Benchmark – o společnosti

V angličtině slovo benchmark znamená referenční bod. Úroveň, s kterou porovnáváme nové produkty. Tento název nebyl zvolen náhodou. Společnost Benchmark si klade za cíl vytvářet audio komponenty nejvyšší kvality, které budou stanovovat nové standardy v oboru.

Zařízení Benchmark jsou vytvářena nadšenci dobrého zvuku. Ve společnosti pracují hudebníci, audiofilové a profesionálové, jejichž skutečnou vášní je poslech hudby a audio zařízení nejvyšší kvality. Kvalita a životnost produktů Benchmark je proto v centru jejich zájmu. Většina zařízení Benchmark je navrhována, montována a testována v centrále společnosti v americkém městě Syracuse.

Benchmark nabízí zvukově transparentní zařízení nejvyšší kvality, jejichž odolnost vám umožní těšit se z dokonalého zvuku po mnoho let.

Transparentní audio komponenty

Když máte před sebou zařízení značky Benchmark, můžete si být jisti, že se jedná o komponentu navrženou tak, aby dosahovala neutrálního a transparentního zvuku. To znamená, že Benchmark se zaměřuje na vytváření produktů s co nejpřesnější impulsní odezvou. Znamená to také, že komponenty značky Benchmark se vyznačují velmi nízkou úrovní zkreslení a šumu. Přesná impulsní odezva svědčí o zaměření společnosti na dosažení širokého frekvenčního pásma, vyvážené frekvenční odezvy a maximální fázové kompatibility. Čistotu zvuku lze definovat a měřit pomocí těchto parametrů.

Je pro vás transparentní zvuk dobrý?

Pokud hledáte audio zařízení, které změní nebo vylepší zvuk přehrávané hudby, Benchmark není tou správnou volbou. Pokud chcete do hudby přidat teplou atmosféru harmonických zkreslení, Benchmark také není pro vás. Pokud však oceníte přesné, čisté a transparentní audio komponenty, Benchmark je právě pro vás!

Transparentní systém ve studiu, transparentní systém doma

Transparentní systém je základem úspěchu v nahrávacím studiu, ale i doma. Transparentní domácí audio systém totiž umožňuje reprodukovat podmínky panující ve studiu: elektronická zařízení zmizí a posluchač může plně vnímat hudbu. Pokud chcete vychutnat hudbu tak, jak ji slyšeli hudebníci ve studiu, musíte nahrávky přehrávat na transparentním domácím systému.

Transparentnost spojuje nahrávací studio s domácím poslechovým prostorem

Pokud jsou všechna zařízení nahrávacího systému a domácího systému pro přehrávání hudby transparentní z hlediska zvuku, posluchač se může ocitnout přímo v nahrávacím studiu. To je právě kouzlo hudby. Abyste ho mohli pocítit, je však nutné nakonfigurovat systém z akusticky transparentních komponentů.

Profesionální audio produkty pro domácí použití

Zařízení společnosti Benchmark jsou navržena pro profesionální použití. Jsou však vybavena funkcemi, které z nich dělají skvělou volbu pro domácí audio systémy. Mají také všechny potřebné certifikáty, které umožňují jejich bezproblémovou spolupráci s jinými zařízeními. Komponenty Benchmark jsou konstruovány tak, aby bez problémů vydržely každodenní nepřetržitý provoz v nahrávacím studiu. Jsou také vybaveny funkcemi, které ocení náročnější audiofilové, například možností dálkového ovládání.

Všechno začalo v roce 1983

Společnost Benchmark byla založena v roce 1983 jako „Benchmark Sound Company“ v malé garáži v Garlandu v Texasu. Její zakladatel, Allen H. Burdick, začal s výrobou vysoce kvalitních audio zařízení určených pro použití ve specializovaných televizních přenosových systémech. Společnost rychle rostla. V roce 1985 byla přejmenována na Benchmark Media Systems a pokračovala v rozšiřování svých aktivit. Allen přesunul sídlo společnosti do Syracuse ve státě New York, odkud pocházel.

Na pozadí staré fotografie Allena je vidět nápis na reklamním plakátu Benchmark: „Perfekce ve starém stylu... nejmodernější kvalita nejvyšší třídy“. Benchmark dodnes dodržuje zásady, které zavedl Allen Burdick. Dnes společnost vede John Siau. Pod jeho vedením si Benchmark neustále udržuje vedoucí pozici v oboru a vytváří mnohokrát oceněné jedinečné audio produkty.

