Sound Blaster G3, старый Sony, бесплатная WFGUI, советские измерительные пластинки и свой DAT-viewer — вместо отдельного аппаратного детонометра

В ящике с железками обнаружились игровая USB-звуковая карта Creative Sound Blaster G3, старый телефон Sony и ноутбук. В другом месте нашлись три советские измерительные пластинки. Этого оказалось достаточно, чтобы начать собирать измерительный комплекс для проигрывателя, который я пока даже не купил.

Кандидат — Musical Fidelity M1 с тонармом SME M2-9: дорогой, редкий проигрыватель начала 2000-х, примерно в 3000 километрах от меня. Покупать его по принципу «ну вроде крутится ровно» не хотелось. Хотелось проверить скорость, wow/flutter и периодические ошибки привода цифрами, графиком и спектром.

Задача была не купить лабораторный прибор, а собрать из доступных вещей стенд, который ответит на практический вопрос: нет ли у проигрывателя явной проблемы с приводом и насколько повторяемы измерения. В качестве АЦП выступила массовая игровая USB-карта. Сигнал анализирует бесплатная WFGUI, а её файл WF_out.dat я разобрал и сделал для него собственный браузерный viewer.

Получилась такая цепочка:

ИЗМ СО-332 → картридж → фонокорректор
    → Sound Blaster G3 → WFGUI
    → WF_out.dat → мой viewer

До подключения проигрывателя я проверил электронную часть на тестовом тоне со старого Sony. А когда стал искать нужную пластинку, выяснил, что советская измерительная грамзапись была не коллекционной диковиной, а частью целой метрологической системы. По дороге всплыла и история самого M1: его конструкция и измерения, проведённые рецензентами ещё в 2004 году, напрямую связаны с тем, что я собираюсь проверять сейчас.

Важное ограничение: сам Musical Fidelity M1 пока не измерен. Эта статья — о сборке, устройстве и предварительной проверке измерительного комплекса. Реальные результаты на M1 будут отдельным этапом. Здесь же проверим, что дешёвый USB-свисток действительно даёт нужный для этой задачи измерительный канал, а старые тестовые пластинки и новый софт позволяют увидеть больше, чем одну цифру на шкале.

Musical Fidelity M1 с тонармом SME M2-9. Иллюстрация модели; проигрыватель из статьи пока не измерялся.
Musical Fidelity M1 с тонармом SME M2-9. Иллюстрация модели; проигрыватель из статьи пока не измерялся.

Источник снимка: HiFi4Sale.


Какие параметры комплекс должен показать

Ошибку скорости проигрывателя удобно разделить на несколько явлений.

Средняя ошибка скорости отвечает на вопрос, насколько фактические 33⅓ rpm отличаются от номинала.

Drift — очень медленное изменение среднего тона.

Wow — низкочастотная частотная модуляция, грубо порядка 0,5–6 Гц.

Flutter — более быстрая модуляция, примерно от единиц герц вверх.

Стандарт AES6 описывает weighted peak flutter через частотную модуляцию тестового сигнала и задает процедуру демодуляции и частотного взвешивания [1].

Для винила здесь работает очень простая физика:

\frac{\Delta v}{v}=\frac{\Delta f}{f}

Относительная ошибка линейной скорости дорожки превращается в такую же относительную ошибку воспроизводимой частоты.

Поэтому постоянный тон на пластинке превращает весь аудиотракт в очень чувствительный тахометр.


Почему именно 3150 Гц

3150 Гц — это не частота детонации. Это несущая.

Сама детонация выглядит как медленная частотная модуляция вокруг этой несущей.

Если скорость отличается на 0,1%, то частота 3150 Гц изменится примерно на 3,15 Гц. На тоне 315 Гц та же относительная ошибка дала бы всего 0,315 Гц.

При этом 3,15 кГц еще достаточно низкая частота, чтобы не слишком зависеть от геометрии иглы, азимута и высокочастотных потерь тракта.

Именно поэтому 3150 Гц десятилетиями используется в стандартизованных измерениях wow/flutter [1].


История первая: как появился Musical Fidelity M1 и что в нём предстоит проверить

Тут история оказалась интереснее, чем я ожидал.

Musical Fidelity к началу 2000-х была компанией с очень понятной репутацией: усилители, ЦАПы, CD, фонокорректоры. Проигрывателей фирма до M1 не выпускала.

