Лампы или транзисторы?

Теплый ламповый кот
Теплый ламповый кот

1. Что лучше – лампы или транзисторы?

На этот вопрос ответить коротко невозможно. И длинно ответить тоже невозможно. На этот вопрос вообще нет ответа.

Хотя бы потому, что понятия «лучше» или «хуже», также как и понятия «хорошо» или «плохо» – это понятия не абсолютные, а относительные. Кому и в чем хорошо? Кому и когда плохо?

Если человек заработал $100 000 – это хорошо? Кому хорошо: ему или вам? А если он заработал эти деньги, продав вам на самом деле дешевый и некачественный товар (фактически вас обманув), то вам хорошо? А ему?

Тем, кто зарабатывает деньги на аудиотехнике, получать деньги наверняка хорошо. Тому, кто деньги на аудиотехнику тратит, хочется за свои деньги получить максимум. Налицо конфликт интересов. Продавец будет вас убеждать, что «хорошо», независимо от того – так это на самом деле или нет. А ламповые усилители в моде, на них заработать проще. Так что в этом смысле ламповые усилители однозначно лучше, чем транзисторные.

Выводы делайте сами. Я могу только пояснить ситуацию, показав, что происходит на самом деле.  Все, что я написал, можно доказать и теоретически, и примерами, но это требует много времени и сил. И главное – чтобы понять доказательства, надо самому быть специалистом в этой области. Кстати, этим пользуются недобросовестные авторы, выдавая за доказательства либо то, что на самом деле доказательствами не является, либо вообще ерунду. Сколько я встречал подобных публикаций – не сосчитать…

Так что вам придется верить мне на слово. Или не верить – ведь кто-то наверняка говорит нечто прямо противоположное, и верить хочется тому, что говорит он, а не я.

В такой ситуации человек обычно верит тому, кто выглядит более заслуживающим доверия. Или тому, кто громче и настойчивей кричит. Только не забывайте, что наиболее заслуживающими доверия обычно выглядят профессиональные мошенники. А громче всех кричат те, кому больше за это платят.

Так что, наверное лучше всего будет прочитать эту статью до конца и тогда уже делать выводы. А еще лучше – попытаться углубить свои знания, потому что знающего человека обмануть гораздо труднее.

Что говорит реклама?

Однажды я наблюдал в Hi-End салоне такую ситуацию. Продавец впаривал (истинно так!) клиенту дорогущий ламповый усилитель с огромными и очень красивыми лампами. Усилитель был подключен к колонкам KEF. Большое выходное сопротивление усилителя создавало слишком высокую добротность НЧ динамиков колонки – она не была рассчитана на работу с таким усилителем. Поэтому диффузоры НЧ динамиков просто выпрыгивали из корзин – это было видно невооруженным глазом – и громко пердели (извините, но по-другому и не скажешь). При этом продавец напевал: «Послушайте, какой благородный бас». Я ушел и не знаю, был куплен усилитель или нет. Но если да, то как он работал с колонками покупателя вообще неизвестно. Может еще хуже, чем с KEFами. Бедный покупатель!

Сделать хороший усилитель на лампах очень сложно. Я встречал очень мало ламповых усилителей, звучавших лучше, чем усилитель TDA7294, который на самом деле чуть лучше среднего. И все они были на выставках Hi-End. Цену можете себе представить. Хотя не все усилители с такой ценой звучали хорошо.

Есть, конечно, и великие гуру, построившие вот такие усилители «с просто непревзойденным звуком». Надеюсь, что вы не отнесетесь к ним серьезно.

Time sonic machine
Time sonic machine

Почему же нас уверяют, что лампа – это очень хорошо?

Разговоры о том, что лампы лучше транзисторов на 99,99% – рекламно-маркетинговые уловки. Просто все земляне уже купили себе по транзисторному усилителю, а производителям надо что-то продавать. Вот как раз и подоспели ламповые усилители и проигрыватели винила. Когда-то расхваливали транзисторы и CD, теперь те же самые люди теми же самыми словами расхваливают лампы и винил.

Вот так:

Реклама ламповых усилителей
Вот это звук!

Аудиожурналам платят за рекламу. На всех серьезных интернет-форумах по аудиотехнике обязательно присутствуют продавцы из аудиомагазинов, а некоторые интернет-форумы принадлежат либо этим магазинам, либо производителям аудиоаппаратуры. Поэтому журналы и форумы не всегда объективны.

Вы никогда не замечали психологической манипуляции при расхваливании ламповой техники? Например, такие заголовки: «Почему лампы лучше транзисторов?»; «Лампы, или транзисторы? Лампы!»; «Почему лампы звучат музыкально?» и тому подобное. Такой заголовок программирует читателя на нужный вывод – он сформулирован так, как будто превосходство ламп над транзисторами – непреложный и известный всем факт, и в статье просто объясняется, почему именно это происходит (почему Солнце садится на западе?). Практически каждая статья о лампах начинается фразой: «Как известно, лампы звучат лучше транзисторов…». Фраза, начинающаяся со слов «как известно» также является психологической манипуляцией, если речь не идет о том, что действительно общеизвестно.

Насчет «правильного звука». Обратите внимание: все производители говорят, что правильный звук – это именно тот звук, который имеет их продукция. Даже если они выпускают разные усилители, которые звучат совершенно по-разному, то весь их звук – правильный. А вот у конкурентов…

Посмотрите на обзоры и отзывы о любой аппаратуре. В этих обзорах абсолютно все аудиосистемы, начиная от $10, звучат очень хорошо! Как вы думаете, почему?

Но что я объясняю? Вы же взрослые люди и знаете, что такое реклама.

Поделки и подделки

На волне интенсивной рекламы ламповых усилителей, разумеется, появились и подделки. Примерно в 2008 году мне пришло письмо с просьбой о помощи. Человек купил ламповый усилитель за $2500 и с удовольствием слушал его несколько лет.

Самодельный усилитель на лампах
Отличный ламповый усилитель

А потом усилитель вышел из строя. Хозяин разобрал его и увидел, что в лампах используются только нити накала, остальные контакты ламп никуда не подключены.

Ламповый усилитель изнутри
Усилитель изнутри

Плата с деталями с обратной стороны выглядела так:

Ламповая реальность
“Ламповая” реальность

Хозяин усилителя был очень расстроен тем, что его обманули, но звук усилителя ему нравился, и он отремонтировал его, оставив таким, как есть – на микросхеме TDA7294.

Ну а вот такое устройство – это уже явный обман.

Ламповый интернет
Ламповый интернет

Если вещи действительно хорошие, то надо ли прибегать к обману, чтобы их продвигать?

А вы всегда сможете отличить правду от обмана?

Звучит лучше – это как?

Как много я встречал людей, рассуждающих о хорошем звуке, которые на самом деле ни разу в жизни его не слышали. Ни разу в жизни не слышали звучания реальных живых инструментов, реального оркестра. Весь их звуковой опыт заключается в прослушивании смартфона и мультимедийных колонок компьютера. Поэтому все, что звучит чуть лучше, они совершенно искренне называют хорошим звуком. Или то, про что прочитали в рекламном журнале.

У каждого из нас свой вкус, для каждого понятие «хороший звук» означает что-то свое. Так же, как и понятия «хорошая еда», «хорошая выпивка» или «хороший секс». Поэтому действительно, есть люди, которым ламповый звук на самом деле нравится. Но вспомните – много ли таких людей, вкусы которых совпадают с вашими? Понравится ли вам то, что нравится им? Например, я знаю людей, которым очень нравится секс с другими мужчинами. Очень-очень нравится, на полном серьезе. Вы уверены, что и вам тоже это понравится?

Тогда может стоит отбросить вообще все мнения и попытаться с нуля сформировать свое собственное на основе здравого смысла и объективной реальности?

А нужна ли она, эта объективная реальность?

Есть мнение, что главное, чтобы звук был красивым, чтобы он вам нравился. А будет ли он при этом естественным, или нет – это не важно. Или что естественность вообще невозможна: по ряду причин невозможно получить дома тот же самый звук, какой был на концерте, а тем более в студии звукозаписи.

Приведу аналогию с изображением. Вот посмотрите на фотографию, очень милое изображение, не так ли?

Красивая фотография
Красивая фотография?

Кстати, это вы. Не узнаете себя? Ну и что, что не похоже, зато красиво!

Ответьте, почему с изображением так поступать неправильно, а со звуком такое делать можно?

Когда говорят о красивом звуке, не забывают упомянуть, что лампы вносят особые «приятно звучащие» искажения. И тем самым делают звук красивым. А транзисторам такого не дано. По этому поводу у меня есть что сказать:

1. Искажения, даже приятно звучание – это все же искажения. Не верите – смотрите фото выше.

2. Все изменения звука надо иметь возможность регулировать и отключать. Иначе мы попадаем под власть машин – они нам будут навязывать, что нам делать.

3. Речь идет о том, что в ламповом усилителе присутствует только вторая гармоника, которая на слух воспринимается как тот же самый звук, но на октаву выше. И которая обогащает спектр музыкального сигнала, делая его более «ярким». Эта вторая гармоника в лампах зачастую слишком большая, и звук получается либо «чересчур ярким», либо вообще не очень приятным.

4. На самом деле даже усилитель на триоде не такой «хороший», как нам говорят. В усилителе на триоде в реальности присутствует не только «приятная» вторая гармоника, но и «неприятные» остальные. Причем их величина намного больше, чем у транзисторного усилителя. Но это не беда, беда в том, что их величина больше, чем порог слышимости.

5. Если же говорить о пентоде, то пентод имеет точно такие же характеристики, как и транзистор. Поэтому пентод создает абсолютно «транзисторный» звук. По крайней мере так говорит физика. Каким образом ламповые колдуны заколдовывают пентоды на «ламповый звук» я не знаю. Мое личное мнение – ламповые колдуны заколдовывают не пентоды, а себя, чтобы им этот звук нравился. Или нас с вами. Но то, что в каскаде на пентоде неприятно звучащих гармоник высоких порядков больше, чем в транзисторном усилителе – факт.

6. «Красиво звучат» только четные гармоники – вторая и немного четвертая. Так что с точки зрения «настоящего лампового звука» усилитель должен быть триодным и однотактным – в двухтактном «красивая» вторая гармоника (как и все четные) компенсируется и остаются только «плохо звучащие» «транзисторные» нечетные гармоники. То есть получается «плохой транзисторный» усилитель на лампах. А триодный усилитель с однотактным выходом очень маломощный. Выходит, что «настоящий ламповый звук» всегда тихий. Конечно, если не делать усилитель на лампах от вещательных радиопередатчиков. С анодным напряжением 10 киловольт и током накала 200 ампер.