Zesilovač Benchmark AHB2 je zařízení, na které by byl Allen určitě velmi hrdý. Má totiž nejnižší úroveň zkreslení a šumu ze všech zesilovačů bez ohledu na jejich cenu. Stejně jako mnoho dnešních zařízení Benchmark, i AHB2 vznikl po odchodu Allena do důchodu. Z důvodu zdravotních problémů se po roce 2007 nemohl podílet na navrhování audio komponentů. Přesto se každé nové zařízení Benchmark striktně drží jeho koncepce transparentního zvuku.

Těsně před uvedením nového zesilovače na trh dorazila do společnosti Benchmark smutná zpráva o úmrtí jejího zakladatele. Na počest Allena H. Burdicka byl nejlepší zesilovač Benchmark pojmenován podle jeho iniciál: AHB2.

Měření a poslech

• Transparentní audio komponenty se obvykle vyznačují vynikajícími měřicími výsledky.
• Audio produkty s méně transparentním zvukovým podpisem obvykle dosahují poměrně slabých výsledků.
• Vynikající výsledky měření nezaručují dosažení transparentního zvuku.
• Transparentní zvuk je nutné potvrdit výsledky poslechových testů.

Některé audio produkty, i ty vysoce kvalitní, nejsou transparentní, protože byly záměrně navrženy tak, aby měnily zvuk. Z tohoto důvodu nejsou měření vhodná pro hodnocení takových komponentů. Zkreslení a změny charakteristické křivky jsou často zaváděny s cílem zdůraznit eufonické efekty. Špatné výsledky měření zkreslení THD mohou naznačovat, že audio produkt byl navržen tak, aby záměrně zahříval zvuk pomocí harmonických zkreslení. Špatné výsledky měření frekvenční charakteristiky mohou svědčit o záměrných změnách charakteristické křivky.

Naopak, produkty Benchmark jsou vytvořeny s cílem dosáhnout úplné transparentnosti zvuku. To znamená, že měření jsou důležitou fází procesu jejich navrhování. Bez ohledu na to Benchmark dokonale rozumí, že výsledky měření neříkají vše.

Výsledky měření nejsou vše

Transparentnost zvuku je nutné ověřit pomocí poslechových testů. Poslech totiž umožňuje odhalit konstrukční problémy, které nejsou viditelné ve výsledcích základních měření. To však obvykle znamená, že soubor měření není kompletní.

Zkušenosti společnosti Benchmark ukazují, že pokud něco, co je slyšet, není viditelné v výsledcích měření, znamená to, že nebylo změřeno vše. Společnost roky zdokonalovala své techniky a postupy měření. Díky tomu jsou její inženýři schopni odhalit příčiny zkreslení, které bylo dříve možné zjistit pouze lidským uchem.

Když však měřicí postupy dosáhly současné úrovně, je možné nedostatky zvuku průběžně korigovat zaváděním změn do navrhovaných systémů. Měření tak umožňují společnosti Benchmark zdokonalovat nové produkty až do dosažení úrovně zkreslení, která není slyšitelná lidským uchem. Nakonec však každý projekt musí projít poslechovými testy.

Poslechová místnost Benchmark

Poslechová místnost společnosti Benchmark je vybavena mnoha různými reproduktory. Najdete zde nejoblíbenější aktivní a pasivní monitory i volně stojící pasivní reproduktory. K dispozici je také speciální tester ABX, který umožňuje provádět poslechové testy podle postupu dvojitého slepého testu. Testy prokázaly například vliv zesilovače AHB2 na zlepšení čistoty zvuku pasivních monitorů. Získaný zvuk z hlediska transparentnosti dokonce překonal zvuk kalibrovaných profesionálních monitorů blízkého pole. Kromě toho zesilovač AHB2 v kombinaci s pasivními reproduktory zajistil úplnou absenci šumu, který je přítomen ve zvuku všech aktivních konstrukcí. Aktivní studiové monitory zajišťují snížení nákladů, ale jejich kvalita má mnoho nedostatků.

Vyrobeno v USA

Všechna zařízení Benchmark jsou navržena, montována a testována v USA s použitím komponentů, které jsou z větší části také vyrobeny v USA.