В 2002 году основатель Musical Fidelity Antony Michaelson обратился к Heinz Lichtenegger с идеей сделать настоящий high-end проигрыватель, который по масштабу, внешнему виду и инженерии соответствовал бы массивным усилителям Musical Fidelity. Lichtenegger на тот момент уже был основателем Pro-Ject и дистрибьютором Musical Fidelity. Современная Musical Fidelity прямо указывает обоих как авторов исходной концепции M1 [6][7].

Идея была довольно характерная для начала нулевых: взять большую массу металла, малорезонансный акрил и физически разделить двигатель и узел «тонарм + подшипник + platter».

В итоге M1 получил двухэтажное акриловое шасси.

Нижняя плита несет двигатель. Верхняя — главный подшипник, platter и тонарм. Между ними — развязка через четыре массивные опоры.

Внешне это выглядит как два толстых прозрачных стола, поставленных друг на друга. В начале нулевых акрил вообще был почти официальным строительным материалом High End, но здесь он хотя бы выполняет реальную механическую функцию.

Platter и подшипник

Штатный platter состоит из двух толстых акриловых частей, связанных восемью металлическими проставками. По официальному руководству его масса без clamp — 5,75 кг, а весь проигрыватель весит около 21,7 кг [8].

Главный подшипник инвертированный. В обзорах того времени отдельно отмечались высокая точность обработки и длинный bearing assembly [9].

То есть M1 с самого начала проектировался не как «первый пробный проигрыватель компании», а как достаточно экстремальная конструкция.

Самое интересное: двигатель

M1 — belt-drive, но не с примитивной подачей фиксированного напряжения на мотор.

В обзоре Michael Fremer 2004 года описан brushless DC motor с оптической обратной связью по скорости вала и цифровым контроллером [9].

Важный нюанс: сервоконтур контролирует скорость двигателя, а не непосредственно platter.

После него остаются:

motor → pulley → круглый ремень
    → platter → пластинка

И вот это уже очень интересно именно с точки зрения наших будущих измерений.

Если я увижу периодическую ошибку скорости, придется разбираться, откуда она пришла:

  • сервоконтур двигателя;

  • эксцентриситет pulley;

  • ремень;

  • platter/bearing;

  • или вообще тестовая пластинка.

У M1 есть и ручная тонкая регулировка скорости. Руководство указывает диапазон до ±6% относительно номинальных 33⅓/45 rpm [8]. Для человека, который хочет измерять реальную скорость частотомером, это весьма удобная штука.

Почему SME M2-9

M1 продавался как законченная система со штатным SME M2-9.

Это тоже важно для философии аппарата. M1 не был набором «моторный блок, дальше собирайте конструктор сами». Michaelson хотел дорогой, но практически готовый к работе проигрыватель.

Первое руководство M1 датировано ноябрем 2003 года, второе — мартом 2004-го [8]. Большие обзоры появляются весной 2004 года: Michael Fremer в Stereophile и David Price в Hi-Fi World [9][10].

Stereophile включил M1 + SME M2 в список runners-up среди аналоговых источников 2004 года [11].

И тут появляется прекрасная связь с нашим экспериментом

Fremer уже измерял wow/flutter M1 в 2004 году аппаратным wow & flutter meter и тестовой пластинкой с 3 кГц.

И столкнулся с тем, с чем неизбежно сталкиваемся мы спустя двадцать с лишним лет: низкочастотный wow трудно отделить от эксцентриситета самой тестовой пластинки [9].

То есть проблема, ради которой я позже добавил в собственный DAT-viewer сетку по каждому обороту пластинки, вообще ни разу не новая.

Просто в 2004 году перед человеком стоял отдельный аппаратный детонометр, а сейчас можно разобрать модуляцию по частотам на ноутбуке.


Из чего собран комплекс: почему игровой USB-свисток оказался достаточным

В хозяйстве уже была Creative Sound Blaster G3.

Creative Sound Blaster G3 крупным планом — входные разъёмы и органы управления.
Creative Sound Blaster G3 крупным планом — входные разъёмы и органы управления.

Это маленькая USB-C звуковая карта, вообще-то предназначенная для игр. У нее есть комбинированный optical/line input 3,5 мм. Creative заявляет для Line-In запись до 24 bit / 96 kHz и динамический диапазон около 100 дБ [2].

Для измерительного ADC звучит несолидно. Но здесь важно понимать, что мы измеряем.

Мне не нужно снимать THD+N −120 дБ или АЧХ с точностью 0,05 дБ.

Мне нужно очень точно определить временное положение переходов сигнала через ноль.

