Kyllä analogia on ihmeellistä!

[kamara]

Yli kymmenen vuoden (taitaa olla ollut peräti kahden kymmenen vuoden) ajan on ollut stereoissamme "hurina"-ongelma.

No, joo on yritetty tässä välissä ostaa vahvistimia ja korjata vahvistimia, mutta mikään ei ole auttanut. Varsinkin LP-soittimen phono:ssa on ollut ongemaa. Siihenkin on yritetty pureutua kokeilemalla omatekemää RIAA-vahvistinta ja ostettua ulkoista RIAA-vahvistinta – mikään ei ole auttanut.

Olen siihen ongelmaan yrittänyt katsella uutta LP-soitinta, ja tänään lähikirppiksestä löytyi kymmenellä eurolla Akain LP-soitin.

Ostin sen, ja tulin kotiin ja kokeilin kyseistä laitetta, jossa oli myös sisäinen RIAA-vahvistin, jonka sai kytkemällä laitettua päälle ...

... ja kas kummaa !!! Sehän soitti LP-levyn ilman hurinoita.

JES !!!

... lisäksi laitteen ääni oli mukavan pehmeää verrattuna CD/FLAC/MP3-ääneen. Ja ei hurinan hurinaa...

... paitsi, kun laittoi uuden LP-soittimen RCA-piuhat lähelle mustaa kierukkaa, johon oli ympätty vanhan LP-soittimen Phono-johdot ja sen virtajohto ja vahvistimen virtajohto.

No, oletin, että vahvistimen virtajohdosta vuotaa 50Hz:n hurinaa, joten purin kierukan, ja laitoin vahvistimesta phono:n päälle hurisemaan...

... no, siinä säätäessä havaittiin, että phonon johdossa olevan valkoisen (phono-)liittimen kuori oli hivenen kärsinyt...

... lisäksi huomattiin, että valkoista liitintä pyörittämällä/liikuttelemalla hurina kasvoi tai väheni vahvistimen phonossa.

Ahaa !!! Kannattaisikohan tuo ongelmallinen liitin vaihtaa

No, kolvi kauniiseen käteen ja hommiin, kun miljoonalootastakin löytyi oikeanlainen, mutta musta liitin...

... heikosta kolvaustaidoistani huolimatta sain räpellettyä joutoksen, johon olin aika tyytyväinen.

No, kun kolvaus oli suoritettu, niin testaamaan...

... Ja kas kummaa ...

nyt hurina oli kokonaisuudessaan hävinnyt.

Ei mitään ymmärrystä, miten kyseinen phono-liitin aiheutti hurinan, mutta nyt se on POIS.

Kuten otsikkokin kertoo, niin kyllä analogia on ihmeellistä!

Onko muilla vastaavia kertomuksia Analogiasta tai miksei myös Digitaalisuudesta, joissa onglema on mystinen, mutta ratkaisu on hämmästyttävän yksinkertainen ?

Edit - Toi kirppiksen Akain LP-soitin on muuten varsin hyvä, mutta valitettavasti siinä oleva USB-liittimessä oleva äänikortti näkyy Ubuntu 20.04:ssa ääni-lähtönä, eikä äänitulona, jolle olisi enemmän käyttöä.

[avanti]

Ei tässä oikeastaan ole mystiikkaa, mutta Thorens Concrete LP-soittimessani on maadoitusjohto vahvistimeeni, jossa on sopivasti ruuvi rungossa sitä varten. Olisikohan se valkoinen liitin joskus kokenut kovia, ja siitä johtunut hurina?

[kamara]

Ei tässä oikeastaan ole mystiikkaa, mutta Thorens Concrete LP-soittimessani on maadoitusjohto vahvistimeeni, jossa on sopivasti ruuvi rungossa sitä varten. Olisikohan se valkoinen liitin joskus kokenut kovia, ja siitä johtunut hurina?

Kyllä myös tässä soittimessa on maadoitusjohto vahvistimeen, joka oli kiinni vahvistimessa.

Joo ja kyseessä oli nimenomaan siitä että se valkoinen liitin oli kokenut kovia, mutta yllätyksekseni se aiheutti aivan järkyttävän kohinan, joka säteili myös ympärille. Oikeaan diagnoosiin vaan kesti parikymmentä vuotta, kun etsittiin maadoitusongelmaa maajohdoista ja virtajohdoista, ja vika löytyi phono-liittimestä.

