Приобретя некоторый практический опыт в построении УНЧ на лампах, и прочитав значительный объем литературы и форумных дискуссий я позволю себе заметить, что как вокруг любого практически важного и в тоже время мало поддающегося строгому научному анализу вопроса возникает почва для появления разного рода мифов, и ламповый звук не является исключением. Правда, честно признаюсь, что всилу неизбежной доли субъективности в восприятии звука, эту статью надо воспринимать только как мое личное мнение, ИМХО.
Миф первый. Чем больше Raa (или Ra) выходного трансформатора, тем выше качество звука. Этот миф имеет под собой простую почву – чем выше Rа, тем меньше коэффициент гармоник (правда, это верно только для триода). Но как уже давно установлено, ламповые усилители проигрывают по коэффициенту гармоник транзисторным, но от этого они не звучат хуже, даже наоборот. Мой опыт говорит о том, что с повышением Rа звучание усилителя становится аналитичным, плоским (сужается ширина и глубина сцены) и эмоционально маловыразительным – особенно это чувствуется для триодов – хотя остается очень чистым тонально и детально точным. В общем случае самым оптимальным является хорошо известное из теории соотношение Ra = (2 – 3) Ri для триода и Ra= 0.1 Ri для пентода, хотя практически для различных ламп и трансформаторов это соотношение может изменяться в некоторых пределах. Известны и исключения из правила – 6С41С и 6С19П, и другие лампы с высоковй крутизной для устройств электропитания – для них Ra = 5 – 8 Ri это норма.
Миф третий. Звучание УНЧ улучшается, если выходное сопротивление предшествующего каскада (предусилителя, фонокорректора, тюнера и т.п.) будет как можно меньше, а входное сопротивление УНЧ или последующего каскада будет как можно выше (отчасти этот миф перекликается с первым упомянутым выше). Этот миф как и два предыдущих также идет из теории. Понятно, что при этом снижаются потери, минимизируются гармоники, облегчается работа выходного каскада на линию (в случае наличия межблочных кабелей). Но это верно с точки зрения теории для синусоидального моносигнала. Но музыка это не моносигнал. И не механическая сумма моночастот. Это очень сложная, мало поддающаяся точному математическому анализу волновая система. Я бы сказал это поток синусоид различной частоты, амплитуды, фазы, который как и все волновые системы способен к интерференции (интермодуляции) и дифракции. И задача УНЧ донести этот поток (точнее, его структуру) от начала до конца неизменным. А вот значительные перепады импеданса нарушают структуру этого потока. Поэтому, например, не стоит ставить в конце фонокорректора катодный повторитель на 6Н30П, если у вас входное сопротивление УНЧ 100 Килоом. Особенно плохо на передачу объема звуковых образов оказывает использование катодного повторителя (100 % ООС) в комбинации с его очень высоким входным сопротивлением. Одним из немногих элементов, способных сохранить структуру звукового потока при значительном перепаде импеданса является трансформатор – именно поэтому японцы уделяют так много внимания конструированию этих устройств, и с успехом применяют их не только на выходе ламповых УНЧ, но и как межкаскадный. Как итог – схема качественного УНЧ, способного донести до слушателя все нюансы, включая такие понятия как объемность, глубина и ширина сцены, детальность образов – не должна иметь значительных перепадов импеданса между каскадами. Нарушить структуру музыкального потока также может глубокая ООС, но об этом – отдельный разговор.
Миф четвертый. ООС убивает звук. Причина появления этого мифа не совсем понятна, но может быть она кроется в том, что в философии назывется отрицанием отрицания, или говоря проще, похмелье после повального увлечения УНЧ с ООС в конце прошлого столетия. В 80-е – 90-е годы в журнале Радио трудно было найти схему УНЧ, в которой бы авторы не преподносили бы наличие глубокой и/или многопетлевой ООС как средство повышения качества усилителя. Прошло время, и теперь, когда выяснилось, что с ООС все не так хорошо, как это казалось, теперь апологеты хай-энда ударились в другую крайность – никакой ООС вообще! Конечно, это намного проще – не надо рассчитывать фазовые смещения и бороться с самовозбуждением – просто не надо делать ООС и все! Тут некоторых творцов лжехайэнда на триодах без ООС я бы сравнил с незадачливым поваром, который утверждает, что самый вкусный суп получается только из чистой картошки – и никаких там помидоров, капусты, и недай бог, специй! Мне кажется, что небольшая (неглубокая) ООС, особенно в мощных (и как следствие, многокаскадных) УНЧ весьма полезна для снижения искажений и повышения стабильности усилителя. И она вовсе не нарушает упомянутый выше звуковой поток, а даже наоборот, иногда вносит в этот поток небольшую, но весьма полезную “реверберацию”. Введение ООС имеет и другое преимущество – усилитель становится менее чувствителен к подбору компонентов – он уже играет как целостная схема со своим почерком, а не как набор разрозненных деталей или каскадов, на подбор которых можно потратить состояние и массу времени – и так и не прийти к выводу, а что тут на что влияет и от чего же зависит конечный результат… А про воспроизводимость результатов вообще лучше не говорить.
Полумифы. Например, что фиксированное смещение звучит лучше, чем автоматическое. Возможно, для некоторых ламп при прочих равных условиях так оно и есть. Но при равных условиях. Но как их соблюсти? Откройте любой справочник по лампам. Возьмем, например, 300В. Там черным по белому написано, что максимальное сопротивление сеточного резистора при автоматическом смещении – 250 К, а при фиксированном – 50 К. Разница в пять раз. Ну как тут “улучшить” звучание классических УНЧ на 300В с автоматическим смещением? Ведь надо снижать сопротивление сеточного резистора! Но тогда пошло-поехало – соответственно, в пять раз надо увеличивать емкость межкаскадного конденсатора – это раз, снижать выходное сопротивление предшествующего каскада….- два, и городить отдельную схему питания отрицательной полярности – три….. После такого “улучшения”, которое правильнее назвать основательной переделкой, врядли ваш усилитель будет звучать лучше. Как минимум, вы столкнетесь с тем, что чувствительность вашего “улучшения” стала ниже, и уже нужен предусилитель…. Или тогда придется проектировать новый, с другой, более крутой лампой на раскачке… Вот вам и улучшение. А может быть все-таки проще приобрести хороший электролит для катодного резистора и все-таки оставить автоматическое? Подумайте! Кстати, любителям работать с триодами напомню, что они более чувствительны к завышению номинала сеточного резистора (подозреваю, что именно поэтому у 300В часто горит одна из половинок накала), в этом отношении пентоды работают стабильнее. Так что это дополнительный аргумент в пользу применения пентодов в оконечном каскаде с фиксированным смещением.
Другой полумиф. Чем выходной трансформатор больше, тем лучше. Причина появления этого мифа наверно лежит там же, где и причина почему так много людей предпочитают ездить по городу на джипах(или ездят в одиночку на микроавтобусах), или почему” размер имеет значение”. Да, несомненно, что трансформатор значительных размеров будет давать более глубокий бас, однако на этом список его достоинств закончится. Даже если не говориь о цене или больших затратах материалов и сил на его изготовление, такой трансформатор не сможет обеспечить приемлемой полосы пропускания по высшим частотам, и очень велика вероятность появления механичесих резонансов в обмотках и сердечнике. К тому же, если учесть магнитные потери в сердечнике, которые неизбежно растут с ростом веса железа (даже если при этом работать с несколько более низком значении магнитной индукции) то отсюда следует, что увеличение потерь приведет к снижению детальности в передаче нюансов. Ниже приведена картинка зависимости потерь в сердечнике в зависимости от величины магнитной индукции. И это для одной из лучших марок трансформаторного железа – М6, понятно, что с доступным на рынке железом ОСМ, ТС и т.п положение еще хуже. Дополнительно на эту тему хочу процитировать место из публикации www.gendocs.ru/v4971/?download=3
Потери энергии при перемагничивании
Это необратимые потери электрической энергии, которая выделяется в материале в виде тепла.
Потери на перемагничивание магнитного материала складывается из потерь на гистерезис и динамических потерь.
Потери на гистерезис создаются в процессе смещения стенок доменов на начальной стадии намагничивания. Вследствие неоднородности структуры магнитного материала на перемещение стенок доменов затрачивается магнитная энергия.
Потери энергии на гистерезис
Рг = a*f
где а – коэффициент, зависящий от свойств и объема материала; f – частота тока, Гц.
