Ламповый звук

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Ламповый УНЧ любительской постройки

«Ламповый звук» — термин, возникший в начале 70-х годов в среде любителей звукозаписи и электромузыкальных инструментов, обозначающий характерную тембральную окраску звука, воспроизводимого аудиосистемой, содержащей усилительный тракт, выполненный на электронных лампах, а также саму ламповую звукотехническую аппаратуру.

Появление термина связано с началом распространения транзисторных усилителей. Спектр сигнала транзисторных усилителей первых поколений был богат высшими гармониками, вплоть до 11-ой[1]. У ещё распространённых в указанные годы усилителей на радиолампах в спектре их сигнала содержится небольшое количество гармоник (не более пяти)[1], из-за чего наблюдается более «мягкий» звук, или как его часто называют — «тёплый», «ламповый».[2]

Ряд авторов причиной «транзисторного» звука считают не сам транзистор, а отрицательную обратную связь, которая характерна для схемотехники транзисторных усилителей. Этот аргумент весьма спорный, так как значительная часть ламповых усилителей (а промышленного изготовления — почти все) также имеет ООС, причём у промышленных ламповых усилителей последних поколений глубина ООС была даже выше, чем у транзисторных усилителей тех же лет.

Строго говоря, приверженцы «лампового звука» придерживаются различных точек зрения на указанную тематику: научной, эстетической и эзотерической. Сторонники научной точки зрения аргументируют свои доводы физическими особенностями усиления сигналов электровакуумными и полупроводниковыми приборами. Сторонники эстетической точки зрения, как правило, не уделяют внимания физическим основам усиления сигналов, но и не отрицают их, а преимущества ламповой аппаратуры аргументируют исходя из музыкальных пристрастий, слухового опыта. Сторонники эзотерической точки зрения отвергают научные объяснения, а зачастую и эстетическую сторону прослушивания музыкальных произведений, а преимущества ламповой аппаратуры аргументируют апеллированием к мистике, оккультизму, фетишизму[[Категория:Википедия:Нет источников с Ошибка: неправильное время]]Ошибка выражения: неожидаемый оператор <Ошибка выражения: неожидаемый оператор <.

Следует отметить, что несмотря на популярность ламповой аппаратуры в 1990-е — 2000-е годы и обилие публикаций на эту тему в интернет-источниках и нерецензируемых печатных изданиях (как рекламного, так и технического характера), публикаций в рецензируемых источниках, посвященных проблеме «лампового звука», практически нет. Поэтому настоящая статья построена на данных, полученных в основном из интернет-источников.

После небывалого взлёта популярности в 1990—2000-х годах «ламповый звук» сегодня переживает не лучшие времена и его будущее весьма туманно[[Категория:Википедия:Нет источников с Ошибка: неправильное время]]Ошибка выражения: неожидаемый оператор <Ошибка выражения: неожидаемый оператор <.

Научное обоснование и критика[править | править вики-текст]

Признавая факт устаревания электронных ламп как усилительных приборов, большие массогабаритные характеристики и низкую энергетическую эффективность ламповых устройств, сторонники «лампового звука» обычно высказывают следующие аргументы в пользу превосходства усилителей на электронных лампах:

  1. Электронные лампы, особенно триоды, имеют очень широкий линейный участок ВАХ, что позволяет отказаться от отрицательной обратной связи по переменному току или снизить её глубину. Например, у лампы 6Н1П линейный участок анодной характеристики имеет длину в 110В, а анодно-сеточной - почти 10В. Транзисторы, в особенности биполярные, обладают большей нелинейностью, из-за чего в аудиоаппаратуре применяются чаще всего с отрицательной обратной связью (ООС) либо с местной ООС, охватывающей один каскад, но, как правило, с общей ООС, охватывающей весь усилитель.
  2. ВАХ электронных ламп практически не зависит от температуры окружающей среды (так как температура накаленного катода существенно выше), следовательно не нуждаются в глубокой ООС по постоянному току для стабилизации режима каскада.
  3. Наличие глубокой ООС в усилителе приводит к искажению динамических характеристик сигналов[3][4][5], что особенно заметно при воспроизведении ударных и струнных инструментов (появляются выбросы на фронтах импульсных сигналов). В этом плане ламповые усилители, которые обычно строятся без ООС, имеют преимущества.
  4. Электронные лампы, особенно пентоды (лучевые тетроды), характеризуются очень высокими коэффициентами усиления, что позволяет строить усилители с малым числом каскадов (2 — 3), что снижает общий уровень искажений.
  5. В ламповых усилителях практически всегда используется выходной трансформатор, применение которого позволяет оптимально согласовать оконечный каскад с нагрузкой и тем самым снизить уровень искажений, вносимых оконечным каскадом. Исключение составляют ламповые усилители для наушников со сравнительно высоким сопротивлением, которым выходной трансформатор не требуется.
  6. Меньший уровень интермодуляционных искажений, который объясняется отсутствием высших гармоник в спектре лампового усилителя[1]. С точки зрения сторонников «лампового звука», интермодуляционные искажения являются ключевым недостатком транзисторных усилителей.
  7. В ламповых усилителях при превышении максимального уровня происходит мягкое ограничение, которое менее заметно на слух и меньше обогащает сигнал гармоническими искажениями, чем жёсткое ограничение, которое имеет место в транзисторных усилителях.

Противники лампового звука приводят контраргументы каждому доводу:

  1. Для линейного усилителя важна не абсолютная длина линейного участка ВАХ активного элемента (выраженная в вольтах), о её отношение к напряжению питания каскада. Транзисторы не имеют столь длинного линейного участка ВАХ, но могут работать при существенно меньших напряжениях, нежели триоды, что нивелирует указанный недостаток транзисторов.
  2. Температурный режим может быть стабилизирован и для транзисторного каскада с использованием системы охлаждения.
  3. Принципиальной необходимости в ООС в транзисторных усилителях тоже нет. Просто схемотехника ламповых каскадов была разработана ещё в 20-е — 30-е годы, когда теория ООС была ещё недостаточно разработана. Транзисторная схемотехника возникла позже и в ней уже применялись все знания теории ООС. Однако транзисторные (особенно на полевых транзисторах) каскады без ООС вполне работоспособны. С другой стороны, правильное применение общей ООС (её глубина, частотная коррекция) в сочетании с улучшением исходных характеристик усилителя без ООС (увеличения быстродействия путем применения выходных транзисторов с высокой граничной частотой, и снижения искажений путём выбора режима работы транзисторов)[6] позволяет минимизировать гармонические, интермодуляционные и динамические искажения.
  4. Пентоды и лучевые тетроды характеризуются высоким коэффициентом усиления, но их линейность гораздо хуже, чем у транзисторов. Поэтому любители «лампового звука» редко применяют многосеточные лампы в своих разработках или используют их в триодном включении. А триоды имеют значительно меньшие коэффициенты усиления, чем транзисторы.
  5. Нет принципиальных ограничений на использование выходного трансформатора в транзисторных усилителях. Более того, транзисторные усилители с выходными трансформаторами изготавливаются любителями и выпускаются серийно.
  6. Теория интермодуляционных искажений появилась уже после заката эры ламповой звукотехники и в настоящее время активно развивается именно для транзисторных усилителей. Для ламповых усилителей этот вопрос практически не исследован. Поэтому ламповые и транзисторные усилители сравнивать по этому критерию практически невозможно.
  7. В транзисторных усилителях тоже можно достичь режима мягкого ограничения, путём некоторого усложнения схемотехнических решений.