Поэтому:

  • 3150 Гц лежит в совершенно комфортной полосе любого современного ADC;

  • амплитудная точность почти не влияет на измерение частоты;

  • сигнал должен просто не клиппироваться и быть заметно выше шума;

  • постоянная ошибка clock ADC может сместить оценку абсолютной скорости, но сама по себе не обязана создавать быстрый wow/flutter.

Последний пункт важный. Именно поэтому электронный тракт сначала надо проверить внешним стабильным тоном.


Сначала я хотел сделать все на iPad. Не вышло

Изначальная идея была очень красивая:

iPad Pro + Sound Blaster G3 + AudioShare

Получился бы почти идеальный мобильный стенд.

iPadOS видел G3 как системный вход. В Control Center можно было выбрать Sound Blaster. Но в конкретной конфигурации AudioShare при старте записи периодически возвращался к встроенному микрофону iPad.

Теоретически это можно было продолжать лечить.

Практически измерительный стенд, в котором надо каждый раз гадать, какой вход выбрало приложение, мне не нужен.

На ноутбуке с Windows G3 заработала нормально. На этом эстетика мобильного Apple-стенда закончилась и началась скучная инженерия. Как обычно, скучная инженерия оказалась полезнее.


WFGUI: программа старая, математика правильная

Основным софтом стал WFGUI Алекса Фрида. A.N.T. Audio распространяет version 8 как бесплатный программный wow & flutter meter. Программа умеет 3000/3150 Гц, WRMS/DIN weighted режимы и одновременно показывает частоту входного сигнала [3].

После чтения исходников стало еще интереснее.

WFGUI использует старый Windows waveIn API и открывает вход как mono PCM 16 bit / 44,1 kHz [4].

То есть выставлять Sound Blaster в 24/96 ради самой WFGUI особого смысла нет: программа внутри все равно анализирует 44,1/16 mono.

Зато алгоритм измерения сделан вполне грамотно.

WFGUI не просто смотрит, в какой FFT-bin попала несущая. Она ищет смену знака сигнала, интерполирует момент перехода через ноль и измеряет длительность каждого полупериода.

Для несущей f0:

T_0=\frac{0.5}{f_0}

и дальше:

e=\frac{T_0-T_{meas}}{T_0}

Для 3150 Гц идеальный полупериод составляет около 158730,159 нс.

Сырая ошибка дальше поступает в DIN/Wow/Flutter/Unweighted filter.

То есть программа реально демодулирует изменение частоты во времени.


Проверяем измерительную цепочку: сначала YouTube

Первая версия стенда была настолько смешная, что ее стоило сохранить хотя бы для истории:

YouTube
   ↓
старый телефон Sony
   ↓
аналоговый headphone out
   ↓
Sound Blaster G3 Line-In
   ↓
Windows
   ↓
WFGUI

На Sony был запущен ролик с тоном 3150 Гц.

Стенд во время проверки: WFGUI на ноутбуке, телефон с тестовым тоном и Sound Blaster G3.
Стенд во время проверки: WFGUI на ноутбуке, телефон с тестовым тоном и Sound Blaster G3.

Это чудовищный эталон. В цепочке есть:

  • исходный файл неизвестного происхождения;

  • кодек YouTube;

  • возможный resampling;

  • цифровой тракт Android;

  • clock телефона;

  • DAC;

  • аналоговый headphone amplifier;

  • ADC G3;

  • Windows;

  • WFGUI.

И все-таки после захвата программа показала:

Frequency = 3150.0 Hz
RMS       = 0.0035 %
Peak      = 0.006 %

Для такой шарманки результат был неожиданно приличным.

Этот тест показывает, что в конкретной цепочке не видно заметной нестабильности сверх показаний WFGUI. Это полезная предварительная проверка, но ещё не калибровка абсолютной точности всего стенда.

Но хотелось понять, кто именно дает эти несколько тысячных процента.


Второй тест: локальный PCM вместо YouTube

Я сгенерировал собственный контрольный файл:

3150.000 Hz
PCM WAV
48 kHz / 24 bit
stereo
60 s
−12 dBFS

И воспроизвел его локально на том же Sony через тот же headphone out.

Вся аналоговая часть осталась прежней. Исчез только YouTube со своим неизвестным цифровым трактом.

После переходного процесса WFGUI показала:

Frequency = 3150.0 Hz
RMS       = 0.0000 %
Peak      = 0.000 %

Это, разумеется, не означает абсолютный физический ноль.

Это означает, что остаточная нестабильность цепочки оказалась ниже разрешения/округления текущей индикации WFGUI.

