Benchmark – o spoločnosti

V angličtine slovo benchmark znamená referenčný bod. Úroveň, s ktorou porovnávame nové produkty. Tento názov nebol zvolený náhodou. Spoločnosť Benchmark si kladie za cieľ vytvárať audio komponenty najvyššej kvality, ktoré budú stanovovať nové štandardy v odbore.

Zariadenia Benchmark sú vytvárané nadšencami dobrého zvuku. V spoločnosti pracujú hudobníci, audiofilovia a profesionáli, ktorých skutočnou vášňou je počúvanie hudby a audio zariadenia najvyššej kvality. Kvalita a životnosť produktov Benchmark je preto v centre ich záujmu. Väčšina zariadení Benchmark je navrhnutá, montovaná a testovaná v centrále spoločnosti v meste Syracuse v USA.

Benchmark ponúka zvukovo transparentné zariadenia najvyššej kvality, ktorých odolnosť vám umožní tešiť sa z dokonalého zvuku po mnoho rokov.

Transparentné audio komponenty

Keď máte pred sebou zariadenie značky Benchmark, môžete si byť istí, že ide o komponent navrhnutý tak, aby dosahoval neutrálny a transparentný zvuk. To znamená, že Benchmark sa zameriava na vytváranie produktov s čo najpresnejšou impulznou odozvou. Znamená to tiež, že komponenty značky Benchmark sa vyznačujú veľmi nízkou úrovňou skreslenia a šumu. Presná impulzná odozva svedčí o zameraní spoločnosti na dosiahnutie širokého frekvenčného pásma, vyrovnanej frekvenčnej odozvy a maximálnej fázovej kompatibility. Čistotu zvuku možno definovať a merať pomocou týchto parametrov.

Je transparentný zvuk pre vás dobrý?

Ak hľadáte audio zariadenie, ktoré zmení alebo vylepší zvuk prehrávanej hudby, Benchmark nie je tou správnou voľbou. Ak chcete do hudby pridať teplú atmosféru harmonických skreslení, Benchmark tiež nie je pre vás. Ak však oceníte presné, čisté a transparentné audio komponenty, Benchmark je práve pre vás!

Transparentný systém v štúdiu, transparentný systém doma

Transparentný systém je základom úspechu v nahrávacom štúdiu, ale aj doma. Transparentný domáci audio systém totiž umožňuje reprodukovať podmienky panujúce v štúdiu: elektronické zariadenia zmiznú a poslucháč môže plne vnímať hudbu. Ak chcete vychutnávať hudbu tak, ako ju počuli hudobníci v štúdiu, musíte nahrávky prehrávať na transparentnom domácom systéme.

Transparentnosť spája nahrávacie štúdio s domácou posluchárňou

Ak sú všetky zariadenia nahrávacieho systému a domáceho systému prehrávania hudby transparentné z hľadiska zvuku, poslucháč sa môže ocitnúť priamo v nahrávacom štúdiu. To je práve kúzlo hudby. Aby ste ho mohli pocítiť, je však potrebné nakonfigurovať systém z akusticky transparentných komponentov.

Profesionálne audio produkty pre domáce použitie

Zariadenia spoločnosti Benchmark sú navrhnuté pre profesionálne použitie. Sú však vybavené funkciami, ktoré z nich robia skvelú voľbu pre domáce audio systémy. Majú tiež všetky potrebné certifikáty, ktoré umožňujú ich bezproblémovú spoluprácu s inými zariadeniami. Komponenty Benchmark sú skonštruované tak, aby bez problémov vydržali každodennú nepretržitú prevádzku v nahrávacom štúdiu. Sú vybavené aj funkciami, ktoré ocenia náročnejší audiofilovia, napríklad možnosťou diaľkového ovládania.

Všetko sa začalo v roku 1983

Spoločnosť Benchmark bola založená v roku 1983 ako „Benchmark Sound Company“ v malej garáži v Garlande v Texase. Jej zakladateľ, Allen H. Burdick, začal s výrobou vysokokvalitných audio zariadení určených na použitie v špecializovaných televíznych prenosových systémoch. Spoločnosť rýchlo rástla. V roku 1985 bola premenovaná na Benchmark Media Systems a naďalej rozširovala svoje aktivity. Allen presťahoval jej sídlo do Syracuse v štáte New York, odkiaľ pochádzal.