Динамические потери Р вт вызываются частично вихревыми токами, которые возникают при изменении направления и напряженности магнитного поля; они также рассеивают энергию:
Pвт = b*f*f
где b – коэффициент, зависящий от удельного электрического сопротивления, объема и геометрических размеров образца.
Потери на вихревые токи из-за квадратичной зависимости от частоты поля превосходят потери на гистерезис на высоких частотах.
К динамическим потерям относятся также потери на последействие Р п , которые связаны с остаточным изменением магнитного состояния после изменения напряженности магнитного поля. Они зависят от состава и термической обработки магнитного материала и проявляются на высоких частотах. Потери на последействие (магнитную вязкость) необходимо учитывать при использовании ферромагнетиков в импульсном режиме.
Общие потери в магнитном материале
P = Pг + Рвт + Рn
…….”
Заметьте, что во все формулы потерь входит такая величина как объем, которая напрямую связана с массой (через плотность). Причем в формулы входит также частота, иногда во второй степени, что позволяет предположить дополнительные потери информации в высокочастотном диапазоне.
Пример разрушения мифов – прекрасно звучащий американский двухтактный стерео (два канала по 35 ватт) усилитель DYNACO ST-70 на пентоде EL34, в котором, кстати, есть и неглубокая ООС. Я купил его у американского аудио-энтузиста Боба Латино в виде кита и пока у меня переезд мастерской из Риги в Балгале, собрал мне его мой друг Станислав, за что ему большое спасибо. В отличие от классического аппарата, у него улучшен предусилитель. Вот схема (в ней ошибка – конденсатор С5, так же как и С3 должен иметь номинал 0,1):
Так вот звук этого усилителя – мощный, но при этом объемный, детальный и динамичный даже на маленькой громкости. Его можно слушать даже с одной колонкой – создается полное впечатление наличия сцены. Поскольку в нем есть ООС, он не очень чувствителен к замене ламп и конденсаторов. Подбирая лампы, мне удалось получить просто великовлепный, тонально сбалансированный и в тоже время объемный звук с лампами 6П3С-Е вместо EL34 (благо цоколевка у них одинаковая). Любителям развесистого звука понравится EL34 (или КТ77) ОТ JJ – у них приподняты басы и верха. В качестве фазоинвертора очень хороша 12АТ7WC PhilipsJAN, на е-Вау они продаются по 6 – 8 долларов за шт. Во многом объемность звука зависит от первой лампы, у меня пока вставлена 6201 Valvo, но подыскаваю более дешевую замену. Межкаскадные С7 и С8 – Мундорф MCap, 35 Евро за 4 штуки, но прекрасно работали и К40У-9 – это редкий случай, когда от замены советских конденсаторов на Мундорф в звуке ничего не изменилось. Кенотрон – 5АR4 из Китая. Прозрачность звучания усилителя очень выиграла от подключения его в сеть через сетевой фильтр, видимо по той причине, что никакой фильтрации ВЧ помех по питанию на входе усилителя нет. Сейчас слушаю этот шедевр с недорогими напольными трехполосными колонками Phonar. Для компенсации слабости 6П3С по ВЧ усилитель соединен с колонками посеребряным колоночным кабелем от Qued: http://www.qed.co.uk/173/gb/product/speaker_cables/silver_anniversary-xt.htm . В результате я ненароком получил наконец рецепт ” как готовить 6П3С? ” – раньше мне из нее ничего путного сделать не удавалось. Но об этом – отдельная тема.
Многие меломаны предпочитают прослушивать любимые мелодии, используя ламповые усилители звука. В чем заключается специфика данных девайсов? Исходя из каких критериев можно выбрать оптимальную модель соответствующего устройства?
Чем интересен ламповый
Усилитель — это один из ключевых компонентов акустической инфраструктуры, который отвечает за увеличение мощности тех сигналов, что поступают от источников звука, коммутацию соответствующих приборов, регулировку уровня громкости, а также передачу сигнала, мощность которого усилена, на аудиооборудование, предназначенное для воспроизведения мелодий.
В ламповых усилителях в качестве ключевого элемента схемотехники применяются радиолампы. Они выполняют функцию усилительных элементов. Как правило, ламповые усилители обеспечивают меньший уровень искажения звука. Как отмечают многие меломаны, для соответствующих девайсов характерно более теплое, мягкое воспроизведение мелодий — особенно при проигрывании средних, а также высоких частот.
Другое важнейшее преимущество лампового усилителя — в обеспечении во многих случаях более насыщенного звука в сравнении, к примеру, с транзисторными девайсами. Это возможно благодаря уникальным свойствам собственно ламп, которые, к примеру, приспособлены к функционированию без вспомогательной коррекции, которая нужна для поддержания работы, в свою очередь, полупроводниковых устройств.
Однотактные и двухтактные устройства
Ламповые девайсы чаще всего классифицируются на 2 основные категории — класса A и класса AB. Первые также именуются однотактными. В них усилительные элементы стимулируют увеличение мощностей обеих полуволн в сигнале — как положительную, так и отрицательную. Вторые девайсы также именуются двухтактными. В них каждый последующий каскад увеличения мощности предполагает задействование разных элементов — один может отвечать за положительную полуволну, в то время как другой — за отрицательную. Усилители класса AB обычно экономичнее и производительнее, часто — мощнее. Но на этот счет в среде меломанов иногда возникают дискуссии.
Рассматриваемые девайсы во многих случаях стоят намного дороже транзисторных аналогов, несмотря на то, что их конструкция достаточно проста. Многие меломаны собирают соответствующие устройства самостоятельно — правда, нужно постараться, чтобы найти лучшие схемы ламповых усилителей — на 6П3С, например, или других популярных лампах. Для ценителей музыки, проигрываемых с помощью рассматриваемых девайсов, часто второстепенной становится их цена — если принято решение не собрать усилитель, а купить его. Вместе с тем характеристики, конечно же, играют неоспоримо значимую роль при выборе устройства. Рассмотрим то, какими они могут быть, а также примеры популярных моделей соответствующего типа девайсов.
Усилитель ProLogue EL34: характеристики и отзывы
По мнению многих специалистов, лучший ламповый усилитель, или, по крайней мере, относящийся к лидерам по соответствующему критерию (из тех, что относятся к бюджетному сегменту) - устройство ProLogue Classic EL34. Данный девайс может функционировать с использованием двух разновидностей ламп — собственно EL34 или же KT88. При этом пользователю необязательно осуществлять перенастройку усилителя.
Как считают специалисты - отзывы, отражающие их мнения, можно найти на многих тематических порталах, - одним из главных преимуществ девайса заключается его оснащенность интерфейсами, позволяющими подавать нагрузку на лампу плавно, что способствует увеличению срока ее службы. Усилитель оснащен эффективным Девайс имеет довольно большую мощность, которая составляет 35 Вт.
Усилители Triode
Еще один усилитель, относящийся к категории бюджетных — устройство TRV-35, выпускаемое японским брендом Triode. Тот факт, что он собран в Японии, во многом предопределяет качество соответствующего продукта. Усилитель является универсальным — возможно, он лучший ламповый усилитель в своем сегменте с этой точки зрения. Лампы, которые могут применяться на девайсе — EL34, в ряде случаев возможно задействование элементов ElectroHarmonix, изготавливаемых в России.
По мнению специалистов, в числе наиболее примечательных опций рассматриваемого усилителя — возможность подключения к современным домашним кинотеатрам.
Другой известный продукт японского бренда Triode — девайс TRX-P6L. Как отмечают некоторые эксперты, данный девайс — самый лучший ламповый усилитель в линейке Triode с точки зрения функциональности. Так, в нем присутствует, в частности, эквалайзер четырехполосного типа, который предназначен для оптимизации тембра звучания мелодии с учетом конкретной акустической обстановки в помещении, а также параметров используемых звуковых систем. Девайс, о котором идет речь, позволяет задействовать разные категории ламп — EL34, также KT88. Устройство оснащено регулятором глубины обратного взаимодействия. Усилитель может функционировать в 2 режимах — триодном, а также ультралинейном.
Другой примечательный девайс, выпускаемый под брендом Triode — усилитель VP-300BD. Многие меломаны задаются распространенным вопросом: "Однотактный или двухтактный ламповый усилитель - что лучше?" Они могут, выбрав именно VP-300BD, который относится к устройствам первого типа, остаться весьма довольными приобретенным устройством. Рассматриваемый девайс — триодный, классифицируется как усилитель открытого типа. Можно отметить, что выходной каскад устройства функционирует на триодах 300B, которые классифицируются как прямоканальные.