Для задачи первичной проверки привода это хороший знак: измерительный канал не демонстрирует заметного wow/flutter на контрольном тоне. Но нули на дисплее — не паспорт точности АЦП, и именно поэтому в статье отдельно остаются ограничения метода.

Разница между двумя опытами не позволяет строго сказать, какой именно кусок YouTube-тракта дал 0,0035%. Там могут участвовать декодирование, resampling, software path и clocking.

Но практически вывод простой:

Для этого измерительного комплекса Sound Blaster G3 достаточно как АЦП: дорогая карта сама по себе не заменит правильную тестовую пластинку, корректный тракт и проверку исходных данных.


Почему при 0,0000% сырой DAT все равно шевелится

В WFGUI есть флажок Save wave, который сохраняет WF_out.dat.

И тут легко попасть в ловушку.

Цифра RMS на экране WFGUI — уже результат выбранной фильтрации/weighting.

А WF_out.dat содержит сырую ошибку измеренных полупериодов до DIN/Wow/Flutter weighting.

Поэтому вполне нормальна ситуация:

WFGUI DIN RMS = 0.0000 %

а на raw-графике при сильном увеличении все равно виден шум.

Это не противоречие. Это разные стадии обработки.


Reverse engineering WF_out.dat

Документации формата DAT практически нет, поэтому я полез в исходники.

При каждом zero crossing WFGUI вычисляет примерно следующее:

raw = int16(10 × (T0_ns − Tmeas_ns))

То есть в файл пишется signed 16-bit little-endian значение ошибки полупериода в десятых долях наносекунды [4].

Для 3150 Гц:

T0 ≈ 158730.159 ns

Обратное преобразование получается простое:

T_{meas,ns}=T_{0,ns}-\frac{raw}{10}f_{inst}=\frac{10^9}{2T_{meas,ns}}\Delta v\%=100\cdot\left(\frac{T_0}{T_{meas}}-1\right)

При малых отклонениях относительная ошибка скорости приближённо равна 100 × (T0 − Tmeas) / T0; формула выше даёт точное преобразование периода в частоту.

После этого WF_out.dat перестает быть неизвестным бинарником и превращается в вполне нормальный временной ряд.


Зачем понадобился свой viewer для WF_out.dat

Если уж формат DAT понятен, странно каждый раз смотреть на него шестнадцатеричным редактором.

Поэтому появился автономный HTML/JavaScript viewer, который работает прямо в браузере и ничего не требует устанавливать.

Исходный код, описание формата, расчётов и ограничений опубликованы в публичном репозитории WFGUI DAT Viewer. Приложение обрабатывает DAT локально в браузере; измерительный файл никуда не загружается.

Он умеет:

  • открыть WF_out.dat;

  • построить полную временную осциллограмму;

  • показать Δv, мгновенную частоту и rpm под курсором;

  • масштабировать и прокручивать запись;

  • отбросить первые 20 секунд;

  • строить FFT модуляции;

  • отдельно смотреть области wow и flutter;

  • экспортировать CSV;

  • рисовать вертикальную сетку по каждому обороту пластинки.

Для 33⅓ rpm:

T_{rev}=60/33.333...=1.8000\text{ s}

Для 45 rpm:

T_{rev}=1.3333\text{ s}

И вот эта простая сетка неожиданно оказывается очень полезной.

Если заметный дефект повторяется раз в оборот, на графике это видно глазами.

В FFT ему соответствует примерно:

f_{rev}=33.333/60\approx0.5556\text{ Hz}

Но важно не впасть в следующий красивый самообман:

пик 0,5556 Гц не доказывает, что виноват проигрыватель.

Ту же компоненту прекрасно создает эксцентриситет самой тестовой пластинки.

И вот здесь начинается второй исторический сюжет.


История вторая: как советская измерительная пластинка стала частью метрологии

Когда я начал искать тестовую пластинку 3150 Гц, современный рынок довольно быстро предложил привычные варианты по ценам, которые слегка раздражали.

А потом обнаружились советские специализированные измерительные пластинки «Мелодии».

И выяснилось, что это не странная побочная продукция грамзавода, а остаток довольно большой отраслевой метрологической системы.

Все началось еще до «Мелодии»

В 1934 году была создана Центральная научно-исследовательская лаборатория Всесоюзного грампластиночного треста. Российский государственный архив научно-технической документации прямо ведет от нее историю профильного НИИ звукозаписи [12].

Лаборатория занималась механической звукозаписью, а в 1945 году на ее базе появился Всесоюзный научно-исследовательский институт звукозаписи.