Дополнительно указываются следующие недостатки усилителей на электронных лампах:

  1. Электронные лампы характеризуются дробовым шумом, который очень слабо выражен в полупроводниках.
  2. Электронные лампы нуждаются в подогреве катода. Помимо дополнительных затрат мощности, цепи накала создаёт паразитные связи между каскадами и является причиной так называемого гудения — возникновения колебаний тока анода под действием переменного магнитного поля, создаваемого нитью накала.
  3. Электронные лампы, особенно мощные, характеризуются малым сроком службы. С учетом того, что в усилителях класса А лампы работают в режимах, близких к предельно допустимой рассеиваемой мощности, их срок службы ещё сокращается.
  4. Электронные лампы устанавливаются в панельку, что приводит к возникновению дополнительной пары контактов.
  5. Критика транзисторных усилителей, приводимая сторонниками «лампового звука» относится, в основном, к первому поколению этих приборов, технические характеристики которых действительно существенно уступали ламповым аппаратам последних поколений. С тех пор характеристики транзисторов кардинально улучшились, появились мощные полевые транзисторы и принципиально новые схемотехнические решения (например, усилители, работающие в классе D), в то время как разработка новых поколений электронных ламп вовсе не ведется уже в течение полувека.
  6. Наличие в ламповом усилителе выходного трасформатора тоже заслуживает критики, так как сам трансформатор вносит в выходной сигнал значительные искажения, как нелинейные, так и частотные. Кроме того, транзисторный бестрансформаторный усилитель имеет весьма малое выходное сопротивление (значительно меньшее, чем типичные значения импеданса акустических систем), что положительно влияет на подавление (демпфирование) собственных паразитных низкочастотных колебаний динамических громкоговорителей.

Кроме того, основные декларируемые достоинства электронных ламп как усилительных приборов могут быть реализованы фактически только в однотактных усилителях, работающих в классе А без ООС, что сильно ограничивает эксплуатационные характеристики ламповых усилителей:

  1. Малая выходная мощность. Для наиболее распространенных ламп она лежит в пределах от 1,5 до 10 Вт (300B, 6П45С). Лишь мощные лампы ГМ-70 и 6С33С позволяют получить в данном режиме до 20 Вт выходной мощности. Однако применение этих ламп затруднено их большим тепловыделением (ГМ-70 в данном режиме выделяет 140 Вт, 6С33С — 120 Вт) и крайне низким коэффициентом усиления;
  2. Низкий коэффициент демпфирования — даже при применении триодов с низким внутренним сопротивлением (6С19П, 6С33С) он не превышает 10;
  3. Проникновение пульсаций выпрямленного напряжения на выход усилителя;
  4. Нестабильность режима работы усилителя при изменении напряжения питания;
  5. Низкий общий коэффициент усиления.

Эти особенности предъявляют ряд противоречивых требований к акустическим системам и источникам сигналов, что в итоге нивелирует преимущества ламповых усилителей:

  1. Акустические системы должны обладать высокой чувствительностью при низкой добротности. Создание такой АС и динамических головок для неё представляет собой сложнейшую инженерную задачу. Поэтому АС, пригодные для работы с ламповыми усилителями стоят значительно дороже АС такого же класса для транзисторных усилителей.
  2. Источник сигнала, с одной стороны должен обладать большим размахом выходного напряжения, а с другой стороны иметь низкий уровень шумов и низкий уровень нелинейных искажений. Этим требованиям отвечают лишь некоторые, причем достаточно дорогие, типы ЦАП. Применение аналоговых источников сигнала с ламповыми однотактными усилителями чрезвычайно затруднительно.
  3. Ламповый усилитель нуждается в сложном блоке питания с большой емкостью конденсаторов.

В силу указанных особенностей в полной мере раскрыть все преимущества лампового усилителя практически невозможно.

Основные течения и ответвления[править | править вики-текст]

По состоянию на конец первого десятилетия XXI века «ламповый звук» можно рассматривать как широко известное явление. В мире выпускаются ламповые усилители, использующие как классическую, так и новую схемотехнику, издается новая литература по ламповой схемотехнике, существуют интернет-ресурсы, посвящённые этой тематике. Тем не менее, среда поклонников «лампового звука» неоднородна, как и не однородны типы ламповой звукотехники. Поэтому здесь следует выделить ряд основных идейных течений и ответвлений от них.