V společnosti Benchmark jsou posledním testem, který rozhoduje o zavedení prototypu do sériové výroby, poslechové testy. Když všechna měření prokáží, že nový komponent funguje podle předpokladů, stráví mnoho hodin v poslechové místnosti, což umožňuje odhalit problémy, které nelze diagnostikovat během měření. Pokud je něco slyšet, prototyp se vrátí do měřicí laboratoře, kde se hledá způsob, jak změřit to, co bylo zjištěno během poslechu. Poté se nový test zařadí do stálého arzenálu měření.

Poslechová místnost společnosti Benchmark

V poslechové místnosti společnosti Benchmark se nachází celá řada různých komponentů: zdroje signálu, zesilovače a reproduktory [včetně mnoha monitorů blízkého pole, které jsou zobrazeny níže]. Speciální přepínače umožňují měnit reproduktory během přehrávání hudby.

Základní význam má vyrovnání úrovně hlasitosti

Nejdůležitější otázkou při srovnávacích poslechových testech je vyrovnání hlasitosti. I malé rozdíly v hlasitosti přehrávané hudby mohou ovlivnit výsledky testu. Zejména pokud je cílem testu najít malé rozdíly. Během poslechu Benchmark vyrovnává hlasitost s přesností +/- 0,1 dB.

Protokol ABX – eliminace subjektivního přístupu posluchačů

Další důležitou otázkou při poslechových testech je potřeba zachovat objektivitu posluchačů, kteří vědí o změně zdroje. Pokud se během poslechu v Benchmarku objeví přesvědčení, že je mezi dvěma zdroji slyšitelný rozdíl, dalším krokem je ověření pomocí testu ABX. Speciální přepínač umožňuje objektivně porovnat dva zesilovače, předzesilovače nebo digitálně-analogové převodníky. Benchmark disponuje také přepínačem ABX ve formě aplikace, která umožňuje porovnat dvě digitální nahrávky. V obou formách přepínač ABX umožňuje posluchačům porovnat neznámý zdroj X se zdroji A nebo B. V každé sérii testů je X buď zdrojem A, nebo B. V každém pokusu může posluchač libovolný početkrát a v libovolném pořadí vybírat mezi A, B nebo X – až do okamžiku, kdy je schopen určit, že X je A nebo B. Důkazem toho, že posluchač správně rozpoznává rozdíly mezi testovanými zařízeními, je opakovatelnost výsledků vícekrát provedených pokusů.

Stejně jako všechny poslechové testy má i metoda ABX bohužel svá omezení. Umožňuje sice zjistit slyšitelný rozdíl mezi komponenty, ale neumožňuje posoudit, který z nich zní lépe. Samozřejmě, pokud testujeme zařízení například z hlediska čistoty zvuku a slyšíme rozdíl, znamená to, že jedno ze zařízení je lepší. Podle některých kritiků však únava způsobená zkreslením zvuku během dlouhých poslechových sezení může neúmyslně ovlivnit výsledky testů ABX. Nejdůležitější je pamatovat si jedno: každý poslechový test má svá omezení, která je třeba pochopit a zohlednit při hodnocení před vyvozením konečných závěrů.

Měřicí laboratoř Benchmark

Laboratoř společnosti Benchmark je vybavena měřicí stanicí Audio Precision APx555b. Jedná se o absolutně nejlepší zařízení dostupné na trhu. Benchmark disponuje také staršími stanicemi společnosti Audio Precision, například AP2722 a AP2522. Jedná se o nenahraditelné nástroje pro odhalování chyb, které mohou být pro lidské ucho neslyšitelné.

Měřicí techniky musí být založeny na poslechových testech

Poslechové testy nejsou dokonalé. Z tohoto důvodu společnost Benchmark vyvíjí měřicí techniky vhodné pro každý artefakt, který je během testů slyšitelný. Rozlišení stanice APx555 výrazně převyšuje možnosti lidského ucha. Nemá však vlastní inteligenci. Je nutné přesně určit, co má měřit a jak to má měřit. Pokud se během poslechových testů objeví chyby, které nelze změřit, je třeba uznat, že měření nejsou prováděna správným způsobem.

Poslechové testy odhalí problém, ale ne jeho příčinu

Každé zařízení, jehož konstrukce je založena výhradně na poslechových testech, určitě selže. Pokud se změny v konstrukci provádějí pouze v reakci na poslechové testy, je obtížné diagnostikovat skutečné příčiny vzniklých problémů. Výsledkem je zavádění změn, které pouze maskují zvukové artefakty pomocí artefaktů, které jsou hůře slyšitelné [nebo snadněji přijatelné]. Pokusy o odstranění příčin všech slyšitelných problémů mohou vést k vytvoření systému, který se vyznačuje skutečnou transparentností zvuku. Po změření zvukového artefaktu se Benchmark nepokouší určit, zda je slyšitelný nebo ne – jednoduše se snaží odstranit jeho příčinu.