Audio Research VSi60
В числе самых известных брендов-производителей ламповых усилителей — американская корпорация Audio Research. К самым технологичным ее продуктам относится девайс VSi60. Многие меломаны убеждены в том, что ламповые усилители лучше транзисторных, и выпускаемое американской компанией устройство позволяет выдвинуть веский аргумент в пользу девайсов первого типа: по мнению специалистов, рассматриваемый усилитель обеспечивает самый внушительный масштаб звучания, вполне сопоставимый с показателями транзисторных девайсов. Основные лампы, с которыми работает американское устройство, — KT120. Регулятор громкости у рассматриваемого
Усилители Unison Research
Другой известный бренд-производитель девайсов, о которых идет речь — Unison Research. К самым эффективным решениям, которые разработаны данной корпорацией, можно отнести усилитель S6. Возможно, он — лучший ламповый усилитель, или, по крайней мере, относящийся к лидирующим решениям, с точки зрения сочетания характеристик, что свойственны для девайсов класса A: высокой мощности, составляющей 35 Вт, а также значительного коэффициента демпфирования. Устройство задействует по 2 прямоканальных триода, размещенных в каждом канале.
Как отмечают эксперты, рассматриваемый усилитель характеризуется самым высоким качеством звучания с точки зрения детализации и чистоты воспроизводимой мелодии.
Следующий известный продукт, выпускаемый под брендом Unison Research — усилитель P70. В свою очередь, он является двухтактным. Меломаны, задающиеся вопросом, почему однотактный ламповый усилитель играет лучше двухтактного, несколько меняют свое восприятие эффективности соответствующих устройств, послушав музыку при использовании рассматриваемого девайса. Разработчикам усилителя P70 удалось обеспечить исключительно высокое качество звука при весьма внушительной мощности устройства — более 70 Вт.
Как отмечают специалисты, девайс может подключаться к акустической инфраструктуре, формирующей достаточно внушительную нагрузку. Устройство, о котором идет речь, характеризуется также жанровой универсальностью. Если рассматривать лучшие ламповые усилители для прослушивания рок-музыки — девайс P70 правомерно отнести к лидирующим решениям.
В числе известных однотактных продуктов, выпускаемых под брендом Unison Research — устройство Preludio. Он также функционирует в классе A. В нем задействуются мощные тетроды KT88. Мощность девайса составляет 14 Вт. Поэтому усилитель требует подключения к акустической инфраструктуре, обладающей в достаточной мере высоким уровнем чувствительности.
McIntosh
Другой известный бренд, что выпускает усилители — американская корпорация McIntosh. Многие меломаны, задаваясь вопросом — какой ламповый усилитель лучше, прежде всего ассоциируют самые качественные продукты именно с теми девайсами, которые производятся под брендом McIntosh. Данная корпорация — в числе самых узнаваемых в мире производителей звукового оборудования в сегменте Hi-End.
Можно отметить, что продукт MC275 от McIntosh впервые появился на рынке в 1961 году. С тех пор в нем было реализован ряд улучшений, но он по-прежнему выпускается под историческим наименованием. В принципе, данный усилитель относится к легендарным девайсам, к числу лучших продуктов в мире в сегменте Hi-End. Устройство использует лампы KT88. Мощность усилителя составляет 75 Вт в режиме проигрывания стерео.
Audio Note
Еще один известнейший бренд на рынке усилителей — Audio Note. В числе самых популярных его продуктов — Meishu Phono. Возможно, это лучший ламповый усилитель в своем сегменте, если рассматривать соответствующие девайсы с точки зрения соблюдения чистоты технологии. Так, в нем не задействовано ни одного полупроводника. В структуре блока питания девайса присутствует 3 трансформатора, 3 кенотрона, а также 2 дросселя. В выходном каскаде используются триоды 300B. В конструкции усилителя присутствует эффективный ламповый фонокорректор. Рассматриваемый девайс имеет довольно скромную мощность, которая составляет 9 Ватт. Но тем не менее устройство совместимо со многими современными типами напольного акустического оборудования.
Определить самый лучший ламповый усилитель звука исходя из субъективного восприятия его работы довольно сложно. Однако, приблизиться к решению подобной задачи можно, сравнив те или иные модели девайсов по основным характеристикам, а также проанализировав соответствующие параметры.
Выбираем лучший усилитель: параметры сравнения моделей
Какие параметры можно рассматривать в качестве ключевых? Как считают современные эксперты, важнейшими характеристиками в данном случае могут быть:
Уровень гармонических искажений;
Соотношение сигнала и шума;
Поддержка коммуникационных стандартов;
Уровень энергопотребления.
В свою очередь указанные параметры могут сопоставляться с ценой девайса.
Выбираем усилитель: мощность
Что касается первого показателя — мощности, то он может быть представлен в самом широком диапазоне значений. Оптимальным для решения большинства задач, характеризующих использование лампового усилителя, является показатель порядка 35 Вт. Но многими любителями музыки только приветствуется увеличение данного значения — например, до 50 Вт.
Вместе с тем многие современные высокотехнологичные девайсы соответствующего типа превосходно работают и при мощности около 12 Вт. Конечно, они во многих случаях требуют подключения к высокопроизводительной акустической инфраструктуре. Но использование эффективного аудиооборудования — один из обязательных атрибутов применения, собственно, тех устройств, о которых идет речь. Почему ламповый усилитель лучше более современных модификаций девайсов — вопрос, не особо актуальный для многих меломанов, поскольку они неоднократно убеждались на практике в объективном превосходстве соответствующих девайсов по ключевым параметрам. И потому тестирование и практическое использование ламповых усилителей они стараются проводить на заранее подготовленном оборудовании, которое соответствует самым высоким требованиям.
Частота
Касательно частотной характеристики усилителя — крайне желательно, чтобы она находилась в диапазоне от 20 до 20 тыс. Гц. Хотя, надо отметить, довольно редко современные производители девайсов, о которых идет речь, поставляют на рынки усилители, которые не соответствуют данному критерию. Сложно найти оборудование в сегменте Hi-End, которое бы не дотягивало до указанных параметров частоты. Так или иначе, при покупке лампового усилителя, к примеру, от малоизвестного бренда, имеет смысл проверить то, в каком диапазоне он поддерживает частоту.
Гармонические искажения
Что касается гармонических искажений, желательно, чтобы они не превышали 0,6%. Собственно, чем меньше данный показатель — тем качественнее звук. Самый лучший ламповый усилитель в том или ином сегменте часто определяется прежде всего исходя из показателя гармонических искажений. Сразу стоит отметить, что соответствующий показатель — не самый значимый с точки зрения обеспечения хорошего качества звука. Однако, данный параметр характеризует реакцию акустической инфраструктуры на входной сигнал. Достаточно сложно на практике обеспечить стимулирование реакции акустики при измерении так, как это осуществляется при проигрывании реальных сигналов. Но современные бренды-производители ламповых усилителей стараются обеспечить наименьший показатель гармонических искажений. Престижные модели девайсов способны обеспечивать его на уровне, не превышающем 0,1%. Конечно, их стоимость может быть несопоставимо выше конкурирующих моделей, имеющих более высокий показатель гармонических искажений, но для меломана вопрос цены в данном случае может быть второстепенным.
Отношение сигнала к шуму
Следующий параметр — соотношение сигнала к шуму, у современных ламповых усилителей чаще всего соответствует показателю 90 дБ и более. В целом данное значение можно считать весьма распространенным при сопоставлении характеристик различных девайсов, пусть даже и представленных в разных сегментах. Поэтому, если стоит задача — выбрать хороший однотактный ламповый усилитель или, к примеру, двухтактный, то рассматриваемый параметр не всегда объективно будет отражать конкурентоспособность того или иного девайса. Так или иначе, чем выше соответствующий показатель — тем лучше. Желательно, чтобы он был не менее 70. Некоторые топовые модели усилителей обеспечивают отношение сигнала к шуму на уровне более 100 дБ. Но и цена их, как и в случае с гармоническими искажениями, может быть внушительной.