Коммерческие реализации[править | править вики-текст]

В 90-х годах 20-го века в различных странах, прежде всего в Японии, США, Германии и России, а позже на Тайване и в Китае был основан ряд компаний, специализирующихся на выпуске ламповой звукотехнической аппаратуты и акустических систем для неё. Изделия данных компаний выпускаются различными тиражами и имеют широкий диапазон цен, от low-cost решений китайских производителей (в частности под торговой маркой Music Angel) до штучных изделий ценой в сотни тысяч долларов, например Ongaku фирмы AudioNote (Япония). Для комплектации такой продукции электронными лампами были вновь пущены производственные мощности ряда заводов, в том числе ПО «Светлана». Была начата разработка новых типов электровакуумных приборов, например лампа SV572. Мировой экономический кризис 2008-го года сильно снизил спрос на подобные сверхдорогие изделия. К тому же ряд производителей элитной полупроводниковой аппаратуры выпустил на рынок принципиально новые изделия, по качеству звучания значительно превосходящие ламповые, да и сами потребители столкнувшись на деле с «ламповым звуком» и поняв, что по большому счету, ничего выдающегося в нем нет начали терять к нему интерес. В результате многие производители новой ламповой аппаратуры обанкротились или перепрофилировались. Пришло в окончательный упадок и производство электронных ламп. Новые их типы так и не были выпущены серийно. Будущее этой отрасли весьма туманно. Вполне возможно, что через определённый период времени придёт очередной всплеск интереса к «ламповому звуку», но наиболее вероятно, что этого уже не произойдёт, так как интерес 90-х — 2000-х годов был, по большей части, подогрет поколением людей, которые ещё застали «ламповую эпоху» и ассоциируют ламповый звук не столько с высокой верностью воспроизведения, сколько с воспоминаниями молодости. Дефицитность винтажных компонентов также ставит под сомнение возможность коммерческого успеха ламповых проектов в будущем.

Hi-End[править | править вики-текст]

Представители данного направления рассматривают ламповые усилительные системы как средство достижения наилучшего качества звуковоспроизведения. Однако данное течение также является неоднородным и в нём можно выделить ряд ответвлений, отличающихся, в основном, критериями качества звуко­вос­произ­ве­де­ния. Здесь следует понимать не числовые значения показателей качества, а сам набор этих показателей. В частности, ряд конструкторов звукотехники (например, Ю. А. Макаров[7]) во главу угла ставят такой фактор, как приведённая скорость нарастания напряжения выходного сигнала и значение его низшей граничной частоты, а также выходное сопротивление (т. н. dumping factor). Другие авторы (например, японские: Х. Кондо, С. Сакума или российские: А.М. Лихницкий, А.И. Иванов) большее внимание уделяют гармоническому составу выходного сигнала. При этом практически все последователи направления Hi-End сходятся в том, что мощность выходного сигнала не является определяющим фактором.

Представители данного направления в основном развивают схемотехнику однотактных выходных каскадов, но встречаются и приверженцы двухтактных. Тем не менее, практически представители данного направления придерживаются презумпции объективных характеристик над субъективными оценками. Это, в частности, определяет выбор ламп и других компонентов не по звуковой сигнатуре, а по данным инструментальных исследований.

Достаточно часто разработки, выполненные представителями данного направления, продаются (в том числе с аукционов) или делаются на заказ. Но, чаще всего, это конструкции, которые их авторы реализуют для себя и не планируют их коммерческий успех. В подавляющем большинстве случаев после запуска в работу устройства непрерывно модернизируются их авторами.

«Тёплый звук»[править | править вики-текст]

Представители данного направления априори не отказываются от высокой верности звуковоспроизведения, но при этом считают, что главная задача аппаратуры — «вовлекать в музыку». Это определяет основной подход к построению аппаратуры представителями данного направления — компоненты подбираются не только по техническим характеристикам, а по «звучанию». При этом авторы часто используют компоненты, например, радиолампы, в режимах, отличных от рекомендованных, зачастую, с превышением предельно допустимых параметров.