Na pozadí starej fotografie Allena je vidieť nápis na reklamnom plagáte Benchmark: „Perfekcia v starom štýle... najmodernejšia kvalita najvyššej triedy“. Benchmark dodnes dodržiava tieto zásady, ktoré zaviedol Allen Burdick. Dnes spoločnosť vedie John Siau. Pod jeho vedením si Benchmark neustále udržuje vedúcu pozíciu v odvetví a vytvára mnohokrát ocenené jedinečné audio produkty.

Zosilňovač Benchmark AHB2 je zariadenie, na ktoré by bol Allen určite veľmi hrdý. Má totiž najnižšiu úroveň skreslenia a šumu zo všetkých zosilňovačov bez ohľadu na ich cenu. Rovnako ako mnoho dnešných zariadení Benchmark, aj AHB2 vznikol po tom, čo Allen odišiel do dôchodku. Z dôvodu zdravotných problémov sa po roku 2007 nemohol podieľať na navrhovaní audio komponentov. Napriek tomu sa každé nové zariadenie Benchmark prísne drží jeho koncepcie transparentného zvuku.

Tesne pred uvedením nového zosilňovača na trh dorazila do spoločnosti Benchmark smutná správa o úmrtí jej zakladateľa. Na počesť Allena H. Burdicka bol najlepší zosilňovač Benchmark pomenovaný podľa jeho iniciálok: AHB2.

Merania a počúvanie

• Transparentné audio komponenty sa zvyčajne vyznačujú vynikajúcimi meracími výsledkami.
• Audio produkty s menej transparentným zvukovým podpisom zvyčajne dosahujú pomerne slabé výsledky.
• Vynikajúce výsledky meraní nezaručujú dosiahnutie transparentného zvuku.
• Transparentný zvuk je potrebné potvrdiť výsledkami počúvacích testov.

Niektoré audio produkty, aj tie vysokej kvality, nie sú transparentné, pretože boli zámerne navrhnuté tak, aby menili zvuk. Z tohto dôvodu nie sú merania vhodné na hodnotenie takýchto komponentov. Skreslenie a zmeny charakteristickej krivky sa často zavádzajú s cieľom zdôrazniť eufonické efekty. Zlé výsledky meraní THD skreslenia môžu naznačovať, že audio produkt bol navrhnutý tak, aby zámerne zohrial zvuk pomocou harmonických skreslení. Zlé výsledky meraní frekvenčnej charakteristiky môžu svedčiť o zámerných zmenách charakteristickej krivky.

Na rozdiel od toho sú produkty Benchmark vytvorené s cieľom dosiahnuť úplnú transparentnosť zvuku. To znamená, že merania sú dôležitou fázou procesu ich navrhovania. Bez ohľadu na to Benchmark dokonale rozumie, že výsledky meraní nehovoria všetko.

Výsledky meraní nie sú všetko

Transparentnosť zvuku je nutné overiť pomocou počúvacích testov. Počúvanie totiž umožňuje odhaliť konštrukčné problémy, ktoré nie sú viditeľné v výsledkoch základných meraní. Zvyčajne to však znamená, že súbor meraní nie je kompletný.

Skúsenosti spoločnosti Benchmark ukazujú, že ak niečo, čo je počuť, nie je viditeľné vo výsledkoch meraní, znamená to, že nebolo zmerané všetko. Spoločnosť roky zdokonaľovala svoje techniky a postupy merania. Vďaka tomu sú jej inžinieri schopní odhaliť príčiny skreslenia, ktoré bolo predtým možné zistiť len ľudským uchom.

Keď však meracie postupy dosiahli súčasnú úroveň, nedostatky zvuku je možné priebežne korigovať zavádzaním zmien do navrhovaných systémov. Merania tak umožňujú spoločnosti Benchmark zdokonaľovať nové produkty až do dosiahnutia úrovne skreslenia, ktoré nie je počuteľné ľudským uchom. Nakoniec však každý projekt musí prejsť testami počúvania.