Иные параметры
Остальные параметры — поддержка тех или иных коммуникационных стандартов, энергопотребление, являются значимыми, но второстепенными. На них имеет смысл обращать внимание при прочих равных по тем показателям, которые мы рассмотрели выше. Так или иначе, для современного усилителя типичным можно считать наличие поддержки достаточного количества стереопар — порядка 4, аудиовыхода для осуществления записи звука. Касательно энергопотребления — оптимальный его показатель составляет порядка 280 Вт.
Безусловно, при рассмотрении вопроса, какой ламповый усилитель лучше, играют роль и многие субъективные факторы. Чаще всего меломаны оценивают соответствующие девайсы, исходя из их: дизайна, качества сборки, уровня звучания, показателей эргономики.
Все указанные выше параметры могут сопоставляться с ценой девайса, которая может быть представлена в очень широком спектре значений. Но человек, для которого не особо актуален вопрос, чем ламповый усилитель лучше транзисторного, поскольку он знает ответ на него, цену, как мы отметили выше, не всегда может рассматривать как самый значимый критерий при выборе девайса для организации прослушивания любимых мелодий.
В настоящее время ламповая техника вновь становится популярной. Это вызвано не только особенностями в ее звучании, но и некоторыми эстетическими особенностями. В связи с этим появляется много разных суждений о концепции конструирования ламповых устройств. Многие из них основываются на вполне справедливых выводах, но некоторые чистой воды вымысел и основываются на абсолютно нелепых суждениях. Попробуем разобраться и, как принято в электронной технике, пойдем с «хвоста».
1. Кенотроны в питании
Многие считают, что ламповый УМЗЧ лучше питать от выпрямителей на кенотронах, мотивируя это следующими доводами:
* У выпрямителей на кенотронах больше выходное сопротивление, нежели у полупроводниковых. Лампы «чувствуют себя комфортнее в однородной ламповой среде».
Выходное сопротивление кенотрона действительно выше, но тут стоит вспомнить закон Ома для полной цепи; из которого ясно видно, что чем больше выходное (внутреннее) сопротивление источника, тем ощутимее будет меняться напряжение в зависимости от тока нагрузки (рис.1)
Известно, что при падении анодного напряжения возрастают нелинейные искажения. При возрастании выходной мощности, возрастает и потребляемый ток, и, следовательно, просадка в выходном сопротивлении БП. Следовательно этот эффект будет умножаться. Также следует отметить качество выпрямления и требования к сглаживанию (Рис.2).
В вариантах а и б требуются конденсаторы большей емкости и дроссели с большим количеством витков.
К тому же необходим трансформатор с отводом от средней точки, так что вполне очевидно преимущество мостовой схемы.
*Время готовности выпрямителя на кенотронах больше, чем на полупроводниках. Это дает возможность остальным лампам прогреться и предотвращает подачу анодного напряжения на холодные лампы.
Кенотрон действительно опаздывает по сравнению с полупроводником. Однако, вспомним катоды выходных ламп. Мало вероятно, что 5Ц4С прогревается дольше, чем катоды, хотя бы, 5-ваттного УМЗЧ (6П1П или 6П14П). В лучшем случае они будут готовы одновременно. Я уж не говорю о более мощных выходных лампах, таких как 6П3С, 6П45С, ГУ-50 и т.д. Скорость прогрева кенотрона смехотворна, по сравнению со столь массивными катодами, особенно, если используется кенотрон прямого накала, например 5Ц3С. Подача высокого напряжения на «холодную» лампу действительно снижает срок службы, но решать эту проблему путем использования выпрямителя с неизвестным временем готовности, на мой взгляд, не обоснованно. Для решения этой задачи лучше применять термостатирование выходного каскада (довольно сложный вариант. Если это вас заинтересует, можем обсудить на форуме с участием других специалистов. Буду благодарен за вопросы и отзывы). Гораздо проще использовать обычный таймер с компаратором и триггером (Рис.3).
Данное устройство не измеряет температуру катода или анодный ток. Оно только создает выдержку включения анодного питания, пока заряжается С1. Выдержку можно подстроить путем регулировки опорного напряжения компаратора (R2) в зависимости от суммарной теплоемкости катодов. Питается таймер переменным током с обмотки накала 6,3В.
2. Расположение и компоновка ламп и прочих элементов.
*Некоторые лампы звучат лучше лежа под определенным углом к горизонту. Данное утверждение может быть справедливым применительно к лампам с особенной конструкцией электродов. Например торпотроны или другие лампы диапазона СВЧ, устроенные весьма специфично. Что же касается обычных приемно-усилительных ламп, то здесь действуют самые простые законы термодинамики. При нагревании материал расширяется, прогретые участки сеток (они представляют собой проволочные спирали, навитые на траверзах) провисают и создают межвитковые замыкания. Особенно часто это происходит между катодом и управляющей сеткой, которая располагается как можно ближе к катоду для увеличения крутизны ВАХ. Как это отразится на работе прибора – судите сами.
*Для уменьшения уровня шума, места пайки в Hi- End аппаратуре нужно покрывать инертными металлами. Для снижения уровня шума есть более эффективные и дешевые средства. Действительно, кристаллы оксидов могут создавать шум за счет микро-разрядов из-за разности потенциалов на разных участках цепи. Искушенные слушатели могут это слышать. Но если вы не олигарх, достаточно покрыть контакты и выводы лаком. Что же касается шума, то более эффективным средством борьбы является стабилизация напряжения питания. И это относится не только к питанию анода. Основной причиной шума в лампах являются флюктуации эмиссии, т.е. неравномерный выброс электронов из катода. Очевидно, что для предотвращения этого явление необходимо обеспечить равномерный прогрев катода. Так что если удерживать стабильный режим подогревателя, можно во многом улучшить шумовые параметры.
*Лампы нельзя экранировать. Данный тезис, вероятнее всего, вышел из рассуждений о тепловом режиме. Лампы, которые можно и нужно экранировать, работают в слаботочных (входных) каскадах. Действительно, вряд ли кому то придет в голову накрыть колпаком ГУ-81 или ГУ-49. Любая наводка ничтожна по сравнению с их анодным током. Чего не скажешь об «усилителе напряжения» и фазоинверторе (в 2-тактных усилителях). Наводки в каскадах с высокой чувствительностью и высокоомным входом чувствуют себя весьма вольготно. Однако следует отметить, что в процессе работы они не разогреваются до высоких температур (если, разумеется, работают в оптимальном режиме). К тому же баллон изготовлен из термостойкого стекла. Так что 100-125°С они вполне могут выдержать. Кроме защиты от наводок, экран, в какой-то степени, способствует термостатичности. Так что чем лучше экранирован вход, тем меньше проблем на выходе.
Кстати, есть лампы, у которых экран уже входит в конструкцию. У них на цоколе даже есть вывод этого экрана. Это октальные лампы в металлическом корпусе, такие как, например, 6Ж8. У них герметичный стеклянный баллон накрыт металлическим колпаком.
3. Режим питания
Не будем забывать, что кроме анода, в лампах нуждается в питании еще подогреватель. На этот счет тоже есть множество спорных мнений. Рассмотрим некоторые.
*Лучше перекалить, чем недокалить. Так считают некоторые музыканты, конструирующие гитарные «примочки». Такой прием действительно усиливает эмиссию катода, но без должного потенциала на аноде, все эти лишние электроны просто разлетаются без всякой пользы. Ничего особенного кроме сокращения срока службы это не дает. Скажу больше – при пониженном питании катод все равно разогреется до нужной температуры, только на это потребуется чуть больше времени. А вот срок службы и надежность, следовательно, всего устройства значительно увеличится. Особенно если речь идет о низковольтных (например электрометрических) лампах.
*На переменном токе подогреватель служит дольше, чем на постоянном. Весьма сомнительное утверждение. Однако со всей уверенностью можно констатировать, что цепи накала переменного тока являются сильнейшим источником наводок, поскольку проходят по всем участкам схемы. И тут уж никакая позолота контактов не спасет. Кроме того переменный ток весьма сложно стабилизировать, а что дает поддержание стабильного напряжения накала было сказано выше.
*Для получения более яркого эффекта анодное напряжение должно быть выше номинального и вообще лампа должна быть слегка перегружена. Действительно это придает звуку своеобразный оттенок за счет нелинейных искажений. Это так же сокращает срок службы. Кроме того эти искажения сложно регулировать, если только не подстраивать анодное напряжение особым регулятором (затея нелепая даже на мой взгляд). Так что лучше подобрать спокойный анодный режим и оставить в покое. Эффективнее и безопаснее экспериментировать с обратными связями, за счет которых обеспечивается эффект (фильтры, встречно-параллельные диоды и т.д.). И вообще имейте ввиду, что в основе любой примочки лежит обыкновенный усилительный каскад, который уже подогнан под оптимальный режим и ни в каком экстриме не нуждается.