Указанное направление также имеет ряд ответвлений. Часто представители данного направления, неверно понимая физические и психоакустические особенности «лампового звучания», начинают применять лампы и в тех узлах звукотехнической аппаратуры, где использование ламп либо вообще не оказывает влияние на прохождение сигналов звуковой частоты (например, в стабилизаторах питания накальных цепей других ламп усилителя), либо, где использование ламп нецелесообразно по причине высокого уровня микрофонного эффекта, а их линейность не играет никакой роли (например, во входных каскадах микросигнальных цепей: RIAA-корректорах, усилителях воспроизведения магнитофонов). Встречаются и совершенно абсурдные решения, как использование ламповых генераторов сигналов для тактирования цифровых устройств, например, проигрывателей компакт-дисков[8]. Как правило, такие решения предлагают технически некомпетентные авторы.

Существуют также и радикальные течения, представители которых полностью игнорируют схемотехнические аспекты использования ламп и других компонентов, ставя на первое место субъективные ощущения от прослушивания и бренды применяемых компонентов. Указанные лица оперируют такими лженаучными понятиями, как «направленность проводника»[9][10][11]. Среди представителей радикального направления пользуются популярностью винтажные электронные компоненты, выпущенные в 20-е и 30-е годы такими фирмами как «Вестерн Электрик», «Клангфилм», «Telefunken» и др., как, якобы, обладающие «исключительной способностью вовлекать в музыку» и «передачей эмоций без потерь и искажений»[12]. Свою техническую некомпетентность указанные авторы и их поклонники пытаются маскировать своим «тонким музыкальным слухом», «посвящённостью» и другими субъективистскими аргументами. При этом, аргументируя применение древних компонентов, авторы часто демонстрируют своё полное непонимание как принципа их действия, так и технологических особенностей. Например, утверждая, что современный провод «не может звучать», автор рассуждает от преимуществах применения провода из бескислородной меди, выпущенного в 30—40-х годах, не понимая, что в указанные годы бескислородная медь ещё серийно не производилась и не применялась при производстве проводов (даже специальных), но все современные провода (даже низшего ценового диапазона) выпускаются только из бескислородной меди.

Радиолюбительские конструкции[править | править вики-текст]

Радиолюбительские ламповые звукотехнические устройства обычно создаются в целях эксперимента — «прикосновение к истории» или получения лампового звука — «за разумные деньги». Это направление популярно во всем мире. Важно и то, что любительская постройка лампового усилителя значительно проще с позиций схемотехники по сравнению с полупроводниковыми устройствами, требующими гораздо большего числа элементов и точного расчета всех цепей, что часто является определяющим фактором для радиолюбителя. Зачастую характеристики самодельных устройств весьма скромные по сравнению не только с заводскими ламповыми усилителями класса Hi-End, но и с аналогичными самодельными усилителями на полупроводниковых приборах. Часто радиолюбители ставят своей задачей создать схемотехнически оригинальную конструкцию, без особой оглядки на качество звучания: например, с управлением пентодом не по первой, а по второй сетке[13] или, например, цирклотрон[14] или использование электронно-светового индикатора («магического глаза») в качестве усилительной лампы.

С середины 1990-х годов российский радиолюбитель А. И. Манаков (известный в радиолюбительском интернет-сообществе как Гэгэн) опубликовал описание ряда любительских усилителей на электронных лампах, построенных по схемам, сильно отличающимся от классических и обладающих достаточно высокими характеристиками. Вне интернет-сообщества эти конструкции были популяризированы в книге М. В. Торопкина «Ламповый Hi-Fi усилитель своими руками».

В 2005 году интерес к несложным любительским ламповым конструкциям был подогрет публикацией в журнале «Радио» цикла статей С. Н. Комарова, посвящённым схемотехнике двухтактных усилителей[15]. После данного цикла статей, публикации в журнале «Радио», посвящённые ламповой звукотехнике стали регулярными.

