår en tredje ton, vars frekvens är summan av eller
skillnaden mellan de ursprungliga tonernas frekvens.
Uppgift om intermodulation har kommit först med de egentliga
hi-fi-normerna. Ett bra intermodulationsförhållande har stor betydelse
för återgivningens kvalitet. Det är därför viktigt, att denna form av
förvrängning är så låg som möjligt. Som tidigare nämnts, har örat
mindre känslighet vid lägre frekvenser. Intermodulation mäts i
allmänhet vid 250 Hz och 8000 Hz och på grund av örats
fysiologiska egenskaper i förhållandet 4:1. Summan av de båda
tal man får, anger intermodulationsförvrängningen i procent och skall
naturligtvis vara så låg som möjligt, enligt DIN 455500 höggs 3%.

Upp

Transient anger förstärkarens förmåga att klara av plötsliga stora
skillnader i den programkälla som tillföres.
I praktiken är det fråga om toner med olika frekvens och av mycket
olika intensitet, vilka måste tas omhand av förstärkaren. I vissa fall
rör det sig om plötsliga hopp från noll till maximalt värde och
tillbaka till noll igen. Kan förstärkaren inte återge sådana "fyrkantiga"
signaler går detta ut över såväl återgivning som stabilitet.
Typiskt för "fyrkantiga" signaler är sneda avskärningar i diskanten.
Transienten anges i mikrosekunder (my) och uttrycker stig- och
falltiden för de nämnda plötsliga svängningarna.

»Fyrkantsignal» vid 50 Hz. På denna kurvan finns en
benägenhet till sned avskärning vid basfrekvenser, vilket tydligt
framgår av figuren. En förstärkare med fyrkantkurva
som den här är fullt acceptabel.

»Fyrkantsignal» vid 1000 Hz. Här är kurvan ideal

»Fyrkantsignal» vid 10 000 Hz. Kurvan är något krökt i botten
men är helt utan dämpade översvängningar och mycket nära idealet.
Samtliga fyrkantskurvor från B & O Beolab 5000.

Upp

Effektbandbredd

I tonområdets ytterpunkter har förstärkaren en benägenhet för effekt-
förlust och förvrängning. Särskilt i basen är denna benägenhet märkbar.
Av denna anledning anges åtminstone för mera avancerade förstärkare
någonting som kallas effektbandbredd. Om det för en förstärkare anges
effektbandbredd av 20-20 000 Hz +/- 1%, betyder detta, att
förstärkaren innanför det angivna frekvensområdet är i stånd till att avge
minst 50% av angiven effekt och att klirrfaktorn inte överstiger 1%.
Enligt DIN 45500 skall effektbandbredden vara minst 40-12500 Hz.

Kurvan för avskärning av diskant och bas vid
användning av high- resp. low-filter (brus- och rumblefilter).
Från B & O Beolab 5000.

Upp

Överhörningsdämpning

Vid stereo är det av stor betydelse, att det inte blir för stark överhörning
mellan höger och vänster kanal.
Dämpningen varierar på olika frekvenser och störst i den låga delen av
tonområdet och något lägre i den övre delen. Ju större och mera
frekvensoberoende överhörningsdämpningen är, desto bättre blir stereo-
verkan. DIN 45500 anger 40 dB som minimikrav.

Upp

Frekvenskorrigering

Som tidigare nämnts, att en bra förstärkare i princip inte skall göra
någonting annat med den mottagna signalen än att förstärka den.
Det är dock inte ur vägen med lite individualism också på detta
område. Avlyssningsrummets beskaffenhet, programmaterialets
karaktär, personlig smak och andra faktorer, gör det önskvärt att
kunna korrigera tonområdet på olika sätt. En god förstärkare är
därför utrustad med ett antal kontroller för detta ändamål.
I regel är frekvenskurvan rak, när förstärkarens alla tonkontroller
står i nolläge. Musikprogrammet passerar då utan varje form av
korrigering utöver den rena förstärkningen.
De reglage som kallas bas- och diskantkontroller kräver väl
knappast någon närmare förklaring. Med dessa kan man höja
eller sänka bas- resp. diskantområdena separat i förhållande
till frekvenslinjären.
Mera avancerade hi-fi-förstärkare är dessutom försedda med
ett antal korrigeringsmöjligheter, vars funktioner ej är omedel-
bart påfallande. Dels hänger det på ifrågavarande konstruktör
att avgöra, hur verkan skall bli, dels kan man se olika benämningar
för precis samma företeelse. Ett utmärkt exempel är det som
på vissa håll kallas "Loudness" ytterligare andra "Leise". Tre
namn på exakt samma sak: vid moderat ljudstyrka framhävs
bas och diskant.
Detta har i många år varit känt som fysiologisk volymkontroll.
Det är bara det, att man på senare år ändrat funktionen så
att den kan kopplas bort och fekvenskurvan göras rak.

Upp

Presens

På vissa förstärkare finns en filterknapp med denna beteckning.
Med detta filter framhäver man den mittersta delen av ton-
området, i regel med tyngdpunkten kring 2500 Hz, samtidigt
som man dämpar vid ca 15000 Hz. Det hela tjänar  till att
förbättra återgivningen, om man har otillfredsställande
högtalare eller de akustiska förhållandena är ogynnsamma.
Slutligen finns det filter som skall minska rumble och nålbrus
vid avspelning av grammofonskivor m.m.
Nålbrusfilter kan kallas Brus Noise High eller bara filter.
Med detta filter avskärs den del av diskanten, där nålbruset
befinner sig. Rumblefiltret kallas i regel Rumble eller Low.
Filtret avskärmar den nedre delen av basen, och därvid
dämpas också det rumble som ofta överförs från
grammofonmotorn.

Upp

All contents copyright © 1999 M.V. All rights reserved
Revised: 6 Jun 2000