То есть исследования грамзаписи в СССР существовали как отдельная инженерная дисциплина задолго до привычного логотипа «Мелодии».

В каталогах сохранились специализированные измерительные диски начала 1960-х. Например, ЭД 10409 датируется 1962 годом — еще до создания Всесоюзной фирмы грампластинок «Мелодия» [13].

Потом появилась целая серия ГОСТов

К концу 1960-х измерительная грампластинка уже была стандартизованным средством измерений.

ГОСТ 14761.0-69 назывался буквально:

«Пластинки граммофонные измерительные. Общие технические требования».

Позже его сменил ГОСТ 14761.0-78 «Грампластинки измерительные и контрольные. Общие технические условия» [14].

Вокруг него существовало целое семейство стандартов:

Стандарт

Назначение

ГОСТ 14761.0-78

общие требования

ГОСТ 14761.1-78

измерение отношения сигнал/рокот

ГОСТ 14761.2-78

измерение коэффициента детонации

ГОСТ 14761.3-78

скользящий тон и АЧХ

ГОСТ 14761.4-78

чувствительность и разделение стереоканалов

ГОСТ 14761.5-78

проверка автостопа и концевых выключателей

[14][15][16][17]

То есть пластинка была буквально частью измерительного комплекса.

Не «аудиофильский аксессуар», а носитель стандартизованного тестового сигнала.

Это хорошо видно в ремонтной документации

В документации на советские электропроигрыватели измерительные пластинки перечисляются рядом с милливольтметрами, частотомерами и прочим лабораторным оборудованием.

Например, инструкция по ремонту «Орфей-103-стерео» предписывает для измерения рокота поставить пластинку по ГОСТ 14761.1-78, воспроизвести опорный сигнал, затем немодулированную канавку и сравнить уровни [18].

То есть для инженера того времени грампластинка была таким же элементом измерительной процедуры, как прибор на столе.

И проблема эксцентриситета была известна тогда же

ГОСТ 11157-87 при измерении проигрывателей прямо требует применения специализированных измерительных пластинок для частотной характеристики, скорости, рокота и детонации [19].

Практическая причина очевидна: сама пластинка тоже является механическим объектом.

Если ее дорожка смещена относительно центра, игла один раз за оборот будет двигаться вперед-назад относительно идеальной траектории. Получаем частотную модуляцию на частоте вращения.

При 33⅓ rpm это как раз:

0.5556 Hz

То есть ровно тот пик, который мы теперь специально отмечаем в собственном viewer.

Это довольно забавная технологическая дуга:

1970-е:
измерительная канавка
    → аналоговый детонометр → ГОСТ

2026:
та же измерительная канавка
    → USB ADC → WFGUI → DAT
    → FFT → браузер

Физика при этом не изменилась вообще.

«В помощь любителям грамзаписи»

Часть измерительных дисков выпускалась уже не только для производственных лабораторий.

У «Мелодии» была серия «В помощь любителям грамзаписи», где встречались пластинки для проверки стереоканалов, АЧХ и параметров звукоснимателя.

Например, ИЗМ 33С-0201-02 содержала измерительные сигналы для проверки частотных характеристик стереозвукоснимателей от 20 Гц до 20 кГц [20].

То есть домашний радиолюбитель мог купить не приложение, не USB-коробку и не облачный сервис, а кусок ПВХ с фиксированными частотами, скользящим тоном и ГОСТом.

У интерфейса был некоторый порог входа, зато подписка не требовалась.


Какие советские пластинки вошли в комплекс

Вместо одной современной универсальной пластинки я нашел три NOS советских измерительных диска примерно за 3839 рублей суммарно.

Советская тестовая пластинка и фирменная оранжевая обложка «В помощь любителям грамзаписи».
Советская тестовая пластинка и фирменная оранжевая обложка «В помощь любителям грамзаписи».

ИЗМ СО-332

Этикетка ИЗМ СО-332: тестовые канавки для измерения, в том числе сигналы 3150 Гц.
Этикетка ИЗМ СО-332: тестовые канавки для измерения, в том числе сигналы 3150 Гц.

Наиболее важная для текущей задачи.

Содержит, в частности:

  • 3150 Гц;

  • немодулированные канавки;

  • 315 Гц lateral/vertical/L/R.

Роль в стенде:

средняя скорость, wow/flutter, рокот, базовые проверки каналов.

ИЗМ 33С-0331

Пластинка для измерения способности следования, гибкости и чувствительности звукоснимателей.