[Hajakenttä]

Ääni, jota korvin kuulemme on aina analogista. Kun se täytyy kaijuttimilla ilmaan tuupata täytyy kaijuttimia ajaa analogisella päätevahvistimella. Kun ilmassa oleva tai kuttapergaan raavittu mekaaninen ääni täytyy viedä laitteeseen se täytyy jollain mikrrofonilla saattaa sähkömuotoon ja analogisella esivahvistimella tehdä kuljetuskuntoon. Siinä välissä sitten voi, ja useimmiten onkin digitaalista signaalinkäsittelyä enemmän tai vähemmän, koska se on helpompaa ja halvempaa tehdä niin. Sitä varten on tehtävä alussa A/D muunnos ja lopussa D/A muunnos ja ne ovat varsinaisia äänenmurskaajia. Mainittu pehmeä ääni voikin johtua siitä, että digitaali/analogia muunnos on tehty pienellä bittimäärällä ja äänestä jää pois terävyyttä ja karheutta edustavat transientit. Jotta en olisi ilonpilaaja, mainittakoon, että voi se olla ihan hyvän vahvistimen hyvän äänirasian ja hyvän neulan ansiota myös.

Neula on vaihdettavissa, elliptinen timanttineula on hyvä. Myös äänirasia on vaihdettavissa joillakin reunaehdoilla, liikkuvakelainen (MC, Moving Coil) on hyvä, mutta liikkuvamagneettinenkin (MM) käy, mutta suuremman massansa takia ei seuraa transientteja, niitä heikkoja soittimen kilahduksia ja plektran rapsahduksia ja ilonpilaaja sanoo, että siitä johtuu usein se pehmeä ja kaunis sointi.

Mikrofonin ja levysoittimen äänirasian signaalitaso on riippuvainen käytetystä tekniikasta. Kun oli mainittu RIAA korjauksella varustettu vahvistin oletan, että pikup on magneettinen äänirasia. Sen signaalitaso on millivoltin luokkaa. Kun signaalinkäsittely tarvitsee yli voltin suuruisen signalin täytyy sitä siis vahvistaa yli tuhat kertaiseksi. Siinä vahvistuu sitten myös kohina, hurina ja kaikki likarapsut myös. Omat rapsunsa tekevät pienenpienet kipinät, jotka syntyvät vinyylilevyn ja neulan väliin hakauksesta. Niitä varten täytyy olla staattinen suojausjohdin, se ohut yksinäinen johdin, joka tulee levysoittimesta omasta liittimestään ja kytketään vahvistimen potentiilaintasausruuviin/liittimeen. Varsinainen signaalimaa on kummallakin, vasemmalla ja oikealla, signaalikaapelilla oma, ja yleensä samalla tehty staattisesti suojaavaksi vaippasukaksi. Kaupoissa näkyy edelleen olevan RCA kaapeleita hyllyssä, halvalla, joten en ole vaivautunut niitä korjaamaan. Niitäkin on hyviä ja huonoja. Huonoissa on kelvoton metalli ja ne alkavat rutista ja pätkiä. Kullattu liitin ei ole haihattelua. Itse johdin saa olla mieluiten kuparia.

Toisenlainen äänirasia on keraaminen. Se antaa 100 mV signaalin ja vahvistustarve on pienempi. Sen antojännite on verrannollinen neulan asentoon ja siksi se ei tarvitse taajuusvasteen korjausta (RIAA) ja niistä syistä se on halpaa tekniikkaa. Huono puoli on se., että se tarvitsee suuren neulapaineen ja kuluttaa äänilevyt nopeasti pilalle.

Magneettisella äänirasialla on hyvin pieni neulanpaine. Taajuusvasteen korjaus, joista standardi RIAA on yleisin, tarvitaan magneettiselle äänirasille koska siinä antojännite on verrannollinen neulan liikenopeuteen, ei asentoon. Matalilla äänillä levyn ura ei ole yhtä kippura kuin korkeilla äänillä. Siksi matalan äänen signaalitaso on vain millivoltin tuhannesosia, mikrovoltteja, ja korkeankin äänen taso vain muutaman millivoltin. Korjauksella tehdään taajuusvasteen kaltevuus 20 dB/oktaavi. Siis äänenkorkeuden noustessa yhden oktaavin vahvistusta vähennetään yhteen sadasosaan. Tai siis madaltuessa lisätään satakertaiseksi. Analogisesti se tehdään kahdella transistorilla ja pienellä RC piirillä (kondensaattori-vastus). Se on niin pieni juttu, että pelkästään sen takia ei vaivauduta tekemään digitaalista vahvistinta. Yleensä tässä välissä kuitenkin sekaan tuupataan muutakin signaalilähdettä, monesti digitaalista, joten siksi se sitten on tarkoituksenmukaista digitalisoida. Jos halutaan toistaa äänilevy sellaisena kuin se on, siis ilman säröä, täytyy olla transienttisärötön vahvistin, Siinä on mahdollisimman vähän signaalinkäsittelyä ja mahdollisimman lyhyet talkaisinkytkentäluupit. Se yleensä sulkee pois digitaalisen signaalinkäsittelyn pää-äänikanavasta kokonaan.