7. И кстати, на транзисторах все это можно реализовать не только лучше, но и регулируемо!

Понятие «хорошо звучать» нуждается в пояснении. Речь идет о звуковоспроизведении. То есть о воспроизведении звука, который был кем-то создан и записан. О своего рода «звуковых консервах». Смысл понятий звукозапись – звуковоспроизведение состоит в том, чтобы донести этот уже созданный звук в целости и сохранности до того слушателя, который не мог услышать этот звук в момент его возникновения. И именно в том виде, в каком этот звук был создан.

Англичане шутят: в английском языке пишется Манчестер, а читается Ливерпуль. Если на концерте (или в студии) записывали скрипку, а при воспроизведении вместо нее звучит барабан, то как бы он хорошо ни звучал, наверное это неправильно. Как бы меня при этом не уверяли, что барабан – это тоже красиво (не спорю, иногда – очень красиво), но я хочу слышать именно то, что записывали.

Лично для меня хороший звук – это максимально точное совпадение того, что я слышу при воспроизведении, с тем, что звучало при записи. Что на концерте, то и дома.  Я предпочитаю естественное звучание. Максимально совпадающее с оригиналом.

Пример. Я сходил на концерт и послушал там музыку. Вернувшись домой, я ставлю диск с записью этого концерта, и дома слышу то же самое, что слышал в зале. Если, закрыв глаза, я не смогу отличить один звук от другого – я достиг идеала звуковоспроизведения. Только не надо мелочно мне возражать, что, мол, дома я не услышу кашля сидящего сзади меня слушателя…

Внесение же в звук изменений – это уже не звукозапись, это соавторство. Изменили звучание так, чтобы скрипка звучала как аккордеон (но очень-очень красиво!), а флейта как арфа (и тоже очень красиво). Технически обработав фонограмму, можно изменить темп исполнения, транспонировать в другую тональность… А может быть и всю партитуру переделать? И вместо Бранденбургского концерта Баха в исполнении камерного оркестра, мы услышим залихватскую ламбаду? Однако тогда будет нечестным писать на обложке диска «Бах». В таком случае честным будет написать: «Это был Бах до обработки и исполнения Васей Пупкиным»

Небольшие изменения в звук все же вносить приходится. НЕБОЛЬШИЕ! Например, регулировать громкость и/или тембр. Но, во-первых, это делается осознанно, понимая, что ты делаешь. А во-вторых, всегда имеется возможность самому регулировать вид и величину этих изменений. И имеется возможность эти изменения вообще отключить.

Кроме того, не забывайте, что субъективное восприятие звука – оно очень субъективно (афоризм). Тот факт, нравится нам звук, или нет, зависит не только от самого звука, но и от нашего настроения, эмоционального состояния, наших предпочтений (музыка, которая вам не нравится, всегда будет звучать хуже), состояния здоровья и других факторов. Поэтому часто бывает так, что когда покупали – нравилось, а принесли домой…

И еще один недостаток подхода «на важно, что неестественно, лишь бы нравилось». Если аудиоустройство вносит некие, даже красиво звучащие искажения, то невозможно предсказать заранее, как с этими искажениями будет звучать та или иная музыка. Вполне возможна ситуация, когда одна музыка с «красивыми искажениями» вам нравится, а другая музыка с этими же искажениями вам не понравится. И пока не послушаете, не узнаете – нравится ли вам именно эта музыка с «красивыми искажениями» или нет.

А еще возможна ситуация, когда вы послушали диск в магазине (или на компьютере в интернет-магазине) и вам понравилось, а купили диск и принесли домой, а дома звук совсем другой – дома совсем другие хорошо звучащие искажения. И как тогда быть? Носить в магазин свой усилитель? Может быть поэтому аудиофилы все время меняют аппаратуру в поисках своего звука? Если же звук всегда максимально натуральный, такого не произойдет, он всегда и везде будет одинаковым.

В лампах добиться максимально точной передачи сигнала практически невозможно по техническим причинам. Что бы там не говорили рекламные издания.

А раз так, пришла пора поговорить о технических параметрах.

Технические параметры

Итак, поговорим о технических причинах и технических параметрах.

Нас постоянно убеждают, что измерения не нужны, что они ничего не значат, а иногда даже вредны. Нам говорят: «Не надо ничего измерять, надо только слушать»; «послушайте и сравните». А еще: «Слушают звук, а не цифры».

Приведу два примера.

  1. Вам предлагают купить компьютерный монитор с разрешением 640х480 пикселей: «Не нужно считать пиксели, вы посмотрите, какая замечательная картинка!»
  2. Вам предлагают купить дорогой автомобиль с двигателем мощностью 30 л.с. и максимальной скоростью 40 км/ч. При этом говорят: «не надо ничего измерять, цифры ничего не значат! Вы просто посмотрите, как он замечательно ездит!»

Я уверен, что в обоих этих примерах вы по значениям параметров сделаете правильные выводы о реальных свойствах товара. И даже тот факт, что руль автомобиля обтянут кожей с пениса нильского крокодила, не подвигнет вас его купить.

Так что это правда – измерения вредны. Если бы не было у вас технических характеристик этого автомобиля, то вы бы его купили. А узнав параметры – отказались от покупки, несмотря на все хвалебные отзывы. И продавец не получил свою выгоду. Значит, вы причинили ему вред тем, что увидели результаты измерений!

На самом деле измерение – это сравнение. Измерить – означает сравнить объект с некоторым эталоном. Идея измерений в том, что этот эталон неизменен и известен всем. Поэтому, зная результаты измерений, каждый из нас может сделать правильный вывод о свойствах объекта.

Например, огромное количество людей может спорить о весе некоторого камня – тяжелый он или легкий. Если же вы знаете результаты измерений – камень весит 20 килограмм, то вы реально оцените его вес. Более того, вы легко поймете, будет ли этот камень тяжелым для вас и будет ли этот камень тяжелым для вашей бабушки.

Если того, что я уже сказал об измерениях, все же недостаточно, то хотите, я вас познакомлю с женщиной для интимных встреч? Она очень-очень любит секс. Ее характеристики: 90-60-90. Это вес, рост и возраст. Но измерения ведь ничего не значат, не так ли?

Так вот, измерения позволяют заранее оценить усилитель. Выходная мощность говорит о максимальной громкости. А величины искажений разных типов позволяют оценить натуральность звука. Потому что искажения – это отличия того, что получаем на выходе от того, что подаем на вход (по определению). Считается, что на вход поступает идеал, тогда искажения – это то, что усилитель внес от себя (реальный входной сигнал не идеален, но это уже проблемы устройств – источников сигнала).

Искажения бывают двух видов: линейные и нелинейные.

Линейные не создают дополнительных звуков (по научному частот – составляющих спектра). Они только изменяют амплитуду (величину) некоторых групп частот. Например, регулятор тембра вносит линейные искажения, увеличивая или уменьшая уровень высоких или низких частот. В усилителях линейные искажения связаны с диапазоном воспроизводимых частот. И проявляются в том, что высокие или низкие частоты могут обрезаться.

В современных транзисторных усилителях линейные искажения настолько малы, что их абсолютно незаметно на слух – они гораздо ниже порога слышимости. В ламповых усилителях линейные искажения гораздо больше. Но они не очень заметны и практически не создают никаких отрицательных ощущений. Так что о линейных искажениях можно не беспокоиться. Это конечно если в ламповом усилителе применяются хорошие правильные схемы (правильные с точки зрения техники, а не аудиомифов) и качественные выходные трансформаторы (изготовленные специально для этого усилителя).

Нелинейные искажения проявляются в том, что кроме тех частот, что поступают на вход усилителя, в сигнале появляются и другие частоты, создаваемые самим усилителем. Это гармоники – частоты в 2, 3, 4, 5 и так далее раз превышающие исходную частоту. Само число, показывающее во сколько раз частота гармоники выше исходной частоты, называется номером гармоники. Синусоидальный тестовый сигнал как раз и предназначен для того, чтобы реально увидеть какие гармоники и какой величины создает усилитель. Величина гармоник, создаваемых усилителем оценивается коэффициентом гармоник (другие названия – Кг, КНИ, коэффициент нелинейных искажений, THD).

При воспроизведении реального звукового сигнала, гармоники воспринимаются примерно так.

  • Если гармоник мало (по количеству), и их величина небольшая (Кг < 0,01%) – мы их не слышим, и они нам не мешают.
  • Если усилитель создает только вторую гармонику небольшой величины (Кг = 0,05…0,5%), то звук кажется более ярким и насыщенным. Но не всегда – если входной сигнал содержит сразу очень много частот (например рок-музыка, духовой или большой симфонический оркестр), то звук может быть неприятным и в этом случае из-за интермодуляций.
  • Если гармоник много и они имеют большую величину (Кг > 0,2…0,5%), то звук теряет «тонкую» естественность.
  • При Кг = 1…3 % звук может стать неприятным. Такие искажения допускаются на дискотеке, так как там главное не качественный звук, а максимальная громкость, чтобы «расплавить мозг».
  • При Кг > 10% прослушивание музыки превращается в пытку. Такие искажения допустимы при передаче речи в радиосвязи – слышали голос из малогабаритной радиостанции? При повышении Кг выше 10% разборчивость речи снижается.

На самом деле коэффициент гармоник не является параметром, однозначно определяющим качество звучания. Он имеет смысл «средняя температура по больнице». Например, существуют усилители с хорошим значением коэффициента гармоник и с плохим звуком. На самом деле это означает, что разработчик ошибся в чем-то таком, что мало влияет на Кг. Либо что Кг измерялся неправильно.

К сожалению, некоторые производители для того, чтобы получить более красивые рекламные числа, измеряют Кг не совсем честно. Например, без нагрузки. Или при тестовом синусоидальном сигнале подавляют гармоники  фильтром. Про то, как некоторые именитые усилители не могут выдать заявленную выходную мощность на реальной нагрузке без катастрофического повышения Кг можно прочитать в статье Работа усилителя трудную нагрузку:

Но если коэффициентом гармоник пользоваться правильно, он поможет распознать некачественные устройства. Это примерно как максимальная скорость автомобиля и/или мощность его двигателя. Вы в своем воображении можете оценить, как бы вы пользовались «повседневным» автомобилем с двигателем мощностью 30 л.с. и максимальной скоростью 40 км/ч? Наверняка он бы вас не устроил. Также работает и коэффициент нелинейных искажений.