Zvukové artefakty, které se vymykají tradičním měřením

Dosud nejprchavějším artefaktem, se kterým se společnost Benchmark setkala při testování prototypů, je otázka mezisamplových špiček. Ukázalo se totiž, že i když hodnota zaznamenaného vzorku nikdy nepřekročí 0 dBFs, mezisamplovací špičky mohou dosáhnout až +3 dBFs a způsobit přetížení delta-sigma PCM převodníků a převodníků vzorkovací frekvence. Je však třeba zdůraznit, že toto přetížení není způsobeno chybami technologie PCM ani procesu převzorkování, ale je výsledkem výpočetních technik.

Na obrázku níže je schematicky znázorněna konverze A/D +3dBFs. Analogový signál [modrá čára] je správně reprezentován vzorkami v digitálním signálu [znázorněném červenou barvou]. Tyto vzorky dosahují maximální možné úrovně [znázorněné na obrázku jako +1 a -1]. V 16bitovém PCM odpovídá „1“ +32,767 a „-1“ odpovídá -32,768. Aby se tato diskuse nezkomplikovala, předpokládalo se, že hranice úrovně digitálního signálu jsou -1 a +1. Vrchol sinusoidy dosahuje +1,414 a -1,414. To výrazne přesahuje úroveň maximálních hodnot, které je možné zakódovat v systémech PCM.

Původní tvar analogové signální vlny [modrá čára] je možné poměrně přesně reprodukovat umístěním analogového dolnopriepustného filtru na výstupu digitálně-analogového převodníku bez převzorkování. Většina převodníků s převzorkováním se však při zpracování tohoto signálu přetíží a dojde k jejich zkreslení. Následující graf znázorňuje fungování interpolace: pokus o vložení interpolovaných vzorků ještě před rekonstrukcí. Každý vrchol sinusoidy zahrnuje tři zpětné vazby. Výstupní vlna tohoto sigma-delta převodníku bude spíše připomínat graf obdélníkové vlny.

Z hlediska zvuku je výsledkem zkreslení slyšitelné vysokofrekvenční bzučení přidané k hudbě. Zvuk systému je tím výrazne zjasněný. V poslechových testech provedených společností Benchmark měly převodníky vzorkovací frekvence s THD+N zkreslením na úrovni lepší než -135dB [0,000018%] slyšitelný vliv na zvuk. To však nebylo možné vysvětlit pomocí tradičních měření. Při zkreslení na úrovni -135 dB nebylo slyšet žádné zkreslení, ale něco bylo slyšet! Nakonec se ukázalo, že se jednalo o mezisamplovací špičky, které vedly k přetížení převodníků při pokusech o interpolaci, a výsledné zkreslení THD vzrostlo až na úroveň několika procent. Po identifikaci problému již nebylo obtížné vyvinout vhodný test. V laboratoři Benchmark nyní používá testovací signál 11,025 kHz se vzorkovací frekvencí 44,1 kHz, který obsahuje čistý signál na úrovni +3,01 dBFS. Nové digitálně-analogové převodníky DAC2 a DAC3 interpolují tento signál bez zkreslení a bez jakéhokoli zkreslení. Následující obrázek znázorňuje činnost 4x interpolátoru s velkou rezervou výpočetního výkonu, který zvyšuje vzorkovací frekvenci 4x. Interpolátory v převodnících DAC2 a DAC3 pracují s ještě vyšší frekvencí, obrázek je pouze ilustrací tohoto procesu.

Prakticky všechny ostatní D/A převodníky způsobují zkreslení signálu. Uvedené artefakty jsou nejdůležitějším slyšitelným rozdílem mezi formáty PCM a DSD a pravděpodobně nejdůležitějším rozdílem mezi převodníky s převzorkováním a konstrukcemi založenými na tradičních žebřících rezistorů. DAC s žebříčkem rezistorů je necitlivý na problémy s mezisamplovacími špičkami. Bohužel má zároveň řadu vlastních problémů, které zkreslují zvuk. Při tradičních měřeních ztěžují odhalení skutečné příčiny slyšitelného zkreslení 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. Většina výrobců převodníků obvykle přidává do signálu složku stejnosměrného proudu, čímž se tyto chyby posouvají dále od přechodu nulou. To zlepšuje výsledky tradičních měření THD+N a může vést k mírnému zlepšení zvuku. Jedná se však spíše o trik pro tabulku s technickými údaji než pro posluchače. Přesné testy umožňují tyto triky snadno odhalit. Pokud však nikdo neprovádí přesné testy, je těžké očekávat, že budou odhaleny všechny nedostatky převodníků založených na žebřících rezistorů.