Следует отметить, что интерес к самодельным ламповым устройствам в середине 2000-х годов вызвал бурный рост цен на электронные лампы, трансформаторы, обмоточный провод, винтажные динамики и другую сопутствующую продукцию. В результате этого, а также по причине того, что все данные изделия уже давно не выпускаются серийно и стали дефицитными, в начале 2010-х годов интерес к ламповой схемотехнике в среде радиолюбителей вновь упал. Падению интереса также способствовал и тот факт, что создать принципиально новые схемотехнические решения на электронных лампах уже практические невозможно. Поэтому многие технические форумы по «ламповому звуку», популярные в середине 2000-х годов либо уже покинуты пользователями, либо перепрофилировались на эстетико-эзотерическую и коммерческо-потребительскую тематику или превратились в доски объявлений.[источник не указан 354 дня]

Винтажная аудиотехника[править | править вики-текст]

Ряд любителей лампового звука отдают предпочтение только серийной винтажной аппаратуре, выпущенной в годы расцвета ламповой схемотехники. Обычно к этой категории относятся любители музыкальных произведений прошлых лет (30-е — 60-е годы ХХ века). Их основная аргументация в общих чертах такова: «музыку 60-х нужно слушать на аппаратуре 60-х». Представители данного направления обычно не производят модернизацию аппаратуры и ограничиваются лишь её ремонтом.

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

Ниже представлены ссылки на наиболее популярные и наиболее цитируемые русскоязычные интернет-ресурсы по «ламповому звуку»:

  • Аудиопортал — один из крупнейших многопрофильных ресурсов указанной тематики
  • Любимые лампы — домашний сайт радиолюбителя Сергея Комарова, целиком посвящённый ламповой звуко- и радиотехнике, как исторической, так и современной. В основном — радиолюбительские конструкции.
  • Hi End — по-русски! — домашний сайт Сергея Сергеева.
  • Винтажная электроника своими руками — самостоятельное создание hi-end ламповых усилителей радиолюбителями.
  • Наш аудиопортал — украинский ресурс по ламповому звуку
  • HiFi&HiEnd своими руками — домашний сайт Михаила Торопкина — один из старейших в Рунете по данной тематике
  • Welcome to ALTOR — домашний сайт Александра Торреса — ламповая и полупроводниковая звукотехника.
  • КлассикАудио — в основном обсуждается винтажная аппаратура и любительские конструкции на винтажных компонентах
  • Сквозь асфальт — сайт Анатолия Марковича Лихницкого. Авторские статьи в области звукотехники. Ранние — научно-технические, поздние — эстетико-эзотерические.
  • Форум АМЛ — форум А. М. Лихницкого. В основном эзотерической направленности.


Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 Феномен "Транзисторного" звучания: Журнал "Радио", 1981 г., № 12, с. 36 — 38.
  2. Арзуманов С. В. — Секреты гитарного звука — Москва: Издатель Смолин К. О., 2003 г., стр. 127—128
  3. Динамические искажения в усилителях мощности с дифференциальным входом: Журнал «Радио»,1981 г., № 1, с.38 — 39.
  4. Динамические искажения в транзисторных усилителях НЧ: Журнал «Радио», 1976 г., № 4, с. 41 — 42.
  5. О влиянии динамических искажений на восприятие тембра: Журнал «Радио», 1981 г., №7—8, с.35 — 36.
  6. К вопросу об оценке нелинейных искажений УМЗЧ: Журнал "Радио", 1989 г., № 5, с.54 — 57.
  7. Маэстро Гроссо Ю. Макарова — Форумы АУДИО ПОРТАЛ
  8. Ламповый клок с выходным трансформатором, на 6Ж9П(E180F) — Ламповые клоки — Abbas audio
  9. naumov-audio О направленности проводников
  10. В гостях у Александра Клячина :: Направление проводов
  11. Построение усилителя с учетом направлений электрических компонентов
  12. Выходные трансформаторы для 6С4С — Форум А. Лихницкого
  13. Раскачка по второй сетке: что, зачем, как?
  14. Circlotron 6П14П
  15. Новые разработки на радиолампах