На ней есть:

  • 1 кГц с различными колебательными скоростями;

  • 100 Гц с амплитудой до 125 мкм;

  • 50 Гц;

  • 30 Гц.

Это уже инструмент для:

tracking, compliance и низкочастотной механики связки тонарм/картридж [21].

ИЗМ 33С-0327

Пластинка для:

  • АЧХ;

  • чувствительности;

  • баланса;

  • разделения каналов.

Вместе эти три диска дают набор сигналов для нескольких разных проверок. Это не означает, что каждая из них уже выполнена на M1: здесь они описаны как возможности собранного комплекса и подготовка к следующему этапу.


Как комплекс будет проверять M1

Когда дойдет очередь до реального M1, процедура будет такая.

  1. Прогреть проигрыватель и электронику 15–20 минут.

    Особенно интересно, изменится ли поведение ремня/подшипника после прогрева.

  2. Установить СО-332 и проверить визуальное биение.

    Пластинка сама может внести существенный 1× wow.

  3. Картридж → фонокорректор → G3 Line-In.

    Никаких EQ, AGC, «улучшайзеров» и прочего цифрового шаманства.

  4. В WFGUI выбрать 3150 Hz.

    Для сопоставимого итогового числа — DIN weighting. Для диагностики — Unweighted/Wow/Flutter.

  5. Писать минимум 60 секунд.

    Первые примерно 20 секунд после запуска анализа не использовать. В логах WFGUI хорошо виден переходный процесс захвата.

  6. Сохранять сразу три вещи:

log.txt
WF_out.dat
raw WAV

log.txt дает итоговые значения WFGUI.

WF_out.dat — временную структуру ошибки.

WAV оставляет возможность независимо перепроверить весь анализ другой программой.

  1. Повторить измерение минимум три раза.

    Одна красивая цифра ничего не доказывает. Интересна повторяемость.

  2. Отдельно смотреть 0,5556 Гц и кратные.

    Но не назначать виновника по одному FFT-пику.


Как пересчитать среднюю частоту в rpm

Все совсем просто:

rpm_{actual}=rpm_{nominal}\cdot \frac{f_{measured}}{3150}

Например, если вместо 3150 Гц мы получили 3148,5 Гц:

rpm ≈ 33.317

Ошибка около −0,048%.

И это отдельная характеристика от wow/flutter.

Проигрыватель может стабильно вращаться чуть медленнее нормы.

Или иметь совершенно правильное среднее значение, но постоянно гулять вокруг него.


Ограничения метода

Это важный раздел, потому что самодельный измеритель без описания ограничений очень быстро превращается в генератор красивых ложных цифр.

Clock ADC

Абсолютная точность средней скорости зависит от тактовой частоты ADC и того, как драйвер/Windows реализует legacy waveIn 44,1 кГц.

Именно поэтому нужен контрольный внешний тон.

WFGUI работает 44,1/16 mono

Паспортные 24/96 Sound Blaster G3 не превращают WFGUI в более точный прибор автоматически.

Тестовая пластинка сама вносит ошибку

Эксцентриситет отверстия, эксцентриситет нарезки и коробление способны создать периодическую модуляцию.

Особенно подозрителен компонент 1× оборота.

DIN weighted и raw DAT — не одно и то же

Нельзя брать raw RMS из DAT viewer и сравнивать его напрямую с DIN RMS из WFGUI.

DAT пишется до weighting.

Фонокорректор не идеален, но его требования умеренные

Для частоты нам не нужна лабораторная АЧХ.

Нужны:

  • отсутствие клиппинга;

  • нормальный SNR;

  • отсутствие чудовищного сетевого фона.

0.0000% не равно физическому нулю

Это только означает, что результат оказался ниже отображаемого порога/округления конкретного режима программы.


Что стоило собрать комплекс

В моем случае:

  • ноутбук уже был;

  • Sound Blaster G3 уже была;

  • старый Sony тоже уже был;

  • WFGUI бесплатна;

  • DAT viewer написан самостоятельно;

  • три измерительные пластинки — около 3,8 тыс. рублей.

То есть реальные дополнительные расходы оказались ниже цены одной современной универсальной test LP.

Это, разумеется, не означает, что профессиональный Audio Precision или специализированный аппаратный wow/flutter meter теперь никому не нужен.

Профессиональный прибор дает:

  • специфицированную собственную погрешность;

  • прослеживаемость;

  • нормальный контроль clock;

  • гарантированную методику.

Но у меня другая задача.

Мне надо отличить исправный привод дорогого проигрывателя от явно проблемного, причем сделать это в поездке.