Podvádění při testech

V zásadě lze říci, že převodníky s rezistory podvádějí při testech. Dělají to díky promyšlené konstrukci. Podvádění lze odhalit pouze při velmi náročných testech. Stejně jako ve škole: je snadné opisovat nebo dosáhnout dobrého výsledku při testech. Těžší je složit tradiční písemnou zkoušku. Testy je proto nutné navrhovat tak, aby odhalily podvodníky.

Jedním z takových testů je test dynamického rozsahu. Benchmark jej vyvinul s cílem odhalit pokusy o podvádění v oblasti poměru signálu k šumu. Některé starší kompaktní přehrávače byly vybaveny automatickým útlumem, který vypínal D/A převodník během přestávek v přehrávání disku. Jedním z efektů tohoto opatření bylo výrazné snížení úrovně šumu slyšitelného během přestávek. Druhým efektem bylo vynikající poměry úrovně a šumu v tabulce s údaji. Při testu dynamického rozsahu Benchmark přidává tón s hlasitostí -60 dB během měření výstupního šumu audio zařízení. Tento signál s velmi nízkou úrovní má za cíl oklamat systémy automatického útlumu a ověřit údaje o úrovni šumu přítomného na výstupech.

Je však třeba mít na paměti, že přidání stejnosměrné složky a systémy automatického útlmu se nepoužívají výhradně ke zlepšení technických údajů. Obě řešení přinášejí výhody posluchačům. Vynikající technické parametry, které nemají potvrzení ve zvuku, jsou pouze vedlejším efektem jejich použití.

Zajímavé je, že některé systémy dokážou při testech podvádět i bez zásahu člověka. Jednobitové sigma-delta převodníky, když nehrají hudbu, produkují tichý tón s velmi nízkou úrovní. Ten snižuje hodnotu poměru signálu k šumu, ale uniká potvrzení v testu dynamického rozsahu. Přidáním tónu -60dB používaného k měření šumu se dosáhne nadměrně optimistického měření dynamického rozsahu. Lze dokonce říci, že jednobitové převodníky dokážou oklamat test navržený k odhalení podvodníků.

Nejdůležitější je pamatovat si jedno: aby bylo možné potvrdit správnou funkci audio systémů, je nutné vypracovat vhodnou sadu měřicích testů. Jinak nás systémy budou podvádět!

Pečlivě provedená série komplexních testů digitálně-analogových převodníků by měla prokázat, že vícebitové převodníky sigma-delta poskytují lepší výsledky měření než nejlepší převodníky s žebříkem rezistorů a 1bitové převodníky DSD. Vzhledem ke konstrukci DSD [1bitový sigma-delta], PCM bez převzetí [DAC s žebříčkem rezistorů] a PCM s převzetím [vícebitový DAC sigma-delta] by měl být zvukově nejčistší ten poslední. Přesto však první prototypy převodníku Benchmark DAC2 zněly velmi špatně. Po poslechu bylo možné slyšet výše popsaný problém s mezisamplovacími špičkami. Po jeho diagnostice byl vyvinut nový prototyp a zaveden nový měřicí test [se signálem +3dBFS]. Tradiční vícebitové převodníky na něm selhávají, převodníky Benchmark DAC2 a DAC3 ho však zvládají bez problémů.

Slyšitelné zkreslení zvuku nebylo způsobeno samotným převzetím vzorků ani vnitřními chybami kódování PCM. Bylo to způsobeno nedostatečnou výpočetní kapacitou při zpracování DSP. Tento problém byl vyřešen snížením amplitudy vstupního signálu o 3 dB před převzetím vzorků. Byla také přidána dostatečná rezerva analogového výkonu pro reprodukci špiček +3dBFS bez zkreslení. Výsledky jsou lepší než výsledky, kterých dosahují 1bitové převodníky DSD a převodníky s žebříčkovou odporovou sítí.

Benchmark DAC2 a DAC3 prošly testy bez podvádění. Přesto je neustále sledujeme!