Ламповый звук

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

«Ламповый звук» — термин, возникший во второй половине XX века в среде любителей звукозаписи и музыкантов для обозначения отличий в звучании музыки, прошедшей усилительный тракт, выполненный на электронных лампах, от музыки, записанной или воспроизведённой с помощью усилителей на транзисторах. Популярность противопоставления «тёплого», «мягкого», «комфортного» лампового звука и «беспристрастного, мониторного» звучания твердотельного усилителя разные исследователи приписывают смеси (в разной степени) эмоциональных, технических и коммерческих причин.

Области применения радиоламп[править | править вики-текст]

Выделяются три слабопересекающиеся и мало влияющие друг на друга области применения радиоламп в записи и воспроизведении музыки[1].

Во всех трёх областях в конце XX века наблюдался быстрый рост применения ламп[1]. Эффекты от применения ламп в разных областях отличаются; объединяет все три применения по сути лишь использование однотипных ламп и схемотехнических приёмов.

Гитарные усилители[править | править вики-текст]

Исследователи единодушны в том, что ламповые усилители, используемые с электрогитарами, вносят в звук специфические искажения — а музыкантам и любителям музыки эти искажения нравятся, ламповый звук описывается как «округлённый» и «пробивной», а транзисторный — как «тонкий», «пустой», «металлический»[2]. Называются несколько причин такого предпочтения:

  • гитарные усилители часто используются для того, чтобы существенно изменить звук гитары, и потому являются по сути частью инструмента. Аккуратность воспроизведения звука в таком случае бессмысленна, и оценка качества может производиться лишь субъективно[1];
  • использование ламповых усилителей во время становления рок-музыки в 1950—1960-х годах привёло к тому, что искажения, создаваемые простейшими ламповыми усилителями без обратной связи, стали стандартом звучания для электрогитар[1];
  • поведение лампового усилителя при насыщении создаёт эффект медного духового инструмента[1][3];
  • слабое регулирование источника питания в ламповых усилителях вызывает эффект «касания»: при усилении звука напряжение питания падает с небольшим ослаблением громкости[4];
  • особенности сжатия амплитуды сигнала при использовании лампового усилителя, возможно, влияют также на акустическую обратную связь между динамиками и струнами гитары в концертной обстановке[1].

Эти причины заставляют конструкторов твердотельных гитарных усилителей имитировать дефекты ламповых усилителей, изготовители пытаются это делать в течение десятилетий — с переменным успехом, так как многие музыканты предпочитают настоящие радиолампы. Э. Барбур объясняет разницу в звуке британского и американского рока разницей в усилителях: на заре британского рока, в 1962 году, Дж. Маршалл сконструировал в Лондоне свой собственный гитарный усилитель, использовавший дешёвые и маломощные лампы. Из-за высокой перегрузки звук усилителя был «хрустящим», что и стало классическим звучанием английского рока. В США популярным производителем был «Фендер», профессиональные модели которого характеризовались «звенящим» звуком и сильными компрессионными эффектами из-за использования в источнике питания вакуумного выпрямителя и связанной с этим слабой зарегулированности напряжения питания[1].

Звучание бас-гитары не улучшается от внесения искажений, потому усилители для бас-гитар быстро перешли на транзисторы, хотя интерес к ламповым версиям вновь возник в 1990-е годы[1].

Рынок гитарных усилителей по состоянию на конец XX века потреблял около трёх четвертей производимых ламп[1].

Студийное оборудование[править | править вики-текст]

В студиях звукозаписи ламповые схемы чаще всего применяются для усиления сигналов в конденсаторных микрофонах для записи голоса. Лампы в этой ситуации имеют два преимущества[1]:

  • крайне высокое входное сопротивление позволяет снизить искажения в самом микрофоне;
  • высокий динамический диапазон и мягкое насыщение уменьшают искажения в случаях, когда громкость голоса певца в пике превышает ожидаемый уровень.

С 1985 года стали вновь пользоваться спросом среди инженеров в студиях звукозаписи и традиционные ламповые усилители, при этом особую популярность приобрело оборудование прошлых лет (1949—1970-х годов). Э. Барбур объясняет это особенностями искажений тех усилителей, создающими эффект «мягкого» звука; более современные ламповые усилители не имеют этих дефектов и потому звучат ближе к «жёстким» транзисторным[1].

Аппаратура «хай-фай»[править | править вики-текст]

Ламповые усилители нашли нишу на рынке «хай-фай» — высококачественной (и очень дорогой) аппаратуры звуковоспроизведения, рассчитанной на любителей звукозаписи. Как и предыдущие две области применения, эту отличает наличие коммерчески значимого количества людей, предпочитающих ламповый звук транзисторному, или из-за особенностей звуковосприятия, или вследствие привычки (Э. Барбур отмечает, что возраст большинства аудиофилов — 30-50 лет в конце XX века — означает, что они в детстве росли под звук рок-гитар)[1].