*Применение электронно-световых индикаторов позволяет получить более мягкое звучание. Штука красивая, не спорю. Однако по сути это обыкновенный триод+индикатор, которым управляет анодный режим триода. Это обычная усилительная лампа, которая на фоне остальных ни чем особо не выделяется и требует поддержания оптимальных режимов работы.
Что вспомнил, рассказал. Если есть вопросы – .
С уважением Павел А. Улитин (aka ). г. Чистополь, Татарстан.
Любопытная точка зрения от Павла Макарова. Представленные рассуждения автора весьма и весьма разумны, здравого смысла в размышлениях довольно много. Именно поэтому сведения приведены на моём сайте.
Энтузиасты вакуумных ламп часто классифицируют полупроводниковый звук как «жёсткий» и «прозрачный», тогда как ламповый звук они называют «тёплым». Если продолжить аналогию прозрачного окна в мир, использованную Робертом Харли в своей «Энциклопедии Hi-End Audio», для характеристики неискаженного звуковоспроизведения, можно сказать, что приверженцы лампового звука вставляют в свои оконные рамы матово-розовое стекло. Приятный звук - не есть мера качества и достоверности. Среднечастотные инструменты, например, электрогитара, когда они играют через ламповый усилитель с большими искажениями второго порядка, будут звучать убедительно. Однако если вы попытаетесь через тот же усилитель воспроизвести звук хорошего концертного рояля, он станет «ватным» и потеряет все нюансы. А попытки различного рода «усовершенствования» лампового УМЗЧ - такое же бессмысленное занятие, как ускорение работы механического арифмометра: он никогда не сможет работать быстрее и точнее простого электронного калькулятора.
А теперь пройдёмся по недостаткам:
1.Реактивная природа выходного трансформатора в ламповых усилителях обусловливает значительные фазовые сдвиги в звуковом сигнале, особенно на краях звукового диапазона частот;
2.Поскольку трансформатор является нелинейным элементом с распределенными параметрами, то при охвате лампового усилителя общей ООС, он превращается в модулирующий гребенчатый фильтр звуковых частот;
3.Ламповые усилители неадекватно воспроизводят импульсные сигналы и переходные процессы (вследствие указанных выше причин);
4.В природе не существует ламп противоположной проводимости, что делает невозможным построение полностью симметричных, "зеркальных» схем, свободных от чётных гармоник;
5.Низкая крутизна вольтамперной характеристики (ВАХ) ламп не позволяет реализовывать усилительные каскады с большим коэффициентом усиления и/или малым выходным сопротивлением, а также высококачественные бестрансформаторные усилители (с небольшим числом усилительных каскадов);
6.Ввиду больших геометрических размеров, лампы уступают современным транзисторам по динамическим характеристикам, что не позволяет реализовать достаточно широкополосный (даже бестрансформаторный) ламповый усилитель;
7.Импеданс громкоговорителя должен быть согласован с отводами на выходном трансформаторе, и большинство ламповых усилителей не универсальны при работе на широкий диапазон нагрузок;
8.Ламповые усилители имеют очень низкий к.п.д, из-за необходимости подогрева нитей накала;
9.Ламповые усилители демонстрируют меньшую надежность, чем хорошо спроектированные полупроводниковые устройства и более подвержены процессам старения компонентов из-за циклического перепада температур, а также потери эмиссии;
В заключении следует привести интересное наблюдение, о котором упоминают некоторые авторы. Вполне объяснимо, что инженеры, работающие со звуком в студиях звукозаписи, платят большие деньги за самое лучшее звуковое оборудование, поскольку их заработок зависит от высочайшего качества звука, достижимого за любую цену. Если бы ламповые усилители обеспечивали более высокое качество звучания, чем транзисторные, то все известные в мире студии звукозаписи были бы уставлены ламповыми усилителями. В действительности, за исключением гитарного лампового комбика, вы никогда не увидите ламповых УМЗЧ в приличных студиях звукозаписи.
Браво! Павел Макаров, здравого смысла много не бывает.
Можно попытаться сформулировать возражения, в соответствии с изложенным порядком претензий Павла Макарова к ламповой чудо-технике. Сразу хочу оговориться, что изложенные мысли не следует считать противоборством уважаемому автору. Большей частью это всего лишь поправки, исправления некорректностей и уточнения по существу, нередко обоснованных претензии. Лично у меня нет предубеждения против транзисторной техники, как нет и фанатичного обожания ламповых монстров. Хочется думать, что мне ближе взвешенная и разумная оценка достоинств всех усройств для воспроизведения звука, выполненных на высоком профессиональном уровне и с большой ответственностью за результат. Такой подход хотелось бы иметь всегда и называть его подходом преобладания здравого смысла.
Недостаток 1. Реактивная природа выходного трансформатора в ламповых усилителях обусловливает значительные фазовые сдвиги в звуковом сигнале, особенно на краях звукового диапазона частот.
Совсем не смертельно. Природа выходного трансформатора действительно реактивная. В любом усилителе довольно много пассивных реактивностей. И от этого не следует падать в обморок. Есть простой и железный аргумент в пользу трансформатора. Это пассивный элемент и он не обладает функцией управления (непрогнозируемого вмешательства), как активные нелинейные усилительные элементы. Трансформатор лишь передаёт сигнал, адаптируя его к нагрузке с заданными режимными параметрами А пользы от природы явления трансформации выходного трансформатора, в смысле согласования сопротивления ламп и громкоговорителя значительно больше, чем вреда. Неоспоримым же достоинством самого лампового усилителя можно считать минимальное число вредных звуку нелинейных активных усилительных элементов и отсутствие ядовитых для звука транзисторных р-n - переходов.
Недостаток 2. Поскольку трансформатор является нелинейным элементом с распределенными параметрами, то при охвате лампового усилителя общей ООС, он превращается в модулирующий гребенчатый фильтр звуковых частот.
Описание второго недостатка некорректно . Каша из суждений.
Во-первых нелинейный трансформатор используется в максимально линеаризованном режиме в самодельном усилителе, который тщательно остраивают, именно с целью достижения предельно возможного качества. Нелинейность его характеристик существенно скомпенсирована схемными решениями и режимными ограничениями, таким образом, чтобы даже на краях частотного диапазона удалось обеспечить уровень нелинейных искажений, который создаёт результат, практически недоступный для серийного, плохо настроенного транзисторного усилителя. Пожалуй только фанатик, станет настраивать серийный бытовой транзисторный усилитель, и побирать составляющие его компоненты по требуемому уровню качества. Люди пользуются готовенькими изделиями, нередко с транзисторами говённого качества. А вот ламповые штучки делают единичными образцами и настраивают довольно тщательно, подбирая лампы, которых в изделии всего 3-4 штуки, а не 30-40 транзисторов. Справедливости ради надо сказать, что нужно все усилители настраивать добросовестно и качественно. Но реальность совсем иная. И это железный факт, против которого не попрёшь.
Во-вторых , абсолютно некорректно объявлять выходной трансформатор лампового усилителя устройством с распределёнными параметрами. Это или лукавство или малокомпетентность. Нет смысла уходить в волновую расчётную область, создавая расчётные погрешности на порядок большие, нежели стандартные инженерные методики. Не нужно объявлять устройство с сосредоточенными параметрами и известной схемой замещения волновым объектом, и тем более в звуковом частотном диапазоне. Но справедливости ради могу заметить, что я встречал "научные" публикации, в которых волновым объектом считали листвяжные деревянные столбы линий электропередачи на частоте 50 герц. А также другую подобную хрень. Это игра ума, на пороге шизофрении. В связи с изложенным предлагаю оставаться в зравом уме и трезвой памяти и не лезть в темноту, не разбираясь в понятиях.
В третьих , обобщение, о том что трансформатор превращается в гребенчатый фильтр при употреблении ООС требует конкретизации, т.е. подтверждения расчетом. Нужны конкретные значения параметров системы и набор условий, при которых такая фишка становится возможной. В электронике нелинейщину считают численными методами и только в консервативных системах с сосредоточенными параметрами. В радиотехнике же нелинейщину вовсе оценивают приближенно, при чем здесь распределелённые параметры не ясно. Желательно быть аккуратнее в терминологии, иначе можно договориться до "модулирующей" белочки. Как бы ни хотелось увидеть чудо, но ни во что транформатор не превращается, а остаётся железякой.