Если THD маленький, то усилитель в принципе может звучать хорошо, если и все остальные параметры достаточно хорошие (автомобиль с двигателем мощностью 150 л.с. и максимальной скоростью 250 км/ч может иметь бензобак емкостью 10 литров). Так это, или нет узнать сложно, потому что абсолютно все параметры производитель не публикует (а иногда и не измеряет). Да и оценить эти параметры может только специалист.

Если THD большой, то усилитель наверняка звучит плохо. Если конечно вы не любитель именно такого звука.

Повторяю, все сказанное относится только к воспроизведению звука. При исполнении музыки ситуация совсем другая. Дистошн-гитара в рок-музыке получается как раз внесением в звук гитары нелинейных искажений огромной величины. Но музыканты сами создают свой звук, а наша задача – донести этот звук до слушателя в неизменном виде.

Очень интересную аналогию для коэффициента гармоник я встретил в интернете. Коэффициент нелинейных искажений – это как температура тела человека. Нормальная температура еще не означает, что человек здоров. Но повышенная температура однозначно говорит, что со здоровьем не все в порядке.

2. Ламповый усилитель

Рассмотрим особенности вакуумных ламп. Только будем это делать честно. Почему особенности ламп, а не их достоинства и недостатки? Потому что то, что в одном случае является достоинством, в другом случае может быть недостатком. В зависимости от того, насколько правильно лампа используется.

  1. Ламповые триоды намного более линейны, чем транзисторы. А вот пентоды почти такие же нелинейные. Однако линейность триодов все же недостаточно высокая, транзисторный усилитель с глубокой отрицательной обратной связью (ООС) гораздо более линеен. Так что один каскад на триоде, может создать «красиво звучащие» искажения. Но искажений все же может оказаться слишком много, и тут уже почти ничего не сделаешь.
  2. В ламповых схемах невозможно создать глубокую ООС, которая бы значительно снизила искажения.
  3. Ламповый усилитель имеет довольно высокое выходное сопротивление – до нескольких ом. Иногда это улучшает звучание колонок, но тут как повезет – колонки конструируют для работы с нулевым выходным сопротивлением усилителя, так что их звук при работе с ламповым усилителем может не улучшиться, а ухудшиться. Особенно возможно ухудшение звука при работе с дорогими высококачественными колонками, которым улучшать звук уже и некуда. Обратите внимание на такой рекламный параметр усилителей, как коэффициент демпфирования. В рекламе усилители соревнуются, у кого он меньше. У какого-то усилителя коэффициент демпфирования равен 0,05. А у другого он равен 0,002. И второй усилитель за это сильно хвалят. У ламповых усилителей коэффициент демпфирования равен 0,1…0,5. И никто из рекламщиков их за это не ругает. Просто значения коэффициента демпфирования ламповых усилителей тихо замалчивается.
  4. Величина искажений ламповых усилителей практически не зависит от частоты сигнала. Но это реализуется только в предварительных усилителях. В усилителях мощности искажения, вносимые выходным трансформатором, от частоты очень даже зависят. В транзисторных же усилителях искажения на высоких частотах практически всегда больше, чем на низких и средних. Хотя, они при этом настолько малы, что обычно незаметны.
  5. Ламповый усилитель либо не боится коротких замыканий в нагрузке, либо переносит их без особых проблем. А вот работать без нагрузки ему не рекомендуется. Хотя в детстве я что только не делал с ламповым усилителем своей радиолы, и ничего не случилось
  6. В ламповом усилителе довольно просто получить большое выходное напряжение – более 100 вольт пик-пик.
  7. Срок службы большинства ламп равен 500 часов. Но это при правильной эксплуатации, что бывает далеко не всегда. На самом деле очень мало ламповых усилителей оснащены автоматикой плавного пуска ламп по специальному алгоритму. Обычно всё включается прямым пуском, что снижает ресурс ламп. Срок службы – это время, через которое свойства лампы изменятся настолько, что это можно будет заметить при измерении их параметров приборами. А при дальнейшей эксплуатации, параметры ламп будут изменяться все сильнее и сильнее. Большинство ламповых усилителей не позволяют определить момент, когда свойства лампы начинают ухудшаться и ее пора заменять. Также как не позволяют подстраивать (ни автоматически, ни даже вручную) режим работы лампы, чтобы он был оптимален для её изменившихся свойств. А «ламповики» продолжают слушать усилитель с изношенными лампами. И хвалить! Хотя в некоторых хороших усилителях процесс старения ламп контролируется.
  8. В лампах существует микрофонный эффект: механическая вибрация лампы может вызывать помехи в усиливаемом сигнале. Но на самом деле это важно для высокочувствительных микрофонных усилителей или корректоров винила. В усилителях мощности микрофонный эффект – явление крайне редкое, и обычно оно вызвано неудачной конструкцией корпуса и креплением ламп.
  9. Выходной трансформатор лампового усилителя может работать только в ограниченном диапазоне частот. На слишком высоких частотах растут потери в железе и индуктивное сопротивление рассеяния обмоток. Это приводит к нагреву трансформатора (что нестрашно, так как мощности на высоких частотах маленькие) и к уменьшению выходного сигнала. А вот слишком низкие частоты приводят к насыщению сердечника. При этом  искажения происходят в сигнале всех частот, которые проходят через трансформатор в данный момент. Причем искажения появляются короткими «вспышками» в момент максимальной амплитуды низкочастотной перегрузки. И чем ниже частота, тем меньший уровень сигнала требуется для насыщения трансформатора. Так что «великие гуру», требующие чтобы ламповый усилитель усиливал сверхнизкочастотный сигнал, ошибаются. И подобные усилители звучат хуже – кратковременные «вспышки» искажений большой величины намного хуже некоторого недостатка низких частот, который появляется при снижении их уровня в усилителе, чтобы избежать насыщения выходного трансформатора.
  10. Многие ламповые схемы, даже рекламируемые как «очень хорошо звучащие», на самом деле либо слабые, либо вообще никуда не годные. Они разработаны в 50-х … 60-х годах XX века, когда еще не была полностью разработана теория усилителей. И предназначались они для аппаратуры невысокого класса. Надо быть хорошим специалистом, чтобы такую схему распознать и избежать ее изготовления и применения.
  11. Блоки питания ламповых усилителей по большей части вообще ужасные. В те времена электролитических конденсаторов большой емкости на высокое напряжение просто не существовало. И инженеры выкручивались как могли. А мы сейчас бездумно повторяем эти убогие схемы вместо того, чтобы сделать хорошую и современную.

Немого про отрицательную обратную связь (ООС). Нам старательно внушают, что ООС – это зло. И нужно быть первоклассным джедаем, чтобы это зло уничтожать. Это не так. Я не буду сейчас устраивать дискуссию, просто скажу, что не бывает вещей хороших или плохих. Все зависит от того, кто, как и для чего эту вещь использует. Если сделать неправильно – ООС это зло. Если сделать правильно…

Кстати, каскад на вакуумном триоде считается очень хорошо звучащим. Но в таком каскаде отрицательная обратная связь есть почти всегда – она возникает самостоятельно без нашего участия. К счастью большинство сторонников лампового звука об этом не знают, и существующая в триодах ООС звук им не портит.

Ну а теперь рассмотрим примеры искажений, возникающих в ламповом усилителе.

Все приведенные здесь измерения сделаны в процессе доводки и настройки реального лампового усилителя мощности с однотактным выходом. Выходная мощность при КНИ=10% равна 20 Вт на резистивной нагрузке. Усилитель был изготовлен на современном предприятии электронной промышленности. За основу была взята довольно популярная схема «хорошо звучащего» усилителя. Источник питания усилителя был разработан и сделан очень хорошо, с соблюдением всех требований к источникам питания высококачественных ламповых усилителей (и намного лучше, чем в оригинальной схеме). Так что все, что показано на рисунках – реальность. На самом деле эти измерения соответствуют не окончательно доведенному и настроенному усилителю, но немного лучшему, чем был исходный «хорошо звучащий» вариант. Также, выходной трансформатор, несмотря на очень тщательное изготовление и максимально точное соответствие оригинальному описанию, не оптимален. Его можно немного улучшить и получить чуть более высокое качество воспроизведения.

Так что более качественный усилитель, чем этот вполне возможен. Также как и более некачественный.

Кстати, вы уверены, что трансформатор, который вы сделаете или купите для своего лампового усилителя, будет лучше?

Выше в разделе Технические параметры я говорил о коэффициенте нелинейных искажений КНИ (коэффициент гармоник Кг, THD). В данном усилителе я измерял спектр искажений – по нему можно определить не только КНИ, но и увидеть какие именно гармоники порождает усилитель. Вы же помните, что чем больше номер гармоники, тем она «хуже звучит»? А зная спектр гармоник, рассчитать КНИ очень просто.

Исследуемый усилитель мощности был двухкаскадный. Первый каскад драйвер – пентод или тетрод в триодном включении (специально для критиков: в исходной схеме включение было пентодное). Применение пентодных ламп вызвано высоким анодным напряжением, на которое «настоящие» триоды почти не выпускаются.

Итак, искажения, порождаемые одной лишь драйверной лампой в триодном включении, нагруженной однотактным выходным каскадом без сеточных токов. Указанная на рисунке выходная мощность – это мощность в нагрузке усилителя.

Искажения драйверной лампы в триодном включении при мощности 1 Вт
Искажения драйверной лампы в триодном включении при мощности 1 Вт
Искажения драйверной лампы в триодном включении при мощности 4 Вт
Искажения драйверной лампы в триодном включении при мощности 4 Вт
Искажения драйверной лампы в триодном включении при мощности 14 Вт
Искажения драйверной лампы в триодном включении при мощности 14 Вт

Что мы видим? Даже при маленькой амплитуде выходного сигнала (на выходе всего усилителя при этом мощность 1 Вт) кроме «хорошо звучащей» второй гармоники присутствует довольно большая третья, которая «звучит хуже». И возникает проблема какую лампу выбрать? У EL84 третья гармоника меньше, зато вторая очень большая – 0,7%. У 6Э5П вторая гармоника в два раза меньше, зато большая третья.