Posluchová miestnosť Benchmark

Posluchová miestnosť spoločnosti Benchmark je vybavená mnohými rôznymi reproduktormi. Nájdete tu najobľúbenejšie aktívne a pasívne monitory, ako aj voľne stojace pasívne reproduktory. K dispozícii je tu aj špeciálny tester ABX, ktorý umožňuje vykonávať posluchové testy podľa postupu dvojitého slepého testu. Testy ukázali napríklad vplyv zosilňovača AHB2 na zlepšenie čistoty zvuku pasívnych monitorov. Získaný zvuk z hľadiska transparentnosti prekonal dokonca zvuk kalibrovaných profesionálnych monitorov blízkeho poľa. Navyše zosilňovač AHB2 v kombinácii s pasívnymi reproduktormi zabezpečil úplnú absenciu šumu, ktorý je prítomný v zvuku všetkých aktívnych konštrukcií. Aktívne štúdiové monitory zabezpečujú zníženie nákladov, ale ich kvalita má veľa nedostatkov.

Vyrobené v USA

Všetky zariadenia Benchmark sú navrhnuté, montované a testované v USA s použitím komponentov, ktoré sú z väčšej časti tiež vyrobené v USA.

V spoločnosti Benchmark sú posledným testom, ktorý rozhoduje o zavedení prototypu do sériovej výroby, počúvacie testy. Keď všetky merania preukážu, že nový komponent funguje podľa predpokladov, strávi mnoho hodín v počúvacej miestnosti, čo umožňuje odhaliť problémy, ktoré nie je možné diagnostikovať počas meraní. Ak je niečo počuť, prototyp sa vráti do meracej laboratórie, kde sa hľadá spôsob, ako zmerať to, čo sa zistilo počas počúvania. Potom sa nový test zaradí do stáleho arzenálu meraní.

Posluchová miestnosť spoločnosti Benchmark

V posluchovej miestnosti spoločnosti Benchmark sa nachádza celý rad rôznych komponentov: zdroje signálu, zosilňovače a reproduktory [vrátane mnohých monitorov blízkeho poľa, ktoré sú zobrazené nižšie]. Špeciálne prepínače umožňujú zmeniť reproduktory počas prehrávania hudby.

Základný význam má vyrovnanie úrovne hlasitosti

Najdôležitejšou otázkou pri porovnávacích testoch počúvania je vyrovnanie úrovne hlasitosti. Aj malé rozdiely v hlasitosti prehrávanej hudby môžu ovplyvniť výsledky testu. Obzvlášť ak je cieľom testu nájsť malé rozdiely. Počas počúvania Benchmark vyrovnáva hlasitosť s presnosťou +/- 0,1 dB.

Protokol ABX – eliminácia subjektívneho prístupu poslucháčov

Ďalšou dôležitou otázkou pri testoch počúvania je potreba zachovať objektívnosť poslucháčov, ktorí vedia o zmene zdroja. Ak sa počas počúvania v spoločnosti Benchmark zrodí presvedčenie, že je počuteľný rozdiel medzi dvoma zdrojmi, ďalším krokom je overenie pomocou testu ABX. Špeciálny prepínač umožňuje objektívne porovnať dva zosilňovače, predzosilňovače alebo digitálno-analógové prevodníky. Benchmark disponuje aj prepínačom ABX vo forme aplikácie, ktorá umožňuje porovnať dve digitálne nahrávky. V oboch formách prepínač ABX umožňuje poslucháčom porovnať neznámy zdroj X so zdrojmi A alebo B. V každej sérii testov je X buď zdrojom A, alebo B. V každom pokuse môže poslucháč ľubovoľný počet krát a v ľubovoľnom poradí vyberať medzi A, B alebo X – až do momentu, kedy je schopný určiť, že X je A alebo B. Dôkazom toho, že poslucháč správne rozpoznáva rozdiely medzi testovanými zariadeniami, je opakovanosť výsledkov viackrát vykonaných pokusov.