Для этого сначала проверенный простой стенд может быть вполне достаточен.


Что получилось в итоге

В 2026 году для первичной проверки дорогого проигрывателя начала нулевых не обязательно начинать с отдельного аппаратного детонометра. В моём случае в ход пошло то, что уже было под рукой: игровая USB-звуковая карта, старый телефон, Windows-ноутбук, бесплатная программа и советские измерительные пластинки.

У комплекса несколько уровней результата:

  • частота тестового тона — для оценки средней скорости;

  • DIN/WRMS wow & flutter — итоговая оценка нестабильности по выбранному взвешиванию;

  • WF_out.dat — временной ряд, из которого можно изучать форму и периодичность ошибки;

  • собственный viewer — осциллограмма, частота, rpm, FFT, экспорт CSV и сетка оборотов;

  • три советские пластинки — дополнительные сигналы для проверки рокота, каналов, частотных характеристик и связки тонарм/звукосниматель.

Sound Blaster G3 не превращает стенд в лабораторию с прослеживаемой калибровкой. WFGUI всё равно захватывает моно PCM 16 бит / 44,1 кГц, а показание 0.0000% означает лишь, что результат округлился до нуля на экране. Но для практической задачи важнее другое: дешёвый массовый АЦП вместе с нормальным тестовым сигналом, понятной обработкой и сохранением исходных данных даёт достаточно информации, чтобы искать проблемы привода и перепроверять выводы.

И по дороге здесь действительно две истории. Первая — о том, как Musical Fidelity создала свой первый проигрыватель и почему его механика интересна для измерений. Вторая — о советской метрологии, которая умела упаковать стандартизованные сигналы в обычную грампластинку. В 2026-м эту пластинку можно поставить на проигрыватель, подключить недорогой USB-свисток и продолжить тот же инженерный разговор уже с FFT и браузерным viewer.

Сам M1 пока остаётся главным неизвестным. Следующий шаг — поставить на него СО-332, снять несколько повторяемых записей и проверить, что покажет комплекс на реальном приводе. Тогда у истории появится не только собранный измеритель, но и измеренный объект.


Минимальный набор файлов

wfgui_8_60
3150Hz_60s_48k_24bit_stereo_-12dBFS.wav
WF_out.dat
log.txt
index.html

При подготовке статьи использовалась LLM для подготовки обложки и схем. Текст, методика, измерения и выводы — авторские.

Источники

  1. AES6 — Method for measurement of weighted peak flutter of analogue sound recording and reproducing equipment
    https://aes.org/publications/standards-store/?id=15

  2. Creative Sound Blaster G3, спецификации
    https://au.creative.com/p/sound-blaster/sound-blaster-g3

  3. A.N.T. Audio Library — WFGUI
    https://ant-audio.co.uk/library

  4. Исходный код WFGUI / wow-and-flutter-analyzer
    https://github.com/sibiryakov/wow-and-flutter-analyzer/blob/master/wfguiDlg.cpp

  5. Практическое обсуждение эксцентриситета тестовых пластинок при измерении W&F
    https://www.vinylengine.com/turntable_forum/viewtopic.php?t=43751

  6. Musical Fidelity / M8xTT: история исходной концепции M1
    https://www.musicalfidelity.com/

  7. Henley Audio: история M1 и роль Antony Michaelson / Heinz Lichtenegger
    https://www.henleyaudio.co.uk/news/blog/welcome-the-m8xtt-by-musical-fidelity/

  8. Musical Fidelity M1 — оригинальное руководство, Issue 2, March 2004
    https://www.musicalfidelity.com/uploads/manuals/English/m1_eng.pdf

  9. Michael Fremer, Analog Corner #104, первоначально опубликовано в марте 2004
    https://www.analogplanet.com/content/analog-corner-104

  10. Hi-Fi World, April 2004 — Musical Fidelity M1 Turntable
    https://www.worldradiohistory.com/UK/Hi-Fi-World/2004/Hi-Fi-World-2004-04.pdf

  11. Stereophile — 2004 Products of the Year, Analog Source Component
    https://www.stereophile.com/content/2004-products-year-analog-source-component

  12. Российский государственный архив научно-технической документации: история ЦНИЛ Грампласттреста / ВНАИЗ / ВНИИТР
    https://rgantd.kaisa.ru/

  13. Records.su — измерительная пластинка ЭД 10409, 1962
    https://records.su/album/73725

  14. ГОСТ 14761.0-78 — «Грампластинки измерительные и контрольные. Общие технические условия»
    https://www.russiangost.com/p-230277-gost-147610-78.aspx