С ростом амплитуды выходного сигнала (и выходной мощности усилителя), увеличиваются не только амплитуды гармоник, но в спектре появляется все больше гармоник высокого порядка. При максимальной выходной мощности (без явного ограничения и сеточных токов) 14 Вт спектр драйверного триода просто ужасен. Да и коэффициент гармоник составляет 2…3%, это слишком много для того, чтобы усилитель назвать высококачественным

А ведь это только драйвер – более линейная лампа усилителя!

Эти графики приведены для лампы, работающей в усилителе мощности. В такой ситуации выходное напряжение лампы довольно большое. Даже при выходной модности усилителя 1 Вт, напряжение сигнала на аноде драйверного триода составляет 10…15 вольт. А в нелинейных цепях чем больше напряжение, тем больше искажения. В предварительных усилителях, где выходной сигнал в несколько раз меньше, искажения также будут в несколько раз меньше, особенно при использовании специальных высоколинейных триодов. И в спектре возможно будет только «красивая» вторая гармоника. Но это все умозрительно – я не проверял.

Теперь рассмотрим выходной однотактный каскад, работающий в классе А1 (без сеточных токов) на лампе 6550. Каскад работал на оптимальную нагрузку. Выходной каскад «раскачивался» от специально изготовленного транзисторного усилителя с собственным Кг=0,005%, так что все искажения, показанные на рисунках, создаются выходным каскадом. Исследовалось четыре типа включения лампы: триодное и три варианта ультралинейного с разным коэффициентом включения второй сетки лампы. Пентодное включение тоже исследовалось, но на графики не попало – оно было намного хуже.

Анализируем результаты измерений. При выходной мощности усилителя 1 Вт в спектре содержатся первые пять гармоник. И если «плохо звучащая» пятая гармоника довольно маленькая (но намного больше, чем в хорошем транзисторном усилителе), то вторая гармоника на уровне 3%. Это много для такого тихого звука.

Искажения выходной лампы 1 Вт
Искажения выходной лампы 1 Вт

А при выходной мощности 6 Вт, усилитель создает множество гармоник, «звучащих просто отвратительно». Коэффициент нелинейных искажений при этом равен 5…6%.

Искажения выходной лампы 6 Вт
Искажения выходной лампы 6 Вт

Такие разные спектры гармоник при разных типах включения выходной лампы должны создавать разное по своему характеру звучание. Так и есть. Звучание разное. Но во всех случаях неприятное – уж слишком велики искажения.

Пентоды являются очень нелинейными лампами. Это естественно – у них другая конструкция и совершенно другие свойства. Поэтому я очень сомневаюсь, что даже в предусилителях с маленькими амплитудами сигналов пентоды будут звучать хорошо. Конечно, всегда можно заявить, что тот звук, который создает ваш усилитель – это и есть на самом деле самый правильный и хороший звук. Надо лишь, чтобы в это поверили все остальные.

Совместная работа обеих ламп давала искажения еще большей величины.

Могут сказать, что есть шанс, что нелинейность драйверной лампы будет «противоположна» нелинейности выходной лампы. Тогда удастся скомпенсировать нелинейности ламп, и искажения снизятся. На это можно не рассчитывать: лампы очень разные и компенсации нелинейностей не происходит. Я встречал только одну подобную схему, построенную на экзотических лампах с напряжением питания анода 1200 вольт. И то не уверен, что там нелинейность компенсировалась – у ламп довольно сильный разброс параметров, так что наверняка пришлось подбирать лампы для хорошей компенсации. А когда лампы начнут стареть…

А вот влияние отрицательной обратной связи в ламповом усилителе я продемонстрировать могу.

Влияние ООС на искажения лампы
Влияние ООС на искажения лампы

Не очень глубокая ООС снизила КНИ в 3,5 раза. Некоторые гармоники сигнала при этом вообще пропали. И звук такого усилителя хоть и был неприятным, но не настолько, как у усилителя без ООС.

На что влияют нелинейные искажения?

На что влияют нелинейные искажения усилителя при воспроизведении реального сигнала? Враги измерений яростно критикуют измерение гармоник и КНИ. На самом деле потому, что получается вот такая неприглядная картина – искажения большие, похвастаться здесь нечем, поэтому в рекламных целях правильнее всего от измерений вообще отказаться.

Нам говорят, что подобные измерения вообще не нужны, потому что «мы слушаем музыку, а не синусоиду».

Это правильно, но неверно.

Синусоиду мы не слушаем. Синусоиду мы изучаем. А слушаем мы музыку. Но любой звуковой сигнал состоит из множества синусоид, каждая со своей частотой и амплитудой. Так что зная, как ведет себя любая из них, мы можем определить их поведение сначала по отдельности, а потом и всех вместе.

Нам говорят, что гармоники, порождаемые усилителем, добавляются к исходным гармоникам (обертонам) музыкальных звуков и просто изменяют их тембр.

Это верно, но неправильно.

Давайте рассмотрим ситуацию с музыкальным сигналом, содержащем обертоны. Для этого изучим каждую синусоиду по отдельности. Нет, слушать эти синусоиды мы не будем. Мы проанализируем их прохождение через наш усилитель. Сначала каждой из них, а потом всех вместе.

Действительно, реальный звук кроме основного тона (самой низкой частоты с самой большой амплитудой – по ней мы определяем высоту звука), содержит высшие гармоники. В музыке они называются обертоны и создают уникальный тембр звука. Например, нота ЛЯ первой октавы имеет частоту основного тона 440 Гц, а звуковой сигнал, создаваемый музыкальным инструментом при воспроизведении этой ноты, во времени выглядит так:

Форма входного звукового сигнала
Форма входного звукового сигнала

Спектр этого сигнала содержит основной тон и три обертона. Вот как он выглядит на спектрограмме:

Спектр входного звукового сигнала
Спектр входного звукового сигнала

А это синусоиды, составляющие сигнал. В сумме они создают как раз сигнал такой формы, как на рисунке выше.

Составляющие спектра входного звукового сигнала
Составляющие спектра входного звукового сигнала

Спектр этого звука будет содержать такие частоты:

ГармоникаЧастота, Гц
Основная (первая)440
Вторая (первый обертон)440 x 2 = 880
Третья (второй обертон)440 x 3 =1320
Четвертая (третий обертон)440 x 4 =1760

И этот сигнал мы подаем на вход усилителя, который вносит нелинейные искажения. Какие по величине? Мы провели исследования, точно такие, какие я производил с ламповым усилителем. Подали на вход усилителя синусоиду. Но не слушали ее, а измеряли, какие гармоники при этом порождаются самим усилителем. И вот что получилось. Нелинейность усилителя (амплитуды гармоник) преувеличена для большей наглядности.

Искажения, вносимые усилителем в синусоидальный сигнал
Искажения, вносимые усилителем в синусоидальный сигнал

А вот теперь самое главное!

Усилитель ничего не знает про обертоны! Для него входной сигнал – это просто набор синусоид – четыре синусоиды, а не одна, как было при измерении искажений этого усилителя. И каждую из них он усиливает. И для каждой из входных синусоид усилитель порождает свои собственные гармоники. Синусоиды совершенно независимы!

Так что давайте повторим наш эксперимент с усилителем, только теперь будет на него подавать не какую-то абстрактную синусоиду, а те реальные синусоиды, которые составляют музыкальный сигнал.

Для начала разберем их все, как будто бы они поступают на усилитель не одновременно, а по очереди.

Сначала рассмотрим основной тон в 440 Гц. Усилитель от этого входного сигнала порождает первые пять гармоник. Их частоты:

ГармоникаЧастота, Гц
Основная (первая) = основной тон440
Вторая440 x 2 = 880
Третья440 x 3 =1320
Четвертая440 x 4 =1760
Пятая440 x 5 = 2200

Вот спектрограмма результата. Тот обертон (отдельная синусоида входного сигнала), который мы рассматриваем в данный момент, имеет черный цвет. Остальные обертоны, которые в данный момент «не используются» имеют серый цвет и показаны, просто чтобы о них не забыли.

Гармоники усилителя от воздействия основного тона входного звукового сигнала
Гармоники усилителя от воздействия основного тона входного звукового сигнала

Красные точки – это спектр сигнала на выходе усилителя, получившийся от воздействия основного тона входного звукового сигнала. Да, действительно, гармоники, созданные усилителем из основного тона, совпали по частоте с обертонами звука. Вот только в исходном звуке было три обертона, а на выходе усилителя их уже четыре.

Следующим рассмотрим первый обертон. Он имеет частоту 880 Гц и поступает на вход усилителя. А усилитель из него порождает свои гармоники:

ГармоникаЧастота, Гц
Основная (первая) = первый обертон880
Вторая880 x 2 = 1760
Третья880 x 3 = 2640
Четвертая880 x 4 = 3520
Пятая880 x 5 = 4400

Спектрограмма. Зеленые точки – это спектр сигнала на выходе усилителя, получившийся от воздействия первого обертона входного звукового сигнала.

Гармоники усилителя от воздействия первого обертона входного звукового сигнала
Гармоники усилителя от воздействия первого обертона входного звукового сигнала

Две гармоники совпали с обертонами, а вот остальные создают совершенно новые частоты, которых во входном сигнале не было.

Далее изучаем второй обертон. Он имеет частоту 1320 Гц и поступает на вход усилителя. А усилитель порождает гармоники:

ГармоникаЧастота, Гц
Основная (первая) = второй обертон1320
Вторая1320 x 2 = 2640
Третья1320 x 3 = 3960
Четвертая1320 x 4 = 5280
Пятая1320 x 5 = 6600

Спектрограмма. Голубые точки – это спектр сигнала на выходе усилителя, получившийся от воздействия второго обертона входного звукового сигнала.

Гармоники усилителя от воздействия второго обертона входного звукового сигнала
Гармоники усилителя от воздействия второго обертона входного звукового сигнала

И наконец, третий обертон. Он имеет частоту 1760 Гц и поступает на вход усилителя. Усилитель порождает гармоники:

ГармоникаЧастота, Гц
Основная (первая) = третий обертон1760
Вторая1760 x 2 = 3520
Третья1760 x 3 = 5880
Четвертая1760 x 4 = 7040
Пятая1760 x 5 = 8800

Спектрограмма. Синие точки – это спектр сигнала на выходе усилителя, получившийся от воздействия третьего обертона входного звукового сигнала.

