Очевидно, что вся аудиофильская индустрия берет свое начало в конце XIX века, с наступлением эры винила. Что такое винил? С точки зрения химика — это смесь на основе поливинилхлорида и поливинилацетата. С точки зрения меломана — самый массовый аналоговый носитель фонограмм. 29 ноября 1877 года американский изобретатель Томас Эдисон представил миру фонограф, первое устройство для записи и воспроизведения звука, где в качестве носителя использовался цилиндр. Прошло 10 лет и Эмиль Берлинер запатентовал граммофон, принцип действия которого был идентичен фонографу, но в качестве носителей использовались не цилиндры, а диски.
Первая электронная лампа появилась на свет в 1906 году, это стало возможным благодаря тому, что американский инженер Ли де Форест изобрел так называемый аудион, а проще говоря — электровакуумный триод. Очевидно, что усилитель на его базе был однотактным и работал в классе А, то есть один усилительный элемент с углом отсечки в 360° усиливал весь сигнал и никогда не закрывался, ток же покоя всегда был максимальным и превышал отдаваемый в нагрузку. Понятно, что КПД подобного устройства был крайне низок, даже в теории он составлял в лучшем случае 25%, а на практике зачастую не превышал 10%. Проще говоря, чтобы получить 10 Вт выходной мощности — нужно было потратить 100 Вт, а все остальное уходило в тепло, причем вне зависимости от выходной мощности, то есть максимальное энергопотребление было постоянным. Тем не менее, с тех самых пор и по настоящее время это скажем так наиболее эффективный с точки зрения сохранения качества способ усиления исходного аналогового аудиосигнала.
Первый в мире электроакустический преобразователь с подвижной звуковой катушкой появляется в 1915 году, благодаря стараниям Питера Йенсена и Эдвина Придхэма. Телефонные компании новинкой не заинтересовались и решено было переключиться на радио и системы оповещения, для чего была зарегистрирована торговая марка Magnavox. Кстати сказать, запатентована эта идея была только 10 лет спустя, Честером Уильямсом Райсом и Эдвардом Вашберном Келлогом из компании General Electric, а выдан патент и вовсе в апреле 1929 года. К чести Келлога и Райса впрочем стоит отметить, что их версия отличалась доработками, направленными на улучшение АЧХ.
К середине XX века на радиостанциях и в студиях стали появляться первые катушечные магнитофоны, а это значит, что записываться стало можно не только «живьем», но помимо этого заниматься сведением и мастерингом, то есть музыкальная индустрия получила в свои руки практически все составляющие современного процесса создания аудиокомпозиций. Ну а в 1957 году на свет появилась первая коммерческая стереогрампластинка, хотя опыты по стереозаписи велись начиная с 30-х гг. В принципе, это событие можно назвать самым важным в процессе создания действительно качественных фонограмм, ведь скажем амплитудно-частотная характеристика (протяженность диапазона от низа до верха) и динамический диапазон (возможность записи и воспроизведения как громких, так и тихих звуков) — это по-большому счету критерии объективные, исключительно технические, работа над улучшением которых велась скажем так в дежурном режиме, примерно как над скоростью и мощностью автомобиля, в тоже время стереозвук — это концептуальное решение, которое нужно было не только разработать и реализовать, но и самое главное — осознать и принять.
Но вернемся к эволюции звукоусиления. После триодов настала очередь тетродов и пентодов, а следом за ними появился двухтактный способ усиления сигнала, когда один из элементов усиливает положительную полуволну сигнала, а другой — отрицательную. Это гораздо более экономичный и эффективный способ, но для него характерен так называемый эффект отсечки, когда сигнал проходит через нулевую точку и одно из плечей заканчивает свою работу, а другое начинает. Когда в середине XX века появились первые транзисторы — разработчики с целью увеличения мощности настраивали транзисторные усилители практически в чистом классе B, что делало эффект отсечки особенно слышимым, что и породило многочисленные рассказы о так называемом транзисторном и ламповом звуке. Чтобы избежать этого, необходимо задавать не нулевой ток покоя, а хотя бы на уровне нескольких процентов от максимального. Такой вариант получил название АВ, как совмещающий в себе свойства обоих классов.