Digitaalinen signaalinkäsittely myös supistaa dynamiikkaa, jotta se mahtuu rekisteriin. Se vaatii heikkojen äänien voimakkuuden lisäämistä ja voimakkaiden vaimentamista. Toisinaan se on selvästi häiritsevää. Netistä ladattu musiikki on usein mp3 formaatissa ja se on lähes musiikkikelvotonta. Tietysti se on makuasia, mutta ihan todellisuudessakin siitä puuttuu paljon ääneksiä ja dynamiikka on tasapaksua.

[nm]

Digitaalinen signaalinkäsittely myös supistaa dynamiikkaa, jotta se mahtuu rekisteriin. Se vaatii heikkojen äänien voimakkuuden lisäämistä ja voimakkaiden vaimentamista. Toisinaan se on selvästi häiritsevää. Netistä ladattu musiikki on usein mp3 formaatissa ja se on lähes musiikkikelvotonta. Tietysti se on makuasia, mutta ihan todellisuudessakin siitä puuttuu paljon ääneksiä ja dynamiikka on tasapaksua.

16-bittisen PCM-äänen dynamiikka on paljon laajempi kuin vinyylin: https://wiki.hydrogenaud.io/index.php?title=Myths_(Vinyl)#Myth:_Vinyl_has_greater_resolution_than_CD_because_its_dynamic_range_is_higher_than_for_CD_at_the_most_audible_frequencies

MP3-formaatti tarjoaa vielä huomattavasti laajemman dynaamisen alueen, joten CD:ltä tai vastaavasta lähteestä muunnettu MP3 ei menetä dynamiikkaa: http://www.tonestack.net/articles/digital-audio-compression/mp3-aac-dynamic-range.html

Havaitsemasi dynamiikkaongelma digitaalisessa musiikissa johtuu todennäköisimmin ns. Loudness war -ilmiöstä, joka on vaikuttanut julkaistujen äänitteiden laatuun 90-luvun lopulta lähtien: https://en.wikipedia.org/wiki/Loudness_war

Vinyylijulkaisut tehdään erilaisella miksauksella, jossa ääntä ei ole kompressoitu yhtä voimakkaasti. Se johtuu osittain vinyylin teknisistä rajoitteista (huonosta dynamiikasta), mutta myös kohdeyleisö eli äänentoistosta ja musiikista kiinnostuneet harrastajat on kriittisempää kuin striimejä ja radiota kuunteleva massayleisö.

Toki MP3:ssa on kuultavissa häviöllisen pakkauksen aiheuttamia muutoksia, jos bittejä on säästelty liikaa, tai jos pakkaukseen käytetty enkooderi on huono.

[Hajakenttä]

16-bittisen PCM-äänen dynamiikka on paljon laajempi kuin vinyylin:

MP3-formaatti tarjoaa vielä huomattavasti laajemman dynaamisen alueen, joten CD:ltä tai vastaavasta lähteestä muunnettu MP3 ei menetä dynamiikkaa:

Havaitsemasi dynamiikkaongelma digitaalisessa musiikissa johtuu todennäköisimmin ns. Loudness war -ilmiöstä

Juuri näin on asia. Sanoin, että digitaalisella äänenkäsittelyllä supistetaan dynamiikkaa, ja tarkoitin sisällön dynamiikkaa, en tekniikan dynamiikkaa. Koska dynamiikkaa tuli uudella CD tekniikalla lisää -90 luvulla se ulosmitattiin hirveänä äänenvoimakkuutena supistamalla dynamiikkaa ja lisäämällä keskimääräistä voimakkuutta. Voimakkuus ei ole sama kuin dynamiikka. Toisin sanoin: Kun keskimääräinen amplitudi nousee huiput nousevat yli käsittelykyvyn ja niitä on vaimennettava etteivät leikkaudu ja näin tulee särö.

Olen huomannut, että hyviäkin CD-levyjä on saatavana, siis musiikia, joka on tehty musiikiksi, eikä meluksi. Niissä on käytetty musiikille se laaja dynamiikka.