Гармоники усилителя от воздействия третьего обертона входного звукового сигнала
Гармоники усилителя от воздействия третьего обертона входного звукового сигнала

Не правда ли, изучать синусоиды поодиночке не очень сложно? Надо просто повторять одну и ту же операцию с каждой из них. И не забывать, что амплитуды самих исходный синусоид и гармоник усилителя каждый раз разные. Так что все правда – мы слушаем музыку, а не синусоиду. А синусоиды мы изучаем.

И что мы сейчас изучили? Мы изучили как синусоиды входного звукового сигнала проходят через усилитель по отдельности, и какие гармоники каждая из них получает. А ведь они действуют одновременно все вместе! Поэтому и гармоники будут порождаться усилителем сразу от всех входных частот. И спектр полного сигнала будет равен сумме спектров, то есть сумме всех синусоид.

Теперь давайте будем “слушать музыку, а не синусоиду”.

Вот какой спектр получается на выходе усилителя, когда мы слушаем музыку – подаем в усилитель наш реальный музыкальный сигнал:

Все частоты, возникающие на выходе усилителя при усилении звукового сигнала
Все частоты, возникающие на выходе усилителя при усилении звукового сигнала

Все частоты, порожденные усилителем из входного сигнала, соберем в одну таблицу (вы же помните, что из них подавались на вход только четыре, обозначенные на этом графике большими черными квадратами?).

Гармоника, порождаемая усилителемОсновной тон сигнала 440 ГцПервый обертон сигнала 880 ГцВторой обертон сигнала 1320 ГцТретий обертон сигнала 1760 Гц
Первая (основная частота)44088013201760
Вторая880176026403520
Третья1320264039605280
Четвертая1760352052807040
Пятая2200440066008800

Вывод: гармоники, порождаемые усилителем частично совпали и обертонами сигнала. Но кроме этого образовались гармоники от обертонов, которые не совпали ни с чем. В результате появилось девять дополнительных синусоид (частот), отсутствующих в исходном сигнале.

Мне скажут, что все эти девять дополнительных частот являются гармониками (обертонами) основного тона музыкального звука. Так что в результате мы услышим тот же звук, только «более богатый», как после применения темброблока.

Это неверно по двум причинам.

Первая причина. Темброблок здесь не причем. Он изменяет уровни уже существующих синусоид, а у нас происходит создание новых. У музыкального инструмента в спектре нет таких частот, какие появились после прохождения звукового сигнала через усилитель. Так что результат усиления звука с искажениями (гармониками, вносимыми усилителем) будет звучать не как после применения темброблока, а как вообще другой музыкальный инструмент, у которого в спектре такие частоты есть. Подали на усилитель звук рояля, а получили в колонках звук саксофона.

Но вот только кроме спектра, сигнал имеет огибающую. Это значит, что звуки некоторых инструментов короткие, как у рояля, а у некоторых длинные, как у саксофона. И если вы услышите, что тембр у звука «богатый», как у саксофона, а сам звук короткий, как у рояля, вы ощутите дискомфорт, потому что так не бывает. И звучание будет «не совсем естественным». С точки зрения концепции звуковоспроизведения такое звучание является плохим.

Вторая причина. В линейной электрической цепи синусоиды, составляющие сигнал (они называются составляющими спектра), между собой не взаимодействуют. Мы так и предполагали, когда рассматривал синусоиды по отдельности. Но это неверно – наша цепь нелинейная! В нелинейной цепи все синусоиды, составляющие сигнал, взаимодействуют между собой. И это взаимодействие нужно учитывать.

Взаимодействие между собой составляющих спектра усиливаемого сигнала вызывает появление комбинационных частот (комбинационных колебаний). Из радиосвязи пришел термин интермодуляция, который описывает это явление с другой стороны, он тоже применяется, но для современных усилителей неудобен.

Комбинационные частоты – это синусоидальные колебания, появляющиеся в нелинейной системе при подаче в нее нескольких частот одновременно.

Начнем с двух. Подадим в наш усилитель две частоты: f1 и f2. На выходе усилителя кроме этих двух частот и их гармоник появятся комбинационные частоты – результат взаимодействия входных:

f1 + f2

f1 – f2

2 x f1 + f2

2 x f1 – f2

f1 + 2 x f2

f1 – 2 x f2

3 x f1 + 2 x f2

4 x f1 – 3 x f2

и так далее.

И вот эти частоты не являются гармониками от исходного сигнала и никак не совпадают с его обертонами. Их частоты вообще далеки от гармонических и создают диссонансы.

А если входных частот больше, чем две, то комбинационные колебания создаются каждой парой частот! И там действуют законы комбинаторики:

Количество частот в сигналеКоличество пар взаимодействующих частот
33
510
721
1045

Если учесть и взаимодействие между частотами нашего музыкального сигнала, прошедшего через наш усилитель, то для 4 входных частот и нелинейности усилителя 5-го порядка (равна максимальному номеру гармоники), то на выходе усилителя получится 176 новых частот! Это гармоники и комбинационные колебания. Причем их частоты могут лежать во всем звуковом диапазоне, и даже выходить за его пределы. Разумеется, некоторые из них совпадут с входными частотами, некоторые совпадут между собой, но все равно останется много совершенно лишнего мусора.

Комбинационные колебания имеют частоты не кратные частотам входного сигнала (то есть не являются гармониками). Поэтому они совместно с частотами входного сигнала составляют диссонансы – “некрасиво звучащие” созвучия.

Если амплитуда этих появившихся частот будет достаточно велика, то мы их услышим. И звук будет неестественным и неприятным. Даже если их амплитуды будут маленькими и мы не будем их распозначать явно, то из-за их негармонического характера мы все равно почувствуем, что звук «тяжелый».

Думаете, что это все теоретические философствования? А давайте проверим в реальности!

Вот такой сигнал из десяти частот я подаю на вход того самого реального лампового усилителя, у которого я измерял искажения.

Входной сигнал из десяти частот
Входной сигнал из десяти частот

И вот что получается на выходе. Выходная мощность 1,25 Вт.

Сигнал из десяти частот после прохождения через реальный ламповый усилитель
Сигнал из десяти частот после прохождения через реальный ламповый усилитель

Входные частоты хорошо видны – они самые большие. А все остальное – гармоники и комбинационные частоты, лежащие в диапазоне от 25 Гц до 35 кГц. Пересчитайте их!

Причем амплитуда самых больших комбинационных частот всего на 40 дБ меньше, чем амплитуда входных синусоид. То есть множественные искажения составляют 1% от сигнала. Вы все еще верите, что эти искажения «хорошо звучащие»?

Можно конечно «ничего не измерять, а только слушать». Все, кто слушал этот усилитель, нашли его звук неприятным. Для чего же тогда нужны измерения?

  1. Глядя на измерения, и слушать не хочется.
  2. Чтобы доказать всем и себе самому, что это мне не кажется, это реальность.
  3. Доработкой схемы удалось снизить искажения более чем в три раза. Стало лучше, но мне звук все равно не нравится. Я люблю, чтобы искажений не было совсем.

Схемы усилителей на лампах

Одна из самых больших проблем для начинающего любителя лампового звука, решившего собрать свой ламповый усилитель, заключается в схеме лампового усилителя.

В интернете и книгах много разных схем. Причем про абсолютно все схемы написано одинаково: «а вот еще один хороший усилитель». Но схемы очень разные! При этом усилители не могут быть одинаково хорошими! В чем разница? Ее не объясняют. Значит ли это, что любой усилитель на лампах хорош только лишь по той причине, что он ламповый? И волшебство «лампового звука» проявляется в любой, даже самой безграмотной схеме?

Пример. В детстве и юности у меня была ламповая радиола ВЭФ-Радио. Я ее слушал. Я ее изучил вдоль и поперек. Я ее дорабатывал – сделал микрофонный вход, который работал. Схему усилителя из этой радиолы я часто встречаю в книгах, в журналах, в интернете. И всегда схема сопровождается словами «хорошо звучащий усилитель». Но я-то знаю, что это усилитель очень-очень средний (для ламповых), который уже тогда позиционировался как усилитель среднего класса. И который намного хуже усилителя на микросхеме TDA. А вы это знаете? Или, встретив эту схему, поверите рассказам о ее «непревзойденном звучании»?

Более того. ВСЕ приводимые в публикациях схемы – это схемы усилителей от телевизоров и радиоприемников среднего класса производства середины 60-х годов XX века. Тогда еще не была развита теория усилителей. Тогда еще не было качественных компонентов, особенно электролитических конденсаторов. Поэтому схемы делали не «как лучше звучит», а «чтобы использовать поменьше конденсаторов». И как можно дешевле – телевидение только появилось, но уже имело очень большое значение для пропаганды. Поэтому телевизоры должны были быть максимально дешевыми и доступными.

Еще один «секрет»: для телевизоров того времени понятие «хороший звук» означало только одно – достаточно громкий, но чтобы не терялась разборчивость речи. Да и для радио дела обстояли практически также.

И сегодня эти схемы публикуют один-в-один. С конденсатором в цепи питания емкостью 5 мкФ. 60 лет назад это был доступный и недорогой конденсатор. Самые крутые высоковольтные электролитические конденсаторы тогда имели емкость 40 мкФ и устанавливались только в дорогую аппаратуру. Две-три штуки, больше было слишком дорого. В дешевом же усилителе применяли один конденсатор 5 мкФ, и сегодня та самая схема опубликована именно в таком виде, какой она была 60 лет назад. А на самом деле в том месте надо иметь емкость 220 мкФ. Да и схему переделать – она сделана именно такой для возможности применения конденсатора очень маленькой емкости. И схема эта от телевизора 4-го класса (самого низкого). Я когда-то ремонтировал ламповые черно-белые телевизоры, и таких схем насмотрелся.

И это убожество предлагают нам повторять, называя «красивым ламповым звуком».

А с «новоделом» все еще хуже. Теорию ламповых усилителей знают очень немногие. Это ту, которая была в 60-х годах XX века. Что с тех пор изменилось в связи с дальнейшим развитием, как теории усилителей, так и электронных компонентов, об этом знают буквально единицы. И эти люди разрабатывают хорошие усилители, но не для массового повторения. А весь массовый новодел – это смесь не очень хороших старых решений, разбавленная современными предрассудками. Причем из-за незнания теории ламп (точнее, из-за ограниченности знаний на уровне школьного курса физики), даже эти старые решения применяются неправильно. А уж когда начинают конструировать аппаратуру не инженерно, а «согласно аудиомифам»…

Нерекомендуемая литература

Сделать самому ламповый усилитель – нет ничего проще. Правда будет ли он хорошим? Маловероятно. Проблема в том, где взять правильную и грамотную информацию. То, что пишут в интернете, это зачастую то же самое, что пишут на заборе. Книги? Их немало. С заманчивыми названиями. Но среди них много откровенного мусора.