Ako všetky testy počúvania, aj metóda ABX má, žiaľ, svoje obmedzenia. Umožňuje síce zistiť počuteľný rozdiel medzi komponentmi, ale neumožňuje posúdiť, ktorý z nich znie lepšie. Samozrejme, ak testujeme zariadenia napríklad z hľadiska čistoty zvuku a počujeme rozdiel, znamená to, že jedno zo zariadení je lepšie. Podľa niektorých kritikov však únava spôsobená skreslením zvuku počas dlhých počúvacích sedení môže neúmyselne ovplyvniť výsledky testov ABX. Najdôležitejšie je pamätať si jedno: každý test počúvania má svoje obmedzenia, ktoré je potrebné pochopiť a zohľadniť pri hodnotení pred vyvodením konečných záverov.

Meracie laboratórium Benchmark

Laboratórium spoločnosti Benchmark je vybavené meracou stanicou Audio Precision APx555b. Je to absolútne najlepšie zariadenie dostupné na trhu. Benchmark disponuje aj staršími stanicami spoločnosti Audio Precision, napríklad AP2722 a AP2522. Sú to nenahraditeľné nástroje na odhaľovanie chýb, ktoré môžu byť pre ľudské ucho nepočuteľné.

Meracie techniky musia byť založené na počúvacích testoch

Počúvacie testy nie sú dokonalé. Z tohto dôvodu spoločnosť Benchmark vyvíja meracie techniky vhodné pre každý artefakt, ktorý je počuteľný počas testov. Rozlíšenie stanice APx555 výrazne prevyšuje možnosti ľudského ucha. Nemá však vlastnú inteligenciu. Je potrebné jej presne určiť, čo má merať a ako to má merať. Ak sa počas počúvacích testov objavia chyby, ktoré nie je možné merať, je potrebné uznať, že merania nie sú vykonávané správnym spôsobom.

Počúvacie testy odhalia problém, ale nie jeho príčinu

Každé zariadenie, ktorého konštrukcia je založená výlučne na počúvacích testoch, určite zlyhá. Ak sa zmeny v konštrukcii zavádzajú iba v reakcii na počúvacie testy, je ťažké diagnostikovať skutočné príčiny vzniknutých problémov. Výsledkom je zavádzanie zmien, ktoré iba maskujú zvukové artefakty pomocou artefaktov, ktoré sú ťažšie počuteľné [alebo ľahšie prijateľné]. Pokusy o odstránenie príčin všetkých počuteľných problémov môžu viesť k vytvoreniu systému, ktorý sa vyznačuje skutočnou transparentnosťou zvuku. Po zmeraní zvukového artefaktu sa Benchmark nepokúša určiť, či je počuteľný alebo nie – jednoducho sa snaží odstrániť jeho príčinu.

Zvukové artefakty, ktoré sa vymykajú tradičným meraniam

Doposiaľ najviac prchavým artefaktom, s ktorým sa spoločnosť Benchmark stretla pri testovaní prototypov, je otázka medzivzorkových špičiek. Ukázalo sa totiž, že aj keď hodnota zaznamenanej vzorky nikdy neprekročí 0 dBFs, medzivzorkové špičky môžu dosiahnuť až +3 dBFs a spôsobiť preťaženie delta-sigma PCM prevodníkov a prevodníkov vzorkovacej frekvencie. Je však potrebné zdôrazniť, že toto preťaženie nie je spôsobené chybami technológie PCM ani procesu upsamplingu, ale je výsledkom výpočtových techník.

Na obrázku nižšie je schematicky znázornená konverzia A/D +3dBFs. Analógový signál [modrá čiara] je správne reprezentovaný vzorkami v digitálnom signáli [znázornené červenou farbou]. Tieto vzorky dosahujú maximálnu možnú úroveň [znázornenú na obrázku ako +1 a -1]. V 16-bitovom PCM, „1“ odpovedá +32,767 a „-1“ zodpovedá -32,768. Aby sa táto diskusia nezložila, predpokladalo sa, že hranice úrovne digitálneho signálu sú -1 a +1. Vrchol sinusoidy dosahuje +1,414 a -1,414. To výrazne prekračuje úroveň maximálnych hodnôt, ktoré je možné zakódovať v systémoch PCM.

