TIM- särö

Transienttisärön teoria perustuu pääasiassa Professori Matti Otalan 70- luvun alussa julkaisemaan tutkimukseen. Keskustelun asiasta käynnisti kuitenkin jo vuonna -67 vahvistinsuunnittelija Tapio Köykkä ERT- lehdessä julkaisemallaan artikkelilla “katkoäänien säröytyminen äänentoistossa”. (k.o. artikkelia ei ainakaan toistaiseksi löydy Netistä, käy kirjastossa tai tilaa kopio kirjoittajalta). Otalan teorian mukaan vahvistin, jonka staattinen särökäyttäytyminen (THD, IM) on saatu kuriin lisäämällä vahvistimeen voimakas vastakytkentä, onkin nopeissa iskuäänissä liian hidas ja menee hetkellisesti tukkoon. Iskun aikana jää siis osa informaatiosta kuulematta, kyseessä on eräänlainen keskeismodulaatiosärön laji. Otala kehitti mittausmenetelmän TIM- särölle (siis: kyseessä on yksinkertaisilla keinoilla mitattavissa oleva ilmiö!), jossa mittasignaalin muodostavat matalataajuinen kanttiaalto ja korkeataajuinen, heikompi sinisignaali. Tutkitaan spektrianalysaattorilla ja löydetään mittasignaalien harmoonisten ja IM- komponenttien lomasta uusia komponentteja.

Tim-särön minimoimiseksi vahvistimen vastakytkentää pitäisi siis heikentää ja vahvistin suunnitella muuten riittävän lineaariseksi. Valitettavasti transistorivahvistimella tämä ei onnistu, harmoninen ja IM särö kasvavat sietämättömäksi. Kompromissi löytyy siten, että vahvistimen n.s vahvistusvara (avoimen lenkin vahvistus, eli tilanne ilman vastakytkentää vähennettynä suljetun lenkin vahvistuksella) ei saa olla yli 20 dB kuuloalueella. eikä myöskään alle 20dB, koska tällöin korkeilla taajuuksilla vastakytkentä ei poista säröä riittävän tehokkaasti. Vahvistimen avoimen lenkin taajuusvasteen pitäisi siis yltää yli kuuloalueen.

Lisäksi vahvistimen nousunopeus (siis kuinka nopeasti vahvistin voi muuttaa ulostulojännitteensä arvoa) pitäisi olla riittävän suuri. esim 50W vahvistimen pitäisi kyetä 20kHz signaalilla saavuttamaan yli 1V / mikrosekunti nousunopeus, kuormitettuna.

Putkivahvistimessa nämä kriteerit toteutuva yleensä hyvin: harmoninen särö on pientä jo ilman vastakytkentää, avoimen lenkin taajuusvaste yltää yleensä yli 20 kHz:n (riippuu päätemuuntajan laadusta) ja vastakytkennän voimakkuus on alle 10dB

Mutta onko TIM- särö sittenkään ainoa selitys putkivahvistimen soundille? Eroja kun tulee selvästi esille myös signaalissa, jossa ei ole selkeitä transientteja (Soolokitara, urut…)!