Не так давно вышла книга по ламповым усилителям (что-то там про «секреты» и про «сделай сам»). Как раз построенная по принципу «а вот еще одна хорошая схема». Мало того, что автор знает из теории ламп только самые основы. Он слаб еще и в общей электронике. Поэтому, например, в одной схеме советует не делать анодное сопротивление очень большим. А очень большим, это сколько? Напоминаю, книга рассчитана на начинающих. 10 ом – это очень большое? А 10 кОм? Или речь идет о 10 МОм? Автор явно не знает, что в триодном каскаде чем больше сопротивление анодного резистора, тем меньше искажения (все в разумных пределах, разумеется). Поэтому с «правильно большим» сопротивлением в аноде этот каскад звучит лучше.

О разбросе параметров ламп автор книги тоже не знает. Поэтому некоторые схемы с одним экземпляром лампы будут работать хорошо, с другим – плохо. А с каким-то экземпляром лампы схемы вообще могут не работать. Причем (автор этого тоже не знает), за время работы происходит постепенная деградация лампы, и ее свойства меняются. И в этих схемах лампа, изначально работавшая хорошо, будет со временем выходить из оптимального режима, и работать заметно хуже, чем могла бы. И это будет происходить намного быстрее, чем в «нормальных» схемах, менее чувствительных к изменениям свойств лампы в процессе ее работы.

Более того, автор рекомендует устанавливать в схемы лампы, исходя из их «звуковой сигнатуры». Но каждая схема рассчитывается именно под свою лампу, и лампа другого типа в ней либо будет работать плохо, либо будет работать очень плохо. Так что в каждую схему лучше всего устанавливать именно ту лампу, которая указана в схеме. Даже самая лучшая в мире лампа в «чужой» схеме может не только не звучать, но и не работать.

«Звуковая сигнатура» – это выдумка. Такого термина не существует. И он ничего не означает. Зато звучит достаточно загадочно и наукообразно, чтобы внушать «чайникам» благоговейный трепет перед тайными познаниями адептов волшебного звука. А еще за использования слов «звуковая сигнатура» не накажут, как за недобросовестную рекламу – про то, чего не существует, можно говорить что угодно.

В книге приведена схема, с которой автор рекомендует начинать знакомство с ламповыми усилителями, и эту схему собирать в первую очередь. Только вот в этой схеме выходная лампа работает с перегрузкой, в результате срок службы лампы резко сократится. Начинайте, ребята, знакомство с того, что сгоревшие лампы придется менять каждую неделю!

А что касается отрицательной обратной связи (ООС)! Как автор ее боится! И заклинает ни в коем случае ее не использовать, так как ООС открывает путь в усилитель Всемирному Злу. Хорошо, что автор не знает того факта, что в любом (ну почти) усилительном каскаде на триоде ООС всегда присутствует сама по себе! А то бы автора хватил удар – у него таких каскадов на схемах очень много. И в каждой, оказывается, засела ненавистная ООС. Но автор об этом не знает, и спит спокойно.

Зато настоятельно рекомендуется использовать одножильный посеребренный провод. Это верно – уже давно известно, что серебро очень эффективно против нечистой силы.

Хорошая литература

Из хороших книг по ламповым усилителям я могу рекомендовать только несколько. И все они рассчитаны на читателя, знакомого с электротехникой и электроникой.

Войшвилло. Усилители низкой частоты на лампах.
Войшвилло. Усилители низкой частоты на лампах.

Это отличная теория, но «слишком общая». Больше предназначена для проектирования массовой аппаратуры. Без некоторых «тонкостей» и «хитростей». Но содержит много такого, чего не знают не только современные «новодельщики», но и «олдскульные» инженеры, изучавшие теорию ламп упрощенно.

Книга дает хорошую базу для дальнейшего совершенствования. Но совершенствование необходимо, так как с момента выхода книги появилось новое как в теории усилителей вообще, и ламповых усилителей в частности, так и в конструкции самих ламп.

Morgan Jones. Valve Amplifiers. Морган Джонс Ламповые усилители
Morgan Jones. Valve Amplifiers. Морган Джонс Ламповые усилители

Это – супер. Рассчитана на начинающего в лампах (но знающего электронику), и особенно хороша после изучения предыдущей. Книга содержит множество «секретов», которые больше практически нигде не найдешь. И много очень «тонких», но неимоверно важных вещей, не зная которых сделать по-настоящему хороший и надежный ламповый усилитель просто невозможно. Автор книги – настоящий инженер, поэтому описывает не мифы, а реально работающие вещи. И как сделать, чтобы все работало максимально хорошо.

Искусство ламповой схемотехники
Искусство ламповой схемотехники

Книга написана большим специалистом как в теории, так и в практике создания ламповых схем:

Лампы или транзисторы?

Эту книгу нельзя назвать учебником. Автор рассказывает лишь те некоторые вещи, которые хочет рассказать. В том числе и такие, которые не всегда верно даются в «классических» учебниках. Книга больше предназначена для «шлифовки мастерства» и чем лучше знаешь электронику и схемотехнику, тем книга понятнее, интереснее и полезнее.

Радиохобби
Радиохобби

Здесь в статье Н.Сухова есть интересные и полезные сведения и схемы. Но сам журнал «максимально демократичный», поэтому в него принимались любые статьи любых авторов. И вполне может быть, что в какой-нибудь статье описан «волшебно звучащий усилитель» по схеме из школьного радиокружка, да еще и ухудшенный с целью большего соответствия фэн-шую.

Выходные трансформаторы

А ведь еще есть большая проблема с выходным трансформатором! Разработчики ламповой техники говорят: «Усилитель звучит так, как звучит его выходной трансформатор». И это очень близко к действительности. Выходной трансформатор – важнейший и ответственнейший компонент лампового усилителя. Он очень сильно влияет на работу и звучание усилителя. Параметры и конструкция выходного трансформатора зависят от типа выходных ламп, режима их работы, напряжения питания, тока покоя выходных ламп, максимальной выходной мощности, сопротивления нагрузки. Выходной трансформатор рассчитывают и изготавливают специально для конкретного усилителя. А потом проверяют работу совместно с усилителем как приборами, так и на слух. Потому что могла повлиять погрешность изготовления. Или разброс параметров. Или неточность расчетов. А бывает, что изначальная стратегия оказалась неверной.

И что по поводу выходного трансформатора нам советуют сборники схем или интернет? Ничего! Максимум – советуют купить готовый трансформатор на такую-то выходную мощность (зато сделанный в Японии или местным волшебником). Но ведь он не будет подходить вам ни по одному параметру! Не будет оптимальным для усилителя. Это все равно, что купить запчасть не ту, которая предназначена именно для вашего автомобиля, а «от лучшего мирового производителя».

К сожалению, даже там, где приведена конструкция выходного трансформатора, встречаются ошибки, обычно связанные с насыщением железа. Конструкция трансформатора часто не учитывает разброс свойств стали. Трансформаторная сталь имеет очень большой разброс свойств. Сталь той же марки современного производства может иметь вообще другие свойства. И не всегда можно быть уверенным, что вам продали сталь именно той марки, которая заявлена. Поэтому по приведенным чертежам трансформатора у одного человека может получиться хорошо, а у другого – плохо.

Лампы XXI века

На одном из интернет сайтов я встретил вот такие «современные» лампы плоской конструкции

Плоский вакуумный триод
Плоский вакуумный триод

На самом деле технология плоских триодов отработана давно – все вакуумные люминесцентные индикаторы именно устроены именно так.

Подобные устройства до сих пор широко распространены. Вот пример люминесцентного индикатора. Хорошо видны пять горизонтальных нитей накала.

Люминисцентный индикатор
Люминисцентный индикатор

Вот как выглядит электронная лампа индикатора (фото с сайта Музей электронных раритетов).

электронная лампа индикатора
Электронная лампа индикатора

А вот ее укрупненное изображение. Видны проводники, идущие от анодов (составляющих надписи) к выводам лампы и управляющие сетки.

Электронная лампа индикатора крупно
Электронная лампа индикатора крупно

Сама идея создания плоских ламп не нова, но инженерная мысль не шла в направлении плоских ламп, а выразилась в изобретении нувисторов – ламп без сетки в привычном понимании этого слова. У плоской же лампы есть большой технический недостаток – невозможность жесткой фиксации сетки. Она все равно будет болтаться. А это вызывает микрофонный эффект.

Кроме того, из ламп XX века наиболее линейными были лампы максимально цилиндрической конструкции, где расстояния катод-сетка и сетка-анод были максимально одинаковыми в любом направлении движения потока электронов. В плоской лампе с этим большая проблема, как ее решать – я не знаю (я не разработчик ламп, возможно решение и существует).

Но главная проблема в другом. Эта распиаренная лампа Korg Nutube 6P1 Dual Triode на самом деле не является усилительной! Это на самом деле обычная вакуумно-люминесцентная лампа, используемая не по назначению. У нее на анодах так и остались участки люминофора, про которые пишут, якобы они «создают дополнительный уют» (в закрытом корпусе, где их не видно!), а на самом деле люминофор остался из-за требования минимальных изменений в технологии для достижения низкой цены (чтобы изменения технологии изготовления лампы были минимальными). Отсюда же происходит и максимально допустимая мощность на аноде – всего 1,7 милливатт! В таком конструктиве возможно получить мощность на аноде сотню милливатт, что было бы очень полезно.

Посмотрите на анодные вольт-амперные характеристики лампы.

Вольт-амперные характеристики плоского вакуумного триода
Вольт-амперные характеристики плоского вакуумного триода

В верхней части графика они хорошо линейны, поэтому работая на этих участках характеристики (при больших анодных токах), можно добиться низких искажений. Но такая работа невозможна из-за низкой допустимой мощности на аноде. Эта мощность показана на графике пунктирной линией Pa=1.7mW. Эксплуатировать лампу можно только в таком режиме, чтобы оставаться ниже этой пунктирной линии. То есть на самых криволинейных участках характеристик.

В результате искажения лампы получаются просто ужасными!