Недостаток 3. Ламповые усилители неадекватно воспроизводят импульсные сигналы и переходные процессы (вследствие указанных выше причин)
Совсем не смертельный . Ну пятна бывают и на солнце, и что? Ограничения в передаче через лампу импульсного сигнала есть. Не совсем корректное преобразование, ограничение скорости налицо, полоса частот узковата и гармошек довольно много. Но зато все они сравнительно не велики по амплитуде, а хвост ограниченной длины. Поэтому они совсем не злые, как полупроводниковой технике, для восприятия ухом человека. Обыкновенный транзисторный усилитель сделает "подарок" гораздо менее точный и несравненно менее приятный для слуха. Здесь важен вопрос меры адекватности. А меры этой оказывается вполне достаточно при тщательной настройке лампового усилителя, созданного из минимального числа элементов.
Недостаток 4.
Абсолютно справедливое утверждение , нету ламп с противоположным типом проводимости. Но и это не смертельно. Зато есть вакуум, совершенно нейтральная среда по отношению к носителям заряда. И симметрию полную обеспечить невозможно, верно. А разве это фатально? Гляньте в зеркало, неужели несимметрия лица - смертельное заболевание? Думаю, что нет. Может стоит добавить здравого смысла, буквально чуток? Нужно попробовать применить рациональные схемные решения для духтактного скелета и не доводить режим нагрузки до предела. Скорее всего удача улыбнётся и получится очень приличный по качеству ламповый усилитель. Ведь даже на корявую несимметричную рожу некоторым персонам удаётся нацепить корону европейских монархов и носить её десятилетиями.
Недостаток 5 .
Имеет самое малое отношение непосредстенно к ламповым усилителям . А и не нужно большой крутизны характеристик. Вполне достаточно доступных внутриламповых ресурсов. И без этого прямой звуковой тракт ламповика содержит всего 3 лампы. И при этом оказывается реализованным полномасштабный качественный звуковой усилитель. Может я чего-то не понимаю, но на трёх транзисторах усилитель звука создать затруднительно. А сравнимого с ламповиком качества - невозможно. Насколько мне известно, именно лампы имеют сопротивление - меньшее по сравнению с транзисторами по отношению к нагрузке. Бестрансформаторные же усилители и не нужны обыкновенным людям. Экзотика и различные аномальности вообще удел избранных "особенных" персон. Богом избранных или сатаною. Я излагаю собственную позицию в рамках образа жизни сообщества с традиционной ориентацией.
Недостаток 6 .
Недостаток не очевиден, совсем не очевиден . Как говорят в быту? А говорят, что размер имеет значение, причём говорят-то с плюсом. Но в отношении другого предмета. А в отношении широкополосности звукового устройства, высокого уровня качества, есть стандарт. Полосу шире чем по ГОСТ вряд ли нужно. И поэтому утверждение о недостатке под номером 6 считаю сомнительным. Не очевиден этот недостаток при разумных ограничениях в потреблении. Ну а маркетинговые крайности и экстремизм, нередко приходится наблюдать во многом.
Недостаток 7.
Ламповые усилители действительно не универсальны , как транзисторные. И это вовсе неплохо. Требование универсальности избыточно по отношению к предмету узкой специализации и высокого качества. Оно в принципе противоречит назначению лампового усилителя. Неразумно требовать универсальности от Ролсс-Ройса, чтобы картошку на нём возить. Конкретный ламповый усилитель ориентирован под конкретное сопротивление акустики с небольшими вариациями.
Недостаток 8.
Низкий КПД лампового усилителя это бесспорный факт . Никуда от этого не денешься, накал съедает до 50% электричества. Но кому от этого плохо? И в какой мере? Нужно отдать себе отчёт в том, что это микроскопические потери, в сравнении даже с незаметными бытовыми потерями электроэнергии в виде одной включенной лампочки, в туалете забывчивого телезрителя. КПД вовсе не является определяющим фактором качества усиления звука. Этот показатель никак не связан с понятием качество воспроизведения звука.
Недостаток 9.
Имеет место и бесспорен , стареют лампы. У человека тоже есть этот недосток, он стреет. И это гораздо более существенный недостаток, поскольку он необратим. А старение компонентов лампового усилителя легко поправимая проблема. Причем это гораздо менее заметная проблема, чем нередкая починка автомобиля при плохих дорогах или регулярная замена масла в двигателе. Один раз в несколько лет можно заняться заменой электронных ламп в усилителе. Это несколько оживляет жизнь и вносит в неё разнообразие.
Недостаток 10.
Выходное сопротивление трансформатора действительно не может быть радикально уменьшено. И повышение резистивного сопротивления действительно несколько меняет характер колебательности. Однако это меньшее из зол от стыковки лампового усилителя с многополосной акустикой, оснащенной разделительными фильтрами высоких порядков и компрессионными динамиками. Гораздо хуже снижение достоверености передачи звука вследствие резкого увеличения фазовых искажений на границах раздела полос. И именно поэтому не следует применять для ламповика многополосную акустику с разделительными фильтрами. Для лампового усилителя нужна широкополосная акустика без фильтров. Ну это обыкновенная объективная реальность. Всем ведь привычно, что разные колёса в автомобиля ВАЗ и у Мерседеса, и совсем другие колёса у трактора Беларусь. Наверное это недостаток.
Остальное допишу позднее.
А вот слова, сказанные Павлом в завершении его исходной статьи рациональны и точны, даже комментировать смысла нету. Действительно, студийное усилительное оборудование имеет экстремально высокий класс, построено на полупроводниках и настроено очень качественно. Но ценник у такого оборудования космический, что делает описываемые материальные предметы недоступными для всех телезрителей без исключения. Да это им и не нужно. Спорить здесь просто не о чем. Я всегда догадывался, что хорошо настроенный ламповый усилитель обыкновенному телезрителю вполне доступен. А вот качественный транзисторный звук из столь же качественного транзисторного оборудования не доступен принципиально.
По материалам публикации заметку подготовил
Евгений Бортник, Красноярск, Россия, июнь 2016
HI-END- МИФЫ И РЕАЛЬНОСТЬ
В. Костин
Салон AUDIO VIDEO январь 1998
Вы читаете статью одного из старейших конструкторов ламповых усилителей. Первый промышленный образец комплекта "Валанкон" появился в продаже осенью 1991 г. Фирма, названием которой является аббревиатура от имен Валентина и Антона Костиных, была изначально нацелена на разработку и выпуск высококачественной аудио-визуальной техники. Основные усилия по совершенствованию своих усилителей конструкторы направили на совершенствование блоков питания, выходных трансформаторов и подбор пар выходных ламп.
В отличие от многих современных "ламповиков", автор считает увлечение однотактными усилителями без обратной связи абсурдным. Мы [Салон AUDIO VIDEO] решили внести свою лепту в разрешение основного вопроса философии High End Audio, а, может, еще больше запутать его.
Ох уж этот High End! Столько "капусты" сгнило, столько "лапши" приготовили, что и ушей тех не видно, на которые ее повесили! Как говорил один наш покупатель, продавая за 1500 долларов очередное "чудо", купленное за 4500: "Наука стоит денег, за все надо платить". А надо ли, или High End - это вновь открытый континент, где свои физические законы, где закон Ома для тока, текущего в одну сторону проводника, один, а в обратную - другой, где подложенные под шипы аппарата медные монеты звучат лучше, чем никелевые? При такой постановке вопроса говорить о звучании усилителя абсурдно, и можно судить только о качестве звука этих самых монет. Как будто в школе не учились, а об институте уж и говорить не приходится. Так что, High End действительно познается только на эзотерическом уровне, или всему есть рациональное объяснение?
Чтобы понять это, постараемся ответить на четыре ключевых для данной проблемы вопроса: Как оценить то, что мы слышим? Как и что мы слышим? Как и что мы делаем? Как выбирать? То, с какой точностью мы на них ответим, и определит правдивость полученного ответа.
В зависимости от назначения звуковоспроизводящей аппаратуры критерии качества звучания будут различными, однако результат его восприятия - одобрительно-неодобрительное оценочное суждение. При таком подходе возникает одна из основных психологических задач оценки качества звучания: изучение структуры положительных суждений, соответствующих тем или иным критериям оценки. Такие мнения, возникающие у слушателей, могут относиться как к непосредственному воздействию звука на эмоциональную сферу, так и к точности его воспроизведения, которая, в свою очередь, может порождать вторичные эмоции.