Pôvodný tvar analógovej signálnej vlny [modrá čiara] je možné pomerne presne reprodukovať umiestnením analógového dolnopriepustného filtra na výstupe digitálno-analógového prevodníka bez prevzorkovania. Väčšina prevodníkov s prevzorkovaním sa však pri spracovaní tohto signálu preťaží a dôjde k ich skresleniu. Nasledujúci graf znázorňuje fungovanie interpolácie: pokus o vloženie interpolovaných vzoriek ešte pred rekonštrukciou. Každý vrchol sinusoidy zahŕňa tri spätne väzby. Výstupná vlna tohto sigma-delta prevodníka bude skôr pripomínať graf štvorcovej vlny.

Z hľadiska zvuku je výsledkom skreslenia počuteľné vysokofrekvenčné bzučanie pridané k hudbe. Zvuk systému je týmto výrazne zjasnený. V testoch počúvania vykonaných spoločnosťou Benchmark mali prevodníky vzorkovacej frekvencie s THD+N skreslením na úrovni lepšej ako -135dB [0,000018%] počuteľný vplyv na zvuk. Nebolo to však možné vysvetliť pomocou tradičných meraní. Pri skreslení na úrovni -135 dB nebolo počuť žiadne skreslenie, ale niečo bolo počuť! Nakoniec sa ukázalo, že to boli medzivzorkové špičky, ktoré viedli k preťaženiu prevodníkov počas pokusov o interpoláciu, a výsledné skreslenie THD vzrástlo až na úroveň niekoľkých percent. Po identifikácii problému už nebolo ťažké vyvinúť vhodný test. V laboratóriu Benchmark teraz používa testovací signál 11,025 kHz s vzorkovacou frekvenciou 44,1 kHz, ktorý obsahuje čistý signál na úrovni +3,01 dBFS. Nové digitálno-analógové prevodníky DAC2 a DAC3 interpolujú tento signál bez skreslenia a bez akéhokoľvek skreslenia. Nasledujúci obrázok znázorňuje činnosť 4x interpolátora s veľkou rezervou výpočtového výkonu, ktorý zvyšuje vzorkovaciu frekvenciu 4x. Interpolátory v prevodníkoch DAC2 a DAC3 pracujú s ešte vyššou frekvenciou, obrázok je len ilustráciou tohto procesu.

Prakticky všetky ostatné D/A prevodníky budú spôsobovať skreslenie signálu. Uvedené artefakty sú najdôležitejším počuteľným rozdielom medzi formátmi PCM a DSD a pravdepodobne najdôležitejším rozdielom medzi prevodníkmi s prebratie vzoriek a konštrukciami založenými na tradičných rebríkoch rezistorov. DAC s rebríkom rezistorov je necitlivý na problémy s medzivzorkovými špičkami. Bohužiaľ, má zároveň rad vlastných problémov, ktoré skresľujú zvuk. Pri tradičných meraniach sťažujú odhalenie skutočnej príčiny počuteľného skreslenia zvuku. Základným problémom rezistorov je nemožnosť ich presného párovania s rovnakými parametrami. Nie je možné spárovať elektronické prvky tak, aby bolo možné dosiahnuť zvuk s rozlíšením 16 bitov. Navyše sa úroveň presnosti mení s prevádzkovou teplotou obvodu. Najväčšie poruchy linearity sa objavujú pri prechode signálu cez nulu. Väčšina výrobcov prevodníkov zvyčajne pridáva do signálu zložku jednosmerného prúdu, čím sa tieto chyby posúvajú ďalej od prechodu cez nulu. To zlepšuje výsledky tradičných meraní THD+N a môže viesť k miernemu zlepšeniu zvuku. Ide však skôr o trik pre tabuľku s technickými údajmi ako pre poslucháčov. Presné testy umožňujú tieto triky ľahko odhaliť. Ak však nikto neuskutočňuje presné testy, je ťažké očakávať, že sa odhalia všetky nedostatky prevodníkov založených na rebríkoch rezistorov.