Искажения плоского вакуумного триода
Искажения плоского вакуумного триода

А все потому, что на самом деле это не усилительная лампа, а индикатор, который пытаются приспособить к той работе, для которой он не предназначен. Если бы это была усилительная лампа, то ее анод был бы выполнен в виде толстой металлической пластины и выдерживал бы мощность не 1,7 милливатт, а раз в 30 больше. И можно было бы эксплуатировать лампу в области максимально линейных характеристик.

К этому следует добавить еще и сильный микрофонный эффект с частотой около 5 кГц, который будет создавать не только призвуки, но и собственные комбинационные колебания со всеми частотами усиливаемого сигнала.

Все, что я сейчас написал – это говорит наука и техника. Но на сайте этой лампы приведено множество хвалебных отзывов, и наверняка часть из них написана не самим автором, а другими людьми. То есть, кому-то нравится. Понравится ли мне? Однозначно нет! Точно так же, как по мощности двигателя автомобиля и его максимальной скорости я могу представить себе, как этот автомобиль ездит, точно так же по параметрам этой лампы и графикам ее искажений я могу представить, как она звучит.

Понравится ли звучание этой лампы вам? Этого я предсказать не могу.


Другие свойства электронных ламп

Внимательный читатель наверняка заметил, что рассказывая об электронных звукоусилительных лампах, я назвал далеко не все их свойства. Про многие из них я умолчал, хотя эти свойства приводятся в рекламных буклетах, аудиожурналах и на аудиофорумах в интернете.

Все верно. Я привел только те параметры, которыми лампы существенно отличаются от транзисторов, и которые на самом деле в реальности имеют значение. Остальные свойства ламп значения либо вообще не имеют, либо несущественны, либо легко моделируются в транзисторных схемах (но только если они действительно нужны и полезны).

Упоминание некоторых свойств электронных ламп в рекламной литературе, да еще в качестве преимуществ – это просто реклама, ведь преимуществ у ламп должно быть много, не так ли?

Пример 1. Лампы гораздо более устойчивы к радиации, чем транзисторы. Поэтому после ядерной войны вы, превратившись в зомби, ламповый усилитель слушать сможете. Транзисторный усилитель работать не будет.

Пример 2. Входное сопротивление у ламп выше, чем у транзисторов, а входной ток ниже. Ну и что? Более того, это вообще неверно. Во-первых, в транзисторных схемах можно применить полевые транзисторы и получить еще большее входное  сопротивление. Во-вторых, кроме входных сопротивлений существуют и входные емкости, поэтому входной емкостный ток лампы может быть сравнительно большим. В-третьих, в лампах применяется сопротивление утечки сетки, включенное между управляющей сеткой и землей. Именно оно и составляет активное (омическое) входное сопротивление лампового каскада. Для популярной выходной лампы KT88 это сопротивление не должно превышать 100 кОм. Что всего лишь в три раза больше, чем входное сопротивление моего усилителя на микросхеме TDA7294. С учетом того, что входное напряжение лампы во много раз больше входного напряжения усилителя на микросхеме, получается, что входной ток, потребляемый от источника сигнала лампой KT88 в 4…6 раз больше, чем входной ток, потребляемый от источника сигнала микросхемой TDA7294.

Ну и что? А ничего особенного! На самом деле хороший ламповый разработчик учитывает все эти свойства и разрабатывает соответствующую правильную схему. Так что такие свойства не являются ни достоинствами, ни недостатками ламп. Зато в рекламе их можно преподнести в качестве «фишки».

3. Транзисторный усилитель

Сделать самому хороший транзисторный усилитель просто. Особенно на специализированной микросхеме. Усилитель на TDA7294 реально лучше всех усилителей производства СССР, и лучше (или не хуже) ряда европейских, американских, японских. В том числе современных. Если, конечно, хорошо и правильно сделать весь усилитель в комплексе. Усилитель на дискретных элементах может быть еще лучше, но и сложнее.

То плохое, что пишут о транзисторах чаще всего антиреклама, иначе как продвигать ламповые усилители? Конечно, можно в реальности сделать плохой, зато дешевый транзисторный усилитель. Но транзисторы ли в этом будут виноваты? Плюс сформированное общественное мнение. Покупателей уже приучили к мысли, что отрицательная обратная связь – это зло. Так это, или нет – другой вопрос (не бывает плохих и хороших вещей; все зависит от того кто, как и для чего их использует, правильно использует, или нет). Поэтому покупатели к транзисторным усилителям изначально настроены отрицательно.

Давайте рассмотрим транзисторы подробнее.

Как ни парадоксально, но разработку транзистора подстегнуло «плохое звучание» ламповых усилителей. В начале XX века начала развиваться телефонная связь и понадобились высоколинейные усилители: затухание телефонного сигнала в проводах компенсировалось установкой усилителя через каждые две мили кабеля. Так что при междугородной связи сигнал проходил через сотни усилителей и очень сильно искажался. При переходе к многоканальной связи, когда по одному проводу передается несколько разговоров одновременно (каждый на своей несущей частоте), потребовались усилители еще более линейные, что для ламп уже было практически неосуществимо. И тут Уильям Шокли (William Bradford Shockley) в лаборатории компании Bell (того самого Александра Белла, изобретателя телефона) создал транзистор. Сами по себе транзисторы были и остаются устройствами еще более нелинейными, чем лампы, но в транзисторных схемах возможно использовать глубокую отрицательную обратную связь, что делает транзисторные усилители весьма линейными.

Этот мой рассказ про причину изобретения транзисторов – на самом деле только одна из множества «ламповых проблем», которые нужно было решать. Другая проблема была в низкой долговечности ламп. В ламповых компьютерах тех времен какая-нибудь из ламп сгорала через каждые три часа. Компьютер останавливали, сгоревшую лампу находили и меняли. Главной задачей проектирования компьютеров было обеспечение быстрого поиска и замены сгоревшей лампы – одной из нескольких тысяч.

В междугородней телефонной связи усилители устанавливали через каждые две мили на протяжении всей линии между городами. И до усилителя со сгоревшей лампой нужно было пару часов ехать на машине.

А что делать с трансатлантическим телефонным кабелем? Отчасти спасали лампы с ресурсом 10000 часов, работавшие в сильно облегченном режим: при 5% от номинальных параметров, но лишь отчасти.

Были и другие причины. Например, требования военной техники, которые ламповыми схемами не удовлетворялись.

Когда транзисторы только появились, они были очень несовершенными. Кстати, первое применение они нашли для построения компьютеров – даже те несовершенные транзисторы значительно увеличили их надежность и снизили энергопотребление (самую первую партию транзисторов в 100 штук у фирмы Fairchild купила IBM по цене $150 за штуку).

Компьютеры: лампы - транзисторы - микросхемы
Компьютеры: лампы – транзисторы – микросхемы

Кроме того, что первые транзисторы имели плохие параметры, их еще никто не умел правильно использовать. Инженеры объясняли друг другу работу транзисторов примерно так: это то же самое, что лампы с токами сетки, но усиление у них меньше. И первые транзисторные схемы фактически были кальками с ламповых.

В юности, я учился по учебникам с такими «неправильными» транзисторными схемами: по сути, ламповыми схемами, где вместо ламп включены транзисторы. В принципе эти схемы работали, но были весьма ущербными, потому что в них транзисторы использовались «не по своему назначению». Кстати, такие схемы до сих пор можно встретить в интернете. Особенно на германиевых транзисторах, которые сейчас активно рекламируют. Насчет германиевых транзисторов  разговор отдельный (не лучше они, чем кремниевые, не лучше!), но вот схемы на них в большинстве своем еще те самые – «неправильные».

Но с тех пор прошло уже 70 лет. Совершилось 5 или 7 «транзисторных революций», когда принципиально менялись технологии изготовления транзисторов. И кардинально менялись сами транзисторные схемы. К концу XX века транзисторные схемы стали совершенно другими, «специально транзисторными». Была хорошо разработана теория усилителей и правила применения в них транзисторов. Разработка микросхем дала правильное понимание того, как именно надо проектировать транзисторные схемы, чтобы максимально проявлялись достоинства транзисторов, а их недостатки никому не мешали.

И те «детские болезни», свойственные транзисторным усилителям, которыми до сих пор пугают покупателей, уже давно известны. И давно придуманы способы их либо снизить до приемлемого уровня, либо вообще избежать.

Например то, откуда берутся динамические искажения и как с ними бороться известно с 1971 года. И если кто-то в XXI веке сделает транзисторный усилитель, имеющий динамические искажения – то это либо очень плохой разработчик, либо инопланетный диверсант, пытающийся разрушить культуру землян.

Так что на сегодняшний день транзисторные усилители лучше ламповых в тех условиях, что я назвал: достоверность звучания. Вот искажения транзисторного усилителя при выходной мощности 60 Вт. Удается измерить всего три гармоники: вторую, третью и четвертую. И они все намного ниже порога заметности.

Гармоники транзисторного усилителя
Гармоники транзисторного усилителя

А вот воспроизведение того самого многочастотного сигнала усилителем на микросхеме TDA7293 с выходной мощностью примерно 40 Вт.

Всплески шума в районе 6, 18 и 30 кГц не считаются: это шум источника питания звуковой карты. Когда я делал это измерение, под рукой не оказалось блока питания. Пришлось использовать питание от USB, которое давало вот такой шум.

Сигнал из десяти частот после прохождения через реальный транзисторный усилитель
Сигнал из десяти частот после прохождения через реальный транзисторный усилитель

Вы видите комбинационные колебания? И я не вижу! Они настолько малы, что у меня не получилось их измерить. В результате выходной сигнал содержит только то, что подавалось на вход, и ничего больше! Плюс небольшую помеху 50 Гц, по причине наводок из сети.

Мое мнение 1

Лично мое мнение таково:

Всегда можно сделать транзисторный усилитель, который будет звучать лучше данного лампового. И сделать этот транзисторный усилитель будет проще, чем ламповый.

Хорошо звучащий ламповый усилитель сделать возможно. Но это очень-очень непросто. Гораздо проще сделать ламповый усилитель «как получится» и объявить, что его звук – это эталон, а все, кто сомневаются, в настоящем звуке ничего не понимают.

А еще лучше, если в ламповый усилитель добавить немного таинственных манипуляций: монтажный провод в виде серебряной моножилы, пайку оловом от шотландской оловянной тарелки XVI века (реально! есть в интернете!), специальные суперконденсаторы (существует ровно миллион советов использовать слюдяные конденсаторы, но кто из вас слышал, что у таких больших элементов нужно обязательно учитывать емкость между конденсатором и монтажом или шасси?).

