Триста лет назад было модным упихивать в название романа его краткое содержание. Вспомните – «Жизнь и удивительные приключения Робинзона Крузо, моряка из Йорка… (пропускаем поток сознания на два абзаца)…, написанная им самим». Я старался этого избежать, но заголовок всё равно получился длинным.
И в самом деле, почему усилители с одинаковыми техническими параметрами звучат по-разному? Нередко усилитель с существенно бОльшими цифрами гармонических искажений звучит приятнее. Парадокс?
Дело здесь не только в количестве гармоник, но и в их «качестве», то есть спектральном составе. И причина такого парадокса – физиология слуха. Частотные интервалы, образуемые гармониками, могут быть приятными или диссонирующими, и, хотя уровень гармоник невелик, они всё равно воспринимаются «вторым планом» и формируют «звуковой почерк» усилителя. Плюс гармоники, вызванные нелинейностью нашего органа слуха.
То, что приятные слуху частотные интервалы выражаются отношением целых чисел, доказал ещё Пифагор (да, тот самый, который «Пифагоровы штаны»). Нет, сам он штанов не носил по причине жаркого климата, а ходил в хитоне. Как все греческие философы, он был эстетом (не надо мне тут Швейка цитировать, все знают, что у древних греков «это» было в порядке вещей). Надо полагать, его чувствительная натура жестоко страдала от диких нестройных звуков свирелей и арф, поэтому он решил проверить гармонию математикой:
Проследуем за Пифагором и рассмотрим восприятие гармоник, используя вместо шкалы частот клавиатуру пианино и музыкальные термины – ибо законы музыкальной гармонии выросли именно из физиологии слуха. Первоначально в музыке использовались именно такие простые интервалы (пентатоника), равномерно темперированная шкала из 12 полутонов появилась позднее – там частоты соседних полутонов относятся как 1,059463…(корень 12 степени из двух).
Все музыкальные интервалы делятся на консонансы (благозвучные) и диссонансы (неблагозвучные). Перенос одного тона созвучия на октаву вверх или вниз (изменение частоты вдвое) даёт обращение – они на схеме показаны двойными стрелками).
Вторая, третья и четвёртая гармоники образуют наиболее приятные созвучия – октаву, квинту и кварту. Не менее приятные четвёртая, пятая и шестая гармоники дают большую и малую терции (сексты), которые в сумме образуют мажорное трезвучие. Седьмая и девятая гармоники – самые неблагозвучные, они даже не попадают точно в музыкальные интервалы и поэтому самые неприятные для слуха. Впрочем, математически точные секунды (септимы) звучат ничуть не приятнее – в классических произведениях их используют для нагнетания обстановки. Получается, что самые «благородные» гармоники – чётные. Из нечётных гармоник только третья и пятая допущены в «высшее общество».
А теперь вспомним, где они образуются. Основной источник искажений усилителя – его выходной каскад, поскольку там максимальны изменения токов и напряжений и нелинейность усилительных приборов проявляется во всей полноте. Основная масса современных транзисторных (да и ламповых) усилителей выполнена по двухтактной схеме. А двухтактная схема, в силу своей симметрии, подавляет чётные гармоники, оставляя лишь нечётные. Это же объясняет и любовь многих аудиофилов к однотактным ламповикам – они по своей природе склонны создавать преимущественно чётные гармоники. Похожим звучанием обладали и некоторые старые транзисторные усилители, в выходном каскаде которых использовались кремниевые n-p-n и германиевые p-n-p транзисторы – где тут симметрия?
Естественно, полной симметрии двухтактного усилителя достичь невозможно из-за технологического разброса деталей, и какая-то доля чётных гармоник остаётся. Сколько конкретно – зависит от схемотехники усилителя, типа усилительных приборов и режима работы выходного каскада. Двухтактный класс A в транзисторной схемотехнике практически не используется, обычно «pure class A» на деле класс AB с достаточно высоким током покоя. Уровень искажений примерно постоянный до 60-80% номинальной мощности, дальше начинается рост. А в экономичном классе B с близким к нулю током покоя искажения растут и при уменьшении мощности, причём их спектр гораздо «богаче» искажений высокой мощности из-за резкого «переключения» сигнала с одного транзистора на другой. Но это правило не распространяется на мощные германиевые транзисторы, они не закрываются полностью даже при отсутствии смещения и фактически всегда работают в классе AB. Впрочем, это уже совсем другая история…
С вами был УРАЛ и ЧЕстный Звук.
О том, как УРАЛ дважды выиграл патентный спор у правообладателя JBL, читайте в статье
О продукции УРАЛ можно узнать здесь
О новом АК - подробно - тут
Внимание! Продукция УРАЛ теперь не только в DNS, но и на OZON)
Наши соцсети:
VK - https://vk.com/ural_auto
YouTube - https://www.youtube.com/channel/UCLzzLfBqwvyz9WTfUWITRAg
OK - https://ok.ru/group/57850130727085
TELEGRAM - https://t.me/chezvuk
RUTUBE - https://rutube.ru/channel/23872366/playlists/
Понравилась статья? Ставьте лайк, делайте репост)
Подписывайтесь на канал! Все самое интересное - впереди.
Всем добра!
#звук, #гармоники, #искажения