Podvádzanie pri testoch

V podstate možno povedať, že prevodníky s rezistormi podvádzajú pri skúškach. Robia to vďaka premyslenej konštrukcii. Podvádzať ich možno odhaliť len počas veľmi náročných testov. Rovnako ako v škole: ľahko sa dá opísať alebo dosiahnuť dobrý výsledok počas testov. Ťažšie je zložiť tradičnú písomnú skúšku. Skúšky je preto potrebné navrhovať tak, aby odhalili podvodníkov.

Jedným z takýchto testov je test dynamického rozsahu. Benchmark ho vyvinul s cieľom odhaliť pokusy o podvádzanie v oblasti pomeru signálu k šumu. Niektoré staršie kompaktné prehrávače boli vybavené automatickým stlmením, ktoré vypínalo D/A prevodník počas prestávok v prehrávaní disku. Jedným z efektov tohto opatrenia bolo výrazné zníženie úrovne šumu počuteľného počas prestávok. Druhým efektom bol vynikajúci pomer úrovne a šumu v tabuľke s údajmi. Pri teste dynamického rozsahu Benchmark pridáva tón s hlasitosťou -60 dB počas merania výstupného šumu audio zariadení. Tento signál s veľmi nízkou úrovňou má za cieľ oklamať systémy automatického stlmenia a overiť údaje o úrovni šumu prítomného na výstupoch.

Je však potrebné mať na pamäti, že pridanie zložky jednosmerného prúdu a systémy automatického stlmenia sa nepoužívajú výlučne na zlepšenie technických údajov. Obe riešenia prinášajú výhody poslucháčom. Vynikajúce technické parametre, ktoré nemajú potvrdenie v zvuku, sú len vedľajším efektom ich použitia.

Zaujímavé je, že niektoré systémy dokážu podvádzať pri testoch aj bez zásahu človeka. Jednobitové sigma-delta prevodníky, keď neprehrávajú hudbu, produkujú tichý tón s veľmi nízkou úrovňou. Ten znižuje hodnotu pomeru signálu k šumu, ale uniká potvrdeniu v teste dynamického rozsahu. Pridaním tónu -60dB používaného na meranie šumu sa dosiahne nadmerne optimistické meranie dynamického rozsahu. Dá sa dokonca povedať, že jednobitové prevodníky dokážu oklamať test navrhnutý na odhalenie podvodníkov.

Najdôležitejšie je pamätať si jedno: aby bolo možné potvrdiť správnu funkciu audio systémov, je potrebné vypracovať vhodnú sadu meracích testov. Inak nás systémy budú podvádzať!

Starostlivo vykonaná séria komplexných testov digitálno-analógových prevodníkov by mala preukázať, že viacbité prevodníky sigma-delta poskytujú lepšie výsledky merania ako najlepšie prevodníky s rebríkom rezistorov a 1-bitové prevodníky DSD. Vzhľadom na konštrukciu DSD [1-bit sigma-delta], PCM bez prebratia [DAC s rebríkom rezistorov] a PCM s prebratím [viacbitový DAC sigma-delta] by mal byť zvukovo najčistejší ten posledný. Napriek tomu však prvé prototypy prevodníka Benchmark DAC2 zneli veľmi zle. Po vypočutí bolo možné počuť vyššie opísaný problém s medzivzorkovými špičkami. Po jeho diagnostike bol vyvinutý nový prototyp a zavedený nový merací test [s signálom +3dBFS]. Tradičné viacbité prevodníky na ňom zlyhávajú, prevodníky Benchmark DAC2 a DAC3 ho však zvládajú bez problémov.

Počuteľné skreslenie zvuku nebolo spôsobené samotným prebratie vzoriek ani vnútornými chybami kódovania PCM. Bolo to spôsobené nedostatkom výpočtovej kapacity pri spracovaní DSP. Tento problém bol vyriešený znížením amplitúdy vstupného signálu o 3 dB pred prebratím vzoriek. Bola tiež pridaná dostatočná rezerva analógového výkonu na reprodukciu špičiek +3dBFS bez skreslenia. Výsledky sú lepšie ako výsledky, ktoré dosahujú 1-bitové prevodníky DSD a prevodníky s rebríkovou odporovou sieťou.

Benchmark DAC2 a DAC3 prešli testami bez podvádzania. Napriek tomu ich neustále sledujeme!