Роль ламп в этой области вызывает наибольшие споры: «„ламповый звук“ — это устойчивый миф, в который каждый вкладывает своё собственное понимание» (А. Гриф[5]).

Некоторые исследователи рассматривают популярность лампового звука как чисто культурный феномен. Так, культуролог В. Софронов-Антомони[6] сводит популярность радиоламп среди аудиофилов к сформировавшемуся обществу потребления и связанному с избытком потребления убеждению, что существуют технические устройства для записи и воспроизведения музыки, которые обладают «нечто», неким Иксом, который делает их способным донести до слушателя «волшебство» (Икс) музыки (в ту же категорию Софронов-Антомони относит и растущую на рубеже XX—XXI веков популярность виниловых грампластинок). Близкую позицию занимает Л. Ганкин, который считает «тёплый ламповый звук» мемом, символом уюта, вроде пледа и связывает его со стремлением человека к неидеальности и хрупкости, которые в избытке демонстрируются теми же грампластинками[7].

С другой стороны, предлагаются чисто технические объяснения предпочтению усилителей на лампах, от откровенно псевдонаучных («Электроны, летящие в вакууме, движутся несколько иначе, чем электроны, протекающие в переходах транзистора. Этим объясняется мягкость звучания ламповых усилителей»[8]) до серьёзных исследований в рецензируемых технических журналах, которые поясняют, почему неаккуратно сконструированный усилитель на транзисторах будет порождать заметные на слух искажения (см. следующий раздел).

Особенности лампового звука[править | править вики-текст]

Обсуждение отличий лампового звука от транзисторного — это область дискуссий, которая как «на заказ» приспособлена для горячих споров[1]. Музыка создаётся и прослушивается людьми, а функционирование нелинейных систем в цепочке «ухо-мозг» наукой изучено очень слабо. Объективные измерения искажений с помощью приборов потому не очень полезны — ведь особенности человеческого восприятия приводят к тому, что некоторые типы искажений неприятны в малых количествах, а другие не вызывают раздражения при высоких уровнях. Определённые искажения могут даже восприниматься положительно: «Когда кто-нибудь говорит, что у этого гитарного усилителя большой и толстый звук, то частично это связано с насыщением выходного трансформатора»[1].

Отала и Лейнонен[9] отмечают, что в ситуации, когда ламповый и транзисторный усилители согласно формальным измерениям не отличаются до уровней, нечувствительных для человеческого слуха — но различия всё-таки слышны — возможны лишь комбинация из двух ответов:

  1. традиционные (на 1977 год) измерения усилителей до некоторой степени не отражали особенностей, важных для звуковосприятия;
  2. стандартные методы измерения усилителей не улавливали существенных искажений.

Эксперименты Хэмма[править | править вики-текст]

Исследователи проявили интерес к феномену лампового звука уже в начале 1970-х годов. Одна из ранних работ была выполнена в 1972 году Р. Хэммом[3]. Хэмм постулировал, что:

  • «тонкую» разницу между транзисторным и ламповым звуком может уловить «каждый», если «слушать внимательно». При этом некоторые люди смогут описать разницу словами, а некоторые — лишь высказать предпочтение (в пользу лампового звука);
  • искажения нужно измерять на слух с помощью экспертов-музыкантов и звукооператоров, а не через замеры инженеров-схемотехников;
  • обнаружить существенную разницу удалось лишь в двух случаях: предусилители и выходные каскады. В обоих случаях электроника в этом месте сопряжена с механическими устройствами;
  • в практике студий звукозаписи при использовании твёрдотельного предусилителя применялся резистивный аттенюатор входного сигнала. При тех же микрофоне и допустимом диапазоне входного сигнала в случае лампового предусилителя аттенюаторы не применялись. Хэмм потому сделал вывод, что усилители на практике перегружаются и изучать следует поведение усилителей в случае перегрузки.

В эксперименте Хэмм предложил неформальной группе студийных инженеров прослушать одни и тот же звук, улавливаемый одним и тем же микрофоном, но проходящий через три переключаемых исследователем усилителя (на лампах, транзисторах и операционных усилителях) и с разными уровнями ослабления сигнала микрофона. Обнаружилось, что все три усилителя неотличимы на слух, пока уровень входного сигнала находится в допустимых границах. Однако, поведение усилителей при перегрузке (наблюдаемой на практике), сильно отличалось:

  • искажения, вносимые ламповым усилителем, не были заметны на слух до уровня входного сигнала, превышающего допустимый уровень на 20 децибел;
  • в случае транзисторного усилителя, искажения были слышны при превышении на 10 децибел;
  • предусилитель на операционных усилителях демонстрировал искажения уже на уровне +5 децибел.