Примерно в это же время появились и первые образцы усилителей класса D, в которых исходный сигнал используется для модуляции мощного ключа и хотя результирующий сигнал нельзя назвать цифровым, определенная дискретность в нем имеет место быть. На выходе такого усилителя формируется последовательность прямоугольных импульсов, варьируя ширину и скорость следования которых, воспроизводится форма исходного аналогового сигнала. Более того, на вход можно подавать и цифровой сигнал, синхронизируя его с внутренним генератором, таким образом, получая нечто вроде мощного цифро-аналогового преобразователя. Поскольку выходной транзистор находится в одном из двух состояний, включенном либо выключенном, он тратит минимум энергии на тепло.
В принципе, работа усилителя класса D в чем-то похожа на работу импульсного блока питания, но с более строгими допусками. Пожалуй идеальное сочетание с точки зрения логики и минимизации конвертации сигнала — это ШИМ-усилитель с импульсным блоком питания и цифровым входом, таким образом, аналоговый сигнал появляется в нем только на клеммах для подключения колонок. При этом теоретический КПД такого усилителя составляет 100%, впрочем и на практике он чаще всего не опускается ниже 90%, даже с учетом несовершенства элементной базы.
В 1978 году компания Sony представила первый относительно успешный усилитель класса D, модель TA-N88, в которой использовались полевые транзисторы и импульсный блок питания. В 1996 году компания Tripath продемонстрировала первый усилитель класса D на интегральной схеме. Но по-настоящему популярными они стали лишь в конце XX века, когда появились достаточно мощные ключевые транзисторы. Тем не менее, здравый смысл и логика подсказывают нам, что удел этого класса усиления — компактные и энергоэффективные решения, например мощные многоканальные AV-ресиверы либо активные колонки с многополосным усилением.
Многие считают, что компакт-диск пришел на смену винилу, на самом же деле, в год появления CD продажи кассет превысили продажи винила. Компакт-диск стал доминирующим форматом на рынке в 1991 году, а к 2002 году его доля в продаже музыкальных носителей превысила 95%. Что удивительно, первый цифровой плеер был представлен еще за 3 года до появления компакт-диска. Разработан он был британским бизнесменом и изобретателем Кейном Крамером, модель IXI размером с кредитную карту имела ЖК-дисплей и управляющие клавиши, объем памяти составлял 8 МБ, а первым инвестором проекта стал... сэр Пол Маккартни. Впрочем, до появления мр3 в 1993 году эта затея никого не заинтересовала. Теоретические обоснования алгоритма психоакустического кодирования аудиосигнала были изложены американским физиком Альфредом Майером еще в 1894 году, однако реализовать его на практике стало возможным лишь с появлением и активным развитием цифровой вычислительной техники. Первым устройством, поддерживающим данный формат, стал южнокорейский MPMan, представленный в 1998 году. Объем памяти составлял 32 либо 64 МБ, а стоимость на старте продаж, с учетом инфляции, сейчас бы равнялась 600 либо 900 долларам. Собственно говоря, оставалось лишь немного потерпеть и 23 октября 2001 года началась эра iPod. Любопытно, что примерно в это же время был представлен самый популярный на сегодняшний день lossless-кодек flac, а в 2012 году оборот скачиваемой музыки превысил оборот купленной физически.
Очевидно, что звукоусиление и электроакустическое преобразование сейчас прямо скажем изучены вдоль и поперек, фактически они радикально не меняются уже десятилетиями, а вот что касается источников и форматов сигнала, то они непрерывно развиваются. Но тут тоже есть нюанс, с одной стороны сейчас мы можем воспользоваться потоковыми сервисами с цифровым контентом высокого разрешения, с другой — некоторые аналоговые записи середины прошлого века ни в чем им не уступают, как по эмоциональности восприятия, так и по качеству звучания. Впрочем, подобную стагнацию можно только приветствовать.