  15. ГОСТ 14761.1-78 — отношение сигнал/рокот
    https://www.russiangost.com/p-230279-gost-147611-78.aspx

  16. ГОСТ 14761.3-78 — скользящий тон / частотные характеристики
    https://www.russiangost.com/p-230283-gost-147613-78.aspx

  17. ГОСТ 14761.4-78 и ГОСТ 14761.5-78 — разделение каналов, автостоп
    https://www.russiangost.com/p-230285-gost-147614-78.aspx
    https://www.russiangost.com/p-230287-gost-147615-78.aspx

  18. «Орфей-103-стерео». Инструкция по ремонту
    https://djvu.online/file/AetenIP9uVmSD

  19. ГОСТ 11157-87 — устройства воспроизведения механической звукозаписи
    https://normadocs.ru/gost_11157-87

  20. «В помощь любителям грамзаписи», ИЗМ 33С-0201-02
    https://vinyl.com.ua/vinyl/plastinka-v-pomoshh-lubitelam-gramzapisi-dla-izmerenija-chastotnyh-kharakteristik-stereozvukosnimatelej-509027.html

  21. Records.su — ИЗМ 33С-0331, измерение способности следования, гибкости и чувствительности звукоснимателей
    https://records.su/album/27977

Комментарии (2)


  1. engine9
    10.10.2026 16:10

    Круто, мощно, но одного не учли (или я пропустил) термостатирование кварца в аудиокарте и в самодельной крутилке. Иначе будут немного-да уплывать показания в зависимости от температуры комнаты. АЦП ведь тактируется от кристалла на плате аудиокарты. Можно сделать по принципу печек OCXO (Oven-Controlled Crystal Oscillator).

    Либо, измерить частоту эталонным прибором при разной температуре и сделать таблицу коррекции, при выездных замерах надёжно измерять температуру корпуса кварца и корректировать уже при цифровой обработке результата.


    1. webm Автор
      10.10.2026 16:10

      Спасибо, замечание совершенно по делу. Метрология вообще начинается в тот момент, когда последняя цифра на дисплее перестаёт считаться истиной и возникает вопрос: с какой погрешностью она получена?

      Погрешность измерительного комплекса складывается из вкладов всех его элементов: источника контрольного сигнала, тактового генератора АЦП, аналогового тракта, алгоритма обработки, тестовой пластинки, привода и условий измерения. Строго говоря, эти составляющие не всегда просто арифметически складываются: систематические поправки учитываются отдельно, независимые неопределённости обычно объединяются квадратически, а для оценки худшего случая можно суммировать предельные значения. Но общий смысл именно такой: четыре знака после запятой ещё не означают, что весь комплекс знает эти четыре знака.

      Температурный уход кварца G3 я в статье действительно не раскрыл. Постоянное смещение частоты тактирования изменит измеренную среднюю частоту и расчётные rpm, хотя само по себе не создаст wow/flutter. А прогрев или изменение температуры непосредственно во время записи уже могут выглядеть как медленный drift. Уход на 20–50 ppm соответствует ошибке 0,002–0,005%, то есть примерно 0,063–0,158 Гц на тоне 3150 Гц. На фоне красивого показания 0.0000% это уже вполне материальная поправка.

      Если контроллер самого привода также опирается на кварц, ситуация ещё веселее: измеряется отношение двух независимых тактовых частот. Термостатирование только аудиокарты тогда устраняет лишь одну составляющую погрешности.

      Делать из Sound Blaster полноценный OCXO технически красиво, но для первого этапа немного напоминает строительство национального эталона в корпусе игрового свистка. Практический порядок я вижу таким:

      1. Одинаковый прогрев всего комплекса перед измерениями.

      2. Проверка стабильным внешним генератором до и после серии.

      3. Запись температуры корпуса, а лучше непосредственно области генератора.

      4. Если обнаружится воспроизводимая зависимость — построение температурной поправки.

      5. Для следующего уровня точности — генератор с TCXO/OCXO либо другой калиброванный источник.

      При этом остаётся ещё один важный вклад — точность самого тона на измерительной пластинке. Калиброванный АЦП не превращает надпись «3150 Гц» на диске в первичный эталон частоты. Поэтому абсолютную скорость желательно независимо проверять тахометром или несколькими пластинками, а G3 с WFGUI использовать прежде всего для оценки повторяемости, формы ошибки и спектра wow/flutter.

      Спасибо — это действительно стоит добавить в раздел об ограничениях и в будущий бюджет погрешностей комплекса.