Почтеннейшей публике очень нравится все таинственное (так уж устроен человек), вот она и клюет на рекламу ламповых усилителей.

Речь идет о звуковоспроизведении. Для исполнения музыки, где каждый музыкант ищет свое звучание, данный тезис не подходит. Хотя, современные компьютерные музыкальные системы умеют моделировать любое звучание: и ламповое, и транзисторное, и инопланетное.

4. Гибридный усилитель

Ламповый пуристы утверждают, что если к хорошему ламповому усилителю поднести транзистор (даже никуда не подключенный) ближе, чем на метр, то само присутствие презренного полупроводника испортит звук катастрофически. Если вы с этим согласны, то данный раздел можно не читать.

Гибридный усилитель по идее должен сочетать в себе достоинства транзисторов и ламп. Но, к сожалению, обычно получается наоборот: от ламп и транзисторов берутся самые их плохие качества и смешиваются в усилителе. Чаще всего это происходит из-за малограмотности разработчика. Иногда из-за того, что пытаются совместить несовместимое – увлекшись идеей гибридного усилителя, делают его из принципа, а не из технической необходимости. Поэтому действительно хорошие гибридные усилители встречаются очень редко.

Вот один из гибридных усилителей, который мне понравился (не скажу, что он звучит лучше всех, но звучит хорошо).

Гибридный усилитель
Гибридный моно усилитель весом 50 кГ.

Как он устроен – я не знаю. Но наверняка не так, как большинство «самодельных» разработок (описываемых на множестве интернет ресурсов и в DIY-журналах).

К сожалению, большинство гибридных усилителей устроено по принципу: «Давайте транзисторный выходной каскад подключим к ламповому драйверу». И соединяются два разных устройства, друг для друга не очень предназначенные и не совсем совместимые. «Давайте на самолет поставим двигатель с парохода! Ну или хотя бы трубу…»

Сначала гибридный усилитель должен быть проработан концептуально: что будет лучше сделать ламповым, что транзисторным и как эти части будут взаимодействовать и дополнять друг друга. И чаще всего это будут не просто одни каскады на лампах, а другие на транзисторах, а действительно гибридные усилительные каскады.

Вот пример хорошей конструкции (схема Джеффа Маколэя – Николай Сухов, Владимир Широков, Радиохобби №4, 1998, с.4-13): операционные усилители и транзисторы образуют источники тока, а выходные лампы работают с глубокой отрицательной обратной связью в качестве преобразователей ток-напряжение. Внимание, схема в первоисточнике содержит ошибку, как и эта, которая скопирована сюда без изменений.

Схема Джеффа Маколэя
Схема Джеффа Маколэя

Кстати, с точки зрения современной схемотехники получается очень удачная пара: ИТУН-ИНУТ, что в принципе может дать хороший результат.

Но не обязательно выдумывать что-то особенное. Многие «обычные» ламповые схемы работают намного лучше, если в них правильно добавить транзисторы. Классический пример – дифференциальный каскад. Поскольку ламповый источник тока в цепях катода требует дополнительного сложного источника питания, то обычно в катоды ставят резистор (это можно оправдывать как угодно, но это плохое решение и такая схема работает плохо). А вот источник тока на транзисторе может решить все проблемы. Если конечно вы допускаете применение этой полупроводниковой мерзости совместно с волшебными лампами.

Или еще одна схема хорошего лампового каскада – бета повторитель (β-повторитель):

бета повторитель (β-повторитель)
бета повторитель (β-повторитель)

Добавление транзистора увеличивает усиление схемы и снижает искажения и требуемое напряжение питания. При этом через транзистор сигнал не проходит и «не портится».

Очень много пользы можно получить, применив полупроводники в блоках питания. Кенотроны, разумеется, создают «волшебный звук», но их применение требует более мощного трансформатора с большим напряжением анодной обмотки. Реальная польза кенотронов – задержка подачи анодного напряжения до того момента, когда катоды остальных ламп нагреются. Но то же самое (и даже лучше) можно сделать при помощи таймера и реле. Как и полупроводниковую схему, которая будет поддерживать ток покоя выходных ламп по мере их старения все время оптимальным. В «настоящих Hi-End» усилителях такого не предусмотрено – там за этим должен следить владелец. Конечно, такое дорогое устройство не может быть просто инструментом, о нем надо заботиться. В общем, ламповый тамагочи.

С другой стороны, например ламповые усилители Константина Мусатова имеют очень много сервисных функций (скорее всего они оснащены микроконтроллером). Ток покоя ламп поддерживается оптимальным. Когда выходная лампа отработает свой ресурс, и ее параметры сильно «упадут», усилитель подаст сигнал о необходимости замены лампы. Также там предусмотрена плавная подача не только анодного напряжения, но и напряжения накала. И автоматический контроль состояния ламп. И все это реализовано на ненавистных транзисторах. Зато работает хорошо и на звук влияет только положительно.

Мое мнение 2

Мое мнение полностью совпадает с мыслью, высказанной еще 2500 лет назад: то, что используется к месту, правильно и по делу – то приводит к улучшению.

Гибридные усилители – это попытка совместить трудно совместимые вещи. И гораздо правильнее не пытаться приделать к паровозу крылья, а опираясь на современные знания и возможности, сделать то, что раньше без полупроводников, чисто ламповыми средствами, было сделать либо очень сложно, либо вообще невозможно.

5. Заключение

Судя по этой статье, может показаться, что я против ламп. Это не так. Я против всех тех мифов, которые понапридумывали вокруг них. Про их «волшебное звучание». Про то, что лампы одним только своим присутствием «облагораживают звук». Про то, что «настоящий звук» возможно получить только на лампах. Я против всего того обмана, которого так много в рекламе и маркетинге ламповой техники. Когда, например, в дешевый транзисторный усилитель с ужасными параметрами добавляют повторитель на вакуумном триоде (работающий с низким анодным напряжением в жутком режиме) и рекламируют как «суперзвук».

Да, лампы обладают «своим звучанием». Потому, что изменяют сигнал. Несмотря на то, что с технической стороны такое изменение называется искажениями, результат может вам понравиться. И даже очень.

А поскольку все лампы имеют разные параметры (да и выходные трансформаторы все разные), у каждой схемы получается «свой собственный звук», отличный от других. Очень может быть, что какой-то вариант звука вам понравится больше, чем другой. Вот только надо его найти. А для этого может быть придется сделать 30 разных схем – но ведь это не преграда на пути к счастью?!

В том-то и состоит главная на мой взгляд проблема, что как «хорошо звучащие» рекламируют абсолютно все ламповые усилители. Что говорят, будто само только присутствие вакуумной лампы делает звук хорошим. И при этом подсовывают нам примитивные а то и безграмотные схемы, которые в принципе не могут хорошо звучать.

И еще одна беда, связанная с рекламой ламп, состоит в том, что происходит подмена понятий. В массовое сознание впечатывается мнение, что звук не должен быть правильным, а должен быть красивым. Еда должна вам нравиться, а натуральные это продукты, или пластмасса со вкусовыми добавками – не важно.

Есть одна история, которую пересказывают уже 15 лет. Я впервые прочел ее в одном заслуживающем доверия источнике, так что вполне возможно, что это правда. Если и нет, то это вполне могло произойти. История такова. На одном из Hi-End шоу проводилось «слепое» сравнение аппаратуры. Аудиоустройства устанавливались в помещения, закрытые непрозрачной для света, но прозрачной для звука завесой. Жюри, оценивающая звук, слышало, как звучит то или иное аудиоустройство, но не видело их, чтобы быть беспристрастным. Один из сетапов получил оценку: «звучание тусклое и неинтересное». Когда открыли занавес, увидели, что в помещении играет живой струнный квартет.

Жюри настолько привыкло к приукрашенному «красивому» звуку, содержащему «красиво звучащие» искажения, что натуральный звук был забракован. Нужно ли нам такое?

На самом деле все зависит от того, что вы хотите получить. Правильно все то, что приближает к поставленной цели. Неправильно – то, что от цели отдаляет. Безразлично – то, что никак с поставленной целью не связано. Если ваша цель – сделать усилитель исключительно на лампах, то она вполне достижима. Будет ли его звучание вас устраивать, я не знаю. Но и цель ведь была не в звучании, не так ли?

Сделать действительно хороший ламповый усилитель – задача очень сложная. А сделать его начинающему – наверное, вообще из разряда невыполнимых. Хотя, если хотите – можете попробовать. Заранее рассчитывайте, что результаты вас могут не устроить: по сравнению с хорошим транзисторным усилителем ваш ламповый может звучать намного тише и не так естественно. Но если подойти к делу ответственно, можно получить вполне приличный (для ламповых) усилитель и приобрести интересный опыт.

Огромным достоинством лампового усилителя является его внешний вид. Такой усилитель великолепно смотрится на камине. В полумраке таинственно мерцают нити накала ламп, тихо играет музыка. На маленькой громкости искажения тоже маленькие и почти незаметны. А ты сидишь в мягком уютном кресле с любимой кошкой на руках и бокалом хорошего коньяка…

Именно по этой причине я завел себе ламповый усилитель. Точнее, его приобрел мой знакомый, прельстившись описаниями «теплого лампового звука». Только вот после прослушивания (усилитель покупался через интернет) парень решил, что этот звук просто ужасный и не для его ушей. И продал усилитель мне за символическую плату. Усилитель действительно выглядит намного лучше, чем звучит. Что делать, с физикой не поспоришь. Я начал его переделывать, чтобы получить максимум качества, но времени не хватает, вот и лежит этот усилитель разобранным уже больше года. Когда доведу его до ума, опубликую. Даже если хорошего звука мне достичь не удастся, увидим, что можно получить в домашних условиях обычному человеку.

PS. Я уверен, что эту мою статью многие прокомментируют так: «Автор совершенно не разбирается в звуке, особенно ламповом». Посторонние люди всегда знают нас лучше, чем мы знаем себя сами. Не так ли?

PPS. Я не против подискутировать на эту тему. Но с условиями, что не будем спорить о вкусах, не будем навязывать свои вкусы другим (этим и так активно и навязчиво занимается реклама), и аргументы будут научно обоснованными: в заклинаниях и ритуалах я не разбираюсь и не могу квалифицированно о них говорить. Даже если эти заклинания будут выглядеть очень наукообразно, что сейчас встречается сплошь и рядом.

Total Page Visits: 339 - Today Page Visits: 2