Хэмм связал полученные результаты с разным набором гармоник, порождаемых усилителями при перегрузке:

  • вторая гармоника отстоит от основного тона на октаву и потому плохо слышна, однако создаёт ощущение «полноты» звука;
  • третья гармоника ощущение «покрытости», ограниченности звука;
  • комбинация второй, третьей, четвёртой, пятой гармоник создаёт ощущение «медного», полного звука;
  • нечётные гармоники более высокого порядка (седьмая и выше) музыкально не связаны с основным тоном и потому ухо чувствительно к ним, воспринимая их при этом также как показатель громкости (видимо, из-за того, что количество этих гармоник повышается, когда музыкальный инструмент играет громче).

Хэмм связал плохой результат твердотельных усилителей при перегрузках с повышенной генерацией ими высоких гармоник, которые человеческий слух воспринимает как искажения или просто шум. По Хэмму, особенности лампового усилителя приводят к тому, что он лучше работает в качестве импровизированного компрессора аудиосигнала в неизбежных на практике случаях перегрузки[10].

Влияние обратной связи[править | править вики-текст]

У. Хоге[11] в заметке отмечает, что его анализ усилителей, звук которых музыканты описывали, как «транзисторный», всегда выявлял использование компонент с малым частотным диапазоном и, как следствие, большим уровнем обратной связи. Он указывает на работы М. Отала[12], изучавшего динамические искажения, которые не обнаруживаются при анализе синусоидальных сигналов и предлагает правило: «используя компоненты с частотным диапазоном (без обратной связи) меньше, чем диапазон сигнала, вы попадёте в ловушку переходных интермодуляционных искажений».

Отала и Лейнонен[9] напрямую связали ламповый звук с отсутствием или невысоким уровнем обратной связи в усилителях на лампах. По их замечанию, наличие выходного трансформатора в ламповых схемах и его сложная передаточная функция не позволяли использовать обратную связь с уровнем выше 20-30 дБ, но даже в этих случаях эксперты отмечали эффект «завесы», которая возникала в звуке при высоком уровне обратной связи. После появления транзисторных усилителей погоня за малым уровнем гармонических и интермодуляционных искажений привела к тому, что в продаже появились усилители с глубиной обратной связи до 60-100 дБ. Вывод исследователей: глубокая обратная связь (на уровне 60 дБ), внесённая в усилитель с целью получить бессмысленно низкий уровень гармонических искажений, приводит к очень сильным динамическим искажениям, которые могут перегрузить усилитель и породить гигантские искажения даже в случаях, когда уровень входного сигнала остаётся в формально допустимом диапазоне[13].

В конце 1970-начале 1980-х годов ряд статей в журнале «Радио» также относили особенности транзисторного звука к наличию искажений динамических характеристик сигналов[14][15][16] (особенно заметных при воспроизведении ударных и струнных инструментов — в виде выбросов на фронтах импульсных сигналов) и меньшему уровню интермодуляционных искажений в ламповых усилителях, который объяснялся отсутствием высших гармоник в спектре лампового усилителя[17].

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Barbour, 1998.
  2. Bussey, 1981.
  3. 1 2 Hamm, 1973.
  4. Sag. // Aspen Pittman. The Tube Amp Book. Hal Leonard Corporation, 2003. С. 231. (англ.)
  5. А. Гриф. Конструкции и схемы для прочтения с паяльником, Т. 2 Солон, М., 2010. С. 5.
  6. Владислав Софронов-Антомони. Индустрия наслаждения. // Логос # 4 2000 (25).
  7. Лев Ганкин. Долгоиграющая жизнь. // Коммерсантъ, 14 июня 2013 года.
  8. Дмитрий Коржев. Тонкая настройка. Бизнес журнал, 2006/4. С. 5.
  9. 1 2 Otala, 1977, с. 2.
  10. Nye, John VC. Subjective Fidelity and Problems of Measurement in Audio Reproduction. // Bridges: Mathematical Connections in Art, Music, and Science. Bridges Conference, 1998. С. 132.
  11. Hoge, W. J. J. Tubes Versus Transistors: A Further Comment. // Journal of the Audio Engineering Society 22.5 (1974): 338—338. (англ.)
  12. Otala, Matti. Transient distortion in transistorized audio power amplifiers. // IEEE Transactions on Audio and Electroacoustics 18.3 (1970): 234—239. (англ.)
  13. Otala, 1977, с. 8.
  14. Динамические искажения в усилителях мощности с дифференциальным входом: Журнал «Радио»,1981 г., № 1, с.38 — 39.
  15. Динамические искажения в транзисторных усилителях НЧ: Журнал «Радио», 1976 г., № 4, с. 41 — 42.
  16. О влиянии динамических искажений на восприятие тембра: Журнал «Радио», 1981 г., № 7—8, с.35 — 36.
  17. Феномен «Транзисторного» звучания: Журнал «Радио», 1981 г., № 12, с. 36 — 38.

Литература[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.