В последнее время очень часто используется термин "ламповое". Если что-то уютное и с нотками ностальгии, то это обязательно ламповое. Будь-то музыка или приятный свет. Вот только что с точки зрения физики означает термин, который мы можем сформулировать как "ламповость"?
Изначально мне этот термин встретился применительно именно к звуку. Оказывается ценители качественного звучания до сих пор используют ламповые технологии для того, чтобы получить приятный звук.
Шутки-шутками, а мне доводилось услышать именно что ламповую технику и слушать её приятнее - бас раскатистее, диапазон по ощущениям шире, звучание приближено к концертному. Почему же так получается?
Аналоговый и цифровой звук
Бывает звук аналоговый, а бывает цифровой.
Думаю, в век засилья цифровых устройств уже большинство из вас об этом слышали. Цифровой звук прежде, чем воспроизвестись, многократно прогоняется через систему кодирования и декодирования. Само собой, что это накладывает отпечатки на качество звучания. Звук, который мы слышим в окружающем мире - это, грубо говоря, синусоида. Волны передают энергию и барабанная перепонка позволяет услышать.
Чтобы сделать из аналоговой синусоиды цифровой сигнал, нужно каждую точку превратить в машинный код. Но код не всегда может в должном качестве обработать синус. Точек может быть слишком мало. Это отразится на качестве звучания.
Представить как это происходит наглядно легко. Помните первые фильмы в формате MP4? Когда фильм с разрешением 320х240 и низким битрейтом растягивали на обычный 17 дюймовый экран компьютера, то были четко видны артефакты оцифровки - квдратики, точки, плывущие контуры, подвисания, скорость кадра. Все эти артефакты распространяются и на цифровой звук.
Поэтому, ранние MP3 звучали не самым приятным образом, ну а ранний формат MIDI вообще больше напоминал звучание тетриса.
В итоге носитель, который имеет аналоговую запись (например, аудиокассета) позволяет получить куда более приятное звучание, нежели на записи с оцифровкой. Вот только как сюда приплести лампы не совсем ясно.
Напомню, что и лампа, и транзистор в схеме выполняют одинаковое дело. Они могут работать как диод (пропускать ток только в одну сторону), а могут работать как, собственно говоря, транзистор (маршрутизатор, умеющий контролируемо направлять ток по нужному направлению цепи и усиливать сигнал). Эта специфика используется для проектирования схемы и иногда именно на ней строится принцип работы. Например, тот же усилитель звука использует именно "фишку" усиления тока будь-то транзистор или лампа.
По логике, из того что сказано выше следует простой вывод - достаточно просто использовать звук, записанный в аналоговом формате без оцифровки.
Лампы и транзисторы
Технически и лампа, и транзистор выполняют одинаковые функции. И если при разных вариантах записи у нас разные физические процессы, то тут смысл процесса одинаковый. Только принципы разные.
Лампы и транзисторы выполняют одинаковую функцию. Вот только делают это по-разному.
В одном случае у нас главный принцип работы - это термоэлектронная эмиссия.
В другом случае это p-n-p или n-p-n переход.
Различные физические принципы тянут за собой целую цепочку взаимосвязанных физических явлений, которые сказываются и на особенности проектирования схемы, и не особенности процессов.
Например, чтобы усилить сигнал ламповым усилителем требуется в несколько раз меньше самих ламп, чем транзисторов. Транзистор не выгребает по мощности, поэтому их нужно много.
В итоге и получается, что там где в ламповом усилителем хватает одного каскада, в транзисторном их требуется 10 штук. Чем меньше преобразований на пути звука, тем он более качественный. Чем меньше было деталей в устройстве тем меньше оно исказит звук будь-то при цифровой обработке или простом аналоговом усилении звука.
Работает простейшая физика. Мы ведь любим сравнивать электрический ток с потоком воды? Вот и представьте, что каждая деталь - это приоткрытый вентиль на трубе, который мешает течению. Процессы там самые разные, начиная от нагрева самой детали и кончая её нестабильной работой.
Кстати, про температуру. Все приборы при работе выделяют тепловую энергию. Есть этакий паразитный эффект. Полупроводникам свойственно подглючивать при увеличении температуры. Очень корявое объяснение явления - частицам сложнее выполнять переходы из-за ускорения диффузионных процессов и уменьшения пространства в структуре. Это не скажется на стабильности работы пока оно в некоторых пределах, зато скажется на качестве обработки сигнала. Лампы меньше подвержены влиянию перегрева и в общем-то, для них прогрев даже необходим.
Есть и ещё интересный момент. Все мы помним закон Ома. Он устанавливает связь между напряжением, сопротивлением и силой тока. Если в одной и той же цепи сила тока растёт, то напряжение падает и наоборот. Транзисторы являются деталями, которые преимущественно работают при низких напряжениях. Что не скажешь про лампы. В итоге получается, что схемы с использованием транзисторов мало того, что перегружены элементами, ещё и работают на больших токах. Оба этих явления с физической точки зрения неприятны и сказываются на работе схемы. Про количество деталей и температуру мы уже отметили выше (вспоминаем закон Джоуля-Ленца).
Пожалуйста, подпишитесь и обязательно возвращайтесь за новым контентом на проект! Возврат подписчика сейчас очень важен для существования канала! Виноват ДЗЕН...