Kun vinyylillä on piemepi dynamiikka kuin tiedostolla tai CD:llä se täytyy kuunnella hyvältä levyltä hyvillä laitteilla hyvissä kuunteluolosuhteissa. Hyvällä vinyyliäänitteellä ei ole suuri keskimääräinen voimakkuus, mutta piano pianissimo on mitä pitääkin ja sen kuulee vain hyvässä kuunteluhuoneessa. Silloin myös forte forte on mitä pitääkin ja kaikki siltä väliltä.

Mitä tämä sitten tähän hurina-asiaan kuuluu? Juuri sitä hurinaa ja kohinaa tulee mukaan kun on kuuntelupaikka ja laitteet, joilla se kuuluu, jos on kuuluakseen. CD-levyitä ei tule kohinaa tai hurinaa itsestään, eikä laitteiden vahvistuksia tarvita mikrovolteista alkaen, eikä niistäkään siis hurinoita tule. Vinyylisorvilla on valtavat vahvistukset vahvistimissa, kohinaa itse levyn kitkasta, kohinaa ja hurinaa laitteesta, hajakentän kaikkialle työntyvää häiriötä jne... Silti harrastajat sanovat sen kaiken maksavan kyllä vaivan.

Täysanalogisia vahvistimia valmistetaan edelleen. Ja – aivan kuten itsekalastettu kala maistuu parhaalta – itse suunniteltu ja rakennettu vahvistin soi kauneilmmin.

[Jtkone]

Analogisen äänentoiston hurina ongelmat (50Hz) ja niiden kolme yleisintä syytä:
1. maadoitus
2. maadoitus
3. maadoitus

[Hajakenttä]

Analogisen äänentoiston hurina ongelmat (50Hz) ja niiden kolme yleisintä syytä:
1. maadoitus
2. maadoitus
3. maadoitus

Onhan se niinkin niin, mutta ei asia ole näin yksinkertainen. Hurinoista kärsii samalla tavalla myös digitaalitekniikka, mutta kuten sanottu, siellä audiosignaalin alkupäässä on analoginen sähkömekaaninenn muunnin, joka muuntaa äänenpaineen sähköiseksi ja se signaali on toisinaan turkasen heikko ja isot vahvistukset tekevät sen häiriönhallinnan vaativaksi. Molemmilla tekniikoilla saatetaan suodattaa pois 50 Hz, 100 Hz ja 150 Hz ja näin päästään hurinasta, mutta samalla menetetään myös osa hyötysignaalia.

Maadoitusta on monenlaista. Signaalin maadoitus pitää signaalin kautta koko ketjun lukittuna yhteen ja samaan nollaan, signaalin perustasoon, jossa sen arvo on jännitteenä nolla. Suojamaadoitus pitää kaikkien laitteiden kosketeltavissa olevat osat käyttöturvallisina. Vaikka laitteisto ei olisikaan suojamaadoitettu vaan suojaerotettu käyttöturvallisuuden takia sillä on silti kaikkialla signaalin toiminnallinen maa, eli nollataso. Isoissa kokonaisuuksissa, kuten teatterissa tai esityslavoilla, saattaa syntyä luvaton ja vaarallinen tilanne kun eri suojausluokan järjestelmiä, kuten suojamaadoitettuja ja suojaerotettuja, on mahdollista kosketella samanaikaisesti.

On tärkeää lukea laitteiden käyttöohjeet ja tehdä kytkennät siten kuin insinööri on ne tarkoittanut ja noudattaa tarkoitettua suojausluokkaa. Jos tehdään omia maadoitusratkaisuja saattaa syntyä vaaratilanne kun suojaerotus näin nitätöidään. Kaikkien yhteen kytkettyjen laitteiden täytyy olla samassa suojausluokassa.

Ylimääräisillä maadoituksilla saattaa myös syntyä hurinaa. Näin käy mm. silloin kun kotilaitteissa on maadoitettu pistotulppa, siis sellainen, jossa on suojakosketin, ja kun vanhan talon sähköverkko ei olekaan suojamaadoitettu vaan käyttömaadoitettu, eli nollattu.

Potentiaalin tasaus syntyy kotilaitteissa useimmiten siten, että eri yksiköt kytketään toisiinsa signaalikaapeleilla, joissa on maadoitettu suojavaippa, sukka, joka samalla on usein signaalimaa. Vinyylilevysoitin tarvitsee myös staattisen potentiaalintasauksen niistä soittimen osista, jotka eivät osallistu signaalin tuottamiseen, kuten levylautasesta ja pyöritysmoottorista. Potentiaalin tasaus poistaa eri laitteiden maatason potentiaalieroista johtuvan hurinan. Suojasukka siis maadoittaa itseensä syntyneen sähkökentän häiriöjännitteen, ja ollessaan molemmista päistään maadoitettu, tekee potentiaalin tasauksen.