Степень качества или его величина определяется двумя основными методами:
Находится сходство, с которым воспроизведенный звук приближается к исходному натуральному, оцениваемым экспертом, то есть натренированным слушателем, способным воспринимать даже мельчайшие различия в сравниваемых образцах звуков. Если разницы нет, то воспроизведение идеально. Окончательным судьей, таким образом, является человеческий слух, используемый как самый чувствительный из всех измерительных приборов. Однако по целому ряду причин невозможно обеспечить прямые сравнения между натуральными звуками и их воспроизведенным аналогом;
Находится сходство, с которым воспроизведенный звук приближается к имеющимся у каждого человека соответствующим эталонам оценки.
Критерием оценки качества звука, воспроизводимого аппаратурой, принято считать эмоциональные реакции. То, как слушатель реагирует на звук, зависит от соотношения желаний и возникших впоследствии ощущений. Вначале определяют взаимосвязь между физическими характеристиками воспроизводящей системы и полнотой чувств, затем эта взаимосвязь сопоставляется с глубиной эмоций, и в результате устанавливается соотношение между ней и физическими характеристиками.
Установление подобных соотношений и является основной задачей в процессе оценки качества звучания. Трудность заключается в том, что различия в чувственном восприятии не выражаются физически в явной форме и основные качества звука отдельно не воспринимаются. Конечное эмоциональное впечатление определяется неким "вектором" в многомерной системе координат.
Обозначив основные факторы, влияющие на оценку качества звучания, рассмотрим, из чего же состоит само понятие качества звучания. Проверяя алгеброй гармонию, можно вывести простую формулу:
Q = F(S, T, L), где: Q - качество звучания; S - качество источника сигнала; Т - качество канала передачи; L - особенности индивидуального слухового восприятия.
В современной психофизике нет однозначного определения ни одного из приведенных понятий, так может быть в этом наше счастье? Иначе бел бы один усилитель, одни акустические системы, один источник и т. д., но все-таки попрооуем эти определения дать.
Качество источника звука некоторые авторы связывают с классификацией музыки по жанрам ("классика", "легкая популярная" и т. д.), другие - по типу (мелодичная, ритмичная и т.д.). Окончательное решение этих вопросов связано с необходимостью формального представления динамического музыкального строения и обнаружением зависимостей между свойствами структуры и доминирующими чувствами, возникающими при прослушивании музыки с теми или иными особенностями динамической структуры.
Качество канала передачи, на первый взгляд, определяется достаточно простыми и понятными параметрами: средняя мощность, пиковая мощность, демпфинг-фактор, полоса частот, коэффициенты искажений и т. д., однако какие искажения измерять, как измерять и сколько, - достаточно уверенно не может сказать никто. Некоторые свойства канала передачи вообще не описываются никоим образом, кроме как общими определениями.
Индивидуальные различия в восприятии качества звучания представляются третьим параметром, но результаты его исследований наиболее скудны. Некоторые предлагают классифицировать слушателей по возрасту, полу, образованию и профессии. Другие считают данную проблему основной, поскольку результаты для случайной группы не позволяют обнаружить сколько-нибудь заметных закономерностей, лежащих в основе оценки слушателями качества звучания аппаратуры. Единственным достоверным результатом является тот факт, что слушатели обычно делятся на две группы: одна предпочитает то, что другая не одобряет.
Так где же выход, спросите вы. Во всяком случае, он не столь очевиден, как может показаться из статей нынешних журналов. Как уже было сказано, он заключается в поиске некоторого "эмоционального вектора", и все, что написано выше, имеет только одну цель - показать, насколько это сложная задача.
В настоящее время существует достаточно хорошо разработанный метод многомерного шкалирования, позволяющий со значительной степенью вероятности определить положение "эмоционального вектора". В своем классическом варианте это достаточно сложное сооружение с развитым математическим аппаратом, точность которого возрастает пропорционально объему проведенных тестов. В общих чертах суть метода можно понять из приведенного ниже примера.
Представим себе темную комнату, в которой находится нечто, нам всем неизвестное и гораздо большее, чем мы можем охватить двумя руками. Нам предлагается по очереди заходить в эту комнату с разных сторон на определенное и для всех одинаковое время и, пощупав, понюхав и т.д. там это "нечто", выйти из помещения и ответить на ряд одинаковых вопросов. После этого собранная информация обрабатывается, и строится ряд метрических шкал, которые с одной стороны определяются нашими ожиданиями того, что там находится, а с другой - описанием этого "нечто". Совпадение и несовпадение эти двух, можно сказать, поверхностей и дает представление о находящемся в комнате предмете.
Для дальнейшего упрощения представим, что в темной комнате стоит экскаватор, а люди, которых мы туда посылаем, его никогда не видели. По описаниям тех, кто на ощупь ознакомился с отдельными частями машины, нам необходимо понять, что там находится. Ничего себе задачка!
Вот в общих чертах тот спектр проблем, связанных с задачей оценки качества звучания как ее видит психофизика.
Следующая проблема, связанная с процессами слухового восприятия, настолько сложна, что мы ограничимся только несколькими примерами из этой области знаний.
Возьмем чистый тон частотой 1000 Гц какой-либо громкости и другой, например 200 Гц, и, меняя громкость второго тона, сделаем так, чтобы наше ощущение громкости первого и второго тонов были равны. Проведя подобные измерения на разных частотах и разных уровнях, мы получим кривые равной громкости (Рис.1). Какие выводы можно сделать из этих кривых?
1. Наибольшая чувствительность нашего слуха находится в области частот 1 - 5 кГц, понижаясь как в область высоких, так и в область низких частот. Особенно сильно чувствительность нашего слуха падает в области низких частот на малых уровнях громкости.
2. Частотная характеристика нашего слуха становится равномерной только при уровне громкости 90 Фон. Это эквивалентно шуму электрички на расстоянии 6 - 8 м или шуму в поезде метро во время движения.
3. Уровень 120 Фон считается болевым порогом - он равен уровню шума авиационного мотора на расстоянии 5 м.
Для большей ясности приведем уровни громкости, встречающиеся там, где мы слушаем нашу музыку, то есть дома. В тихой комнате он составляет 25-30 Фон, при спокойном разговоре трех человек в обычном помещении - 45-50 Фон, при шепоте средней громкости на расстоянии 0,5 м - 20 Фон.
Из приведенного выше материала мы получаем следующие рекомендации:
Средний уровень громкости прослушивания составляет 45 - 50 Фон, что эквивалентно мощности усилителя порядка 1 Вт при чувствительности акустических систем порядка 86 - 89 дБ;
Если учесть, что реальный динамический диапазон источника сигнала порядка 70 дБ, то для тихой комнаты это составит в пиках 95 - 100 Фон, что при среднем уровне 45 - 50 Фон потребует мощность усилителя порядка 100-150 Вт;
При том же среднем уровне 45 - 50 Фон мы имеем падение чувствительности нашего слуха на низких частотах на 30 - 40 дБ, а на высоких 10-20 дБ. Субъективно мы ощутим недостаток низких и высоких частот.
Выход из затруднения очень прост и давно известен: необходима частотная коррекция или попросту регуляторы тембра. "Но как же так? - воскликнут адепты High End. - Прикасаться к звуку, а тем более править его запрещено: внесем искажения!". Это одна из самых стойких легенд, и вот сотни фанатов сидят и слушают ограниченный сигнал (не только частотно, но об этом ниже), получая свою долю сомнительного удовольствия. Прямо атака различных меньшинств (звуковых, сексуальных и т.д.) на нормальных людей. Но доля правды в их словах, конечно, есть и две причины этого лежат на поверхности: - лет 15-20 назад о проблемах, которые мы сейчас обсуждаем, никто и не задумывался, задача стояла другая: получить максимальные диапазоны регулировки тембра. Именно из-за этого и были упущены субъективные критерии - все гнались за децибелами, процентами, скоростями; - зачем ломать голову, проводить исследования, разрабатывать специальные регуляторы тембра, когда можно придумать понятную всем красивую легенду и за приверженность к этой легенде обложить нас многотысячным (не в рублях) оброком?