Kaapelin suojasukka maadoituksineen suojaa vain sähkökentän tuomilta häiriöiltä (potentiaalin tasauksen lisäksi). Sähkökenttä taas syntyy korkeista jännitteistä, volttimääristä, ympäristössä. Magneettikentältä se ei suojaa. Magneettikenttä syntyy korkeista virroista, amppeerimääristä, ympärisössä. Jos kaapeli on pitkä, sanotaan vaikka metriä pitempi, siihen indusoituu magneettikentästä häiriöjännite. Siksi pitkä kaapeli kannattaa tehdä kierretty. Siinä signaalijohdin ja nollajohdin kertävät toisiaan n. kierros/10 cm. Hifisti vielä laskee, että kierroksia on parillinen määrä. Kun magneettikenttä näin jotuu läpäisemään syntyneitä silmukoita kahteen eri suuntaan yhtä monta kertaa niiden indusoituneet virrat kumoavat keskimäärin toisensa. Tällöin on jo 3 napaa liittimessä, koska signaalin kuuma ja kylmä johdin ovat erikseen ja suojasukka kolmantena.

Jos kierretty kaapeli ei riitä hurinan poistoon käytetään differentiaalista siirtoa. Siinä tehdään signaalista kaksi differentiaalista signaalia saman nollajohtimen molemmin puolin, siis kaksi signaalin kuumaa johdinta ja niissä identtinen signaalijännite, joka on toisessa positiivinen ja toisessa sama mutta negatiivisena. Vastaanottavassa päässä on ensimmäisenä differentiaalinen vahvistin, joka poimii vahvistettavaksi vain näiden vastakkaisten signaalien eron. Koska matkalla pitkässä kaapelissa mukan tulleet häiriöt ovat molemmisa kuumissa johtimissa samanlaiset, samannapaiset, niistä ei synny sitä eroa, jonka vahvistin vahvistaisi ja häiriöt jäävät pois kohtalaisen tarkasti. Tällöin johtimia yhdessä kanavan kaapelissa on siis jo 4 suojavaippa mukaan laskien.

Differentiaalinen signaalinsiirto on tavallinen digitaalitekniikassa. Bittien pulssijuna kulkee kahdessa johtimessa rinnakkain toistensa peilikuvina positiivisena ja negatiivisena jännitteenä. Matkalla mukaan tulleet häiriöpiikit eivä saa aikaiseksi uusia bittejä.

Radiosignaali ja valokaapeli ovat tavallisia signaalin siirtoteitä juuri häiriöiden välttämiseksi. Niitä on useimmiten konserttien lavoilla. Niillä saadaan totaalinen galvaaninen erotus laitteiden välille. Jos vielä sähkönsyöttö on suojaerotettu ja laitekotelot suojaeristettyjä on järjestelmä myös käyttöturvallinen ja helppo purkaa ja koota.

[Postimies]

Itsellä hurinaa tuottanut myös maadoitus. Levysoittimen maajohto auttoi paljon. Hankalampi asia oli kun TV tuli mukaan kuvioihin. TV:n antennikaapelista tuli jonkinlainen maalenkki mikä hurisi vahvistimessa. Samoin jotkut sähkölaitteet aiheuttivat poksahduksia vahvistimessa. Nykyisin ei ongelmia kun taloyhtiö uusi liki kaiken putkista piuhoihin.

Vinyylien kuuntelu on jäänyt. Itsellä kuitenkin käsitys, että RIAA korjaus tarvitaan aina oli rasia mikä tahansa soittimessa. Savikiekot sitten toinen juttu, joita en ole kuunnullut vuosikymmeniin.

Äänitteiden dynamiikka voi olla yllättävän pieni. Monet uudelleen remasteroidut CD:t voivat olla äänellisesti hyvin huonoja. Samoin keinotekoinen stereo pilaa monent levyt.  Taustalla soi nyt Sgt. Pepper's Lonely Hearts Club Band (UK Parlophone Mono PMC 7027) vinyylistä ripattuna. Joistain klassikoista löytyy monia paranneltuja versioita. Tuo levytys kuulostaa itselle kyllä mainiolta. Neil Young viivytti pitkään monien levyjen julkaisemista CD:nä. Suomalaisista tulee mieleen Pekka Pohjola joka tykkäsi dynamiikasta ja ei tykänyt kun sitä supistettiin. Pewit on ehkä helpompi kuunneltava vinyylitä kuin CD:dä jossa sitä dynamiikkaa ehkä liikaakin. Musiikin äänittäminen ja julkaiseminen ilman dynamiikan sumpistamista lienee vaikeaa.