Да, действительно, искажения есть, и чем дальше от источника, тем больше, даже в зале Консерватории, где искажения пока еще отсутствуют, мой коллега любит сидеть с 10 по 15 ряд партера, а я - на первом ряду балкона: у каждого своя комфортная зона.
Пошли дальше по пути искажений. Вот лежит передо мной тот самый легендарный микрофон Neumann - 67. Его вид изнутри повергнет в шок любого адепта: электролитический конденсатор в цепи звука, море керамических конденсаторов, простые медные провода, трансформатор с толстыми листами пермаллоя и обмоткой опять же из обычного медного провода. Все это выпуска 50 - 60 годов. Где серебро, где фторопласт или полипропилен? Далее идет несколько сот метров кабеля, пульт и аналоговый магнитофон, в котором сразу три регулятора тембра: один по высоким частотам в усилителе записи и два по высоким и низким в усилителе воспроизведения с величиной коррекции +20 дБ, а не 10, как в регуляторах тембра.
Посмотрим на виниловый диск: и здесь двойная коррекция - одна при записи, другая - при воспроизведении с полной величиной 40 дБ. Вот вам и неприкосновенный звук. Легенды, легенды, легенды...
Перейдем теперь к тем устройствам, вокруг которых и родилось это множество мифов, претендующих на истину в последней инстанции, хотя сами устройства и являются последними, но в длинной цепи.
Как хорошо известно, есть две версии усилителей мощности: однотактные и двухтактные. Они могут строиться как на триодах, так и на тетродах и пентодах.
Оба типа могут использовать и не использовать отрицательную обратную связь (ООС). В общих чертах потенциальные преимущества и недостатки этих двух версий заключаются в следующем.
Однотактные:
Более адекватный субъективному восприятию спектр гармоник (плавно спадающий с отсутствием высших гармоник);
Более простая конструкция и схемотехника;
Более прозрачный и детальный высокочастотный регистр (лучшая детализация музыкального образа без смазывания отдельных нот, особенно заметная на оркестровых и хоровых фрагментах);
Низкий кпд, реально 15 - 20% и, как следствие, малая выходная мощность;
Высокие требования к источнику питания, на порядок более высокие требования по пульсациям питающего напряжения по сравнению с двухтактными усилителями;
Сложность получения низшей рабочей частоты порядка 30 Гц при сопротивлении анодной нагрузки более 2-3 кОм, так как из-за наличия постоянного подмагничивания в сердечнике трансформатора происходит падение магнитной проницаемости материала сердечника.
Это мы и слышим даже на очень дорогих усилителях. Обычно выходная мощность составляет 10 - 15 Вт, и присутствует "рыхлый", с отсутствием динамики бас.
Двухтактные:
Мощный, хорошо проработанный низкочастотный регистр, так как отсутствует постоянное подмагничивание;
Высокий кпд, как следствие, высокая выходная мощность;
Меньшие требования к источнику питания по пульсациям выпрямленного напряжения;
Более простой выходной трансформатор;
Худшая проработка высокочастотного регистра. Так как сигнал усиливается двумя лампами и складывается в нагрузке, то возникающие временные ошибки, вызванные несовпадением времени прохождения сигналов, и ошибки, вызванные несовпадением характеристик выходных ламп, приводят к искажениям;
Более сложная схемотехника.
Следующим вопросом, касающимся усилителя, является использование в нем отрицательной обратной связи. Ее отсутствие приводит к следующим последствиям:
Высокочастотный регистр становится более прозрачным и детальным;
К топологии монтажа и источнику питания предъявляются более жесткие требования;
Более жесткие требования также к схемотехнике и комплектующим изделиям;
Стабильность характеристик становится меньшей из-за того, что изменения параметров ламп за время эксплуатации не компенсируются;
Ослабленный с меньшей динамикой низкочастотный регистр из-за большего выходного сопротивления усилителя и худшего демпфирования громкоговорителя.
Преимущества, связанные с применением ООС:
Менее жесткие требования к топологии монтажа и источнику питания, а также стабильности параметров активных и пассивных элементов;
Меньшее выходное сопротивление усилителя и, как следствие, лучшее демпфирование громкоговорителей.
Использование в выходном каскаде триода или тетрода (пентода) в значительной степени определяет потенциальные возможности усилителя:
Применение триода ведет за собой потенциально большую линейность, меньшее внутреннее сопротивление, меньшее усиление, меньшую выходную мощность из-за худшего использования анодного напряжения и, как следствие, худшую динамику низкочастотного регистра;
В случае применения тетрода, пентода мы получим обратную картину.
Прослушивание различных усилителей и большой опыт их производства позволяет сделать один интересный вывод: по своему звучанию лампы более индивидуальны, чем транзисторы. В транзисторных усилителях в большей степени "звучит" конструкция и схемотехника, и если мы возьмем два разных транзистора с примерно одинаковыми параметрами, то в одном и том же усилителе они будут звучать одинаково. С лампами картина несколько иная, проиллюстрируем это следующим примером. Возьмем однотактный усилитель в классе А, использующий EL-34 в триодном включении без ООС, и снимем спектр гармоник (искажений) при одинаковой выходной мощности (1 Вт), первая гармоника принята за 0 Дб.
Через 2 минуты после включения:
0 -45 -50 -60 -52 -70 -70 -76 -74 -74
Через 30 минут после включения:
Две лампы одного производителя:
Две лампы другого производителя:
Приведенный спектр гармоник и определяет индивидуальность звучания усилителей на электронных лампах.
Выбор класса работы усилителя, пожалуй, самый простой вопрос: чем ближе к классу А, тем меньше искажения и лучше звучание, но возникают проблемы с отводом тепла.
Главное - слушать вам, и поэтому больше верьте себе, своему слуху, а не мифам. Походите по магазинам и попробуйте различную аппаратуру, последуйте совету легендарного Одиссея: не слушайте сладкоголосых сирен. А лучше сходите в консерваторию 2-3 раза с небольшим перерывом и после идите и делайте окончательный выбор. При этом используйте свой CD, но не "болгарско-китайский".
На что следует обратить внимание при покупке аппарата:
1. Достоверность и натуральность тембров: нет усилителей специально для классики и специально для поп-музыки. Если аппарат достоверно передает богатство тембров симфонического оркестра, то со всем остальным проблем не будет. Очень хорошо слушать хор - чем лучше усилитель, тем большее количество участников вы слышите.
2. Разрешающая способность - это способность усилителя воспроизвести раздельно наиболее тонкие нюансы музыкального произведения. Особенно хорошо это слышно в высокочастотном регистре: чем большее количество звуков и их изменений вы слышите, тем лучше.
3. Динамические характеристики - это способность усилителя передать атаку. Большинство отечественных и импортных ламповых аппаратов проигрывают по этому параметру транзисторным. Особенно внимательно надо следить за тем, чтобы в момент прохождения через усилитель мощной низкочастотной атаки не разрушалась структура высокочастотного регистра.
4. Способность усилителя справляться с низкочастотным регистром. Она определяется не только возможностью воспроизведения самых низких частот, но и тем, насколько достоверно передается фактура спада низкочастотного сигнала. Даже в лучших транзисторных усилителях спад низкочастотного сигнала смазан и идет просто "гудеж".
5. Чем меньше фазовые искажения в усилителе, тем в меньшей степени звук привязан к акустическим системам, тем более целостзвук не должен исходить из акустических систем - нужно, чтобы "звучало" пространство, и колонки должны определяться только визуально.
6. Если применение сетевых фильтров, изменение полярности сетевой вилки влияет на качество звучания, то это означает, что в усилителе некачественно изготовленный блок питания, а если разработчики не смогли грамотно выполнить блок питания, то как они могут сделать хороший усилитель?
7. Не принимайте всерьез фразы вроде: " ...а вот на других акустических системах..." Если колонки не самые простые, то разницу в усилителях слышно, и чем лучше усилитель, тем более безразличен он к акустике.
Прежде чем закончить наш краткий экскурс в "легендарную" область High End, хочется еще раз напомнить, что приведенные здесь сведения относительно особенностей усилителей определяют только потенциальные возможности, а не свойства конкретных моделей. Но если проинтегрировать наш опыт разработки и производства ламповых усилителей, то получается следующая картина:
Однотактные усилители всегда окрашивают звук, делая его более "приглаженным и сладковатым": мы как бы кушаем конфетку "апельсин", забывая вкус настоящего апельсина;
Двухтактные усилители при грамотном исполнении более нейтральны, лучше передают весь частотный диапазон, макро- и микродинамику.