В последние годы возобновились споры по поводу отличия в звучаниии между ламповыми и транзисторными усилителями. Люди разделились на 3 категории:
1) Которые говорят, что ламповый звук это тот самый настоящий звук, а транзисторные уилиеля звучат "сухо", "невыразительно" и.т.п.
2) Которые говорят, что лампы безбожно устарели и транзисторные усилители во всём превосходят ламповые.
3) Которые говорят, что у каждого усилителя есть свои преимущества и недостатки и нельзя с уверенностью говорить, что какой-то из типов усилителей является идеальным.
Для начала необходимо привести краткую теоретическую информацию, которая поможет нам отличия усилителей с технической точки зрения.
Первое о чём стоит упомянуть это отличие в передаточных функиях(передаточная функция-функция, которая показывает зависимость уровня выходного сигнала от входного).
У транзисторных усилителей передаточная функция имеет вид, приближенный к графику третьей степени:
Как видно из рисунка, передаточная имеет достаточно большой прямой учаток 2-3. На этом участок выходной сигнал имеет минимальное количество гармонических и интермодуляционных искжаений. Однако, после этого прямого участка, идёт резкое изменение характера функции на участке 3-4. На этом участке и далее при увеличении входного сигнала, усилитель входит в режим перегрузки и выходной сигнал наполянется высшими гармониками (по большей части нечётными), что приводит к резкому возрастанию КГИ и КИИ.
Передаточная же лампового усилителя выглядит немного иначе:
Как можно заметить, линейная часть на передаточной характеристике лампового усилителя практически отсутствует, что говорит о том. что в выходном сигнале будут подмешаны всегда высшие гармоники достаточно высокого уровня, однако на данном графике нет такого резкого изменения поведения передаточной, как у транзисторного усилителя. Это говорит о том, что клипинг у лампового усилителя наступает не так резко и он не так ощутим для слуха.
Отличие в передаточных приводит и к отличию в отношении уровня сигнал-шум и уровня гармоник. Так, в ламповом усилителе высшие чётные гармоники имеют уровень выше, чем нечётные. В транзисторном же усилителе больший уровень имеют нечётные гармоники.
У ламповых усилителей THD лежит в пределах от 0.2 до 3 процентов без перегрузки. У транзисторных же усилителей они снижены до 1000 долей процента.
Теперь перейдём к рассмотрению ООС и тезису о том, что она сильно ухудшает "прозрачность звука". ООС представляет из себя делитель напряжения:
Благодаря ему расширяется частотный диапазон усилителя и увеличивается линейность АЧХ. Если мы посмотрим на схему, то встанет вопрос: как активная нагрузка в виде двух резисторов может ухудшить звук? А ответ очень прост- никак! Если мы посмотрим на схематехнику промышленных ламповых усилителей, то увидим, что практически все они охвачены ООС. Следовательно, тезис о плохом влиянии ООС на качество звука в транзисторных усилителях не имеет под собой никаких основании, ибо таже ООС используется и в ламповых усилителях.
Ещё необходимо упомянуть о времени нарастания сигнала. Время нарастания сигнала у лампы больше, чем у транзистора. Следовательно лампа вносит большое влияние в воспроизведение звука барабанов, взрывов и других резких звуков смягчая их. Транзистор же воспроизводит такие сигналы в виде близком к задуманному автором. Это может привести к ощущению "мягкости" лампового звучания и "жёсткости" транзисторного.
Но почему же тогда многие говорят о том, что ламповый усилитель звучит приятнее и лучше, чем транзисторный?
Чтобы объяснить, как человек воспринимает эту разницу между усилителями необходимо упомянуть о таких терминах, как консонанс и диссонанс звуков. Так вот, четные гармоники приводят к консонансу звуков(образуется октава между высшими гармониками), а нечётные к диссонансу. Однако, уровень гармоник у среднего по качеству транзисторного усилителя находится на уровне -80 дб относительно полезного сигнала, в связи с чем можно сказать, что человек эти искажения не слышит. А у дорогого лампового усилителя искажения находятся на уровне -30 дб и человеческое ухо может их уловить на фоне полезного сигнала. Из этого можно сделать вывод, что лампы вносят достаточно большие искажения в выходной сигнал.
После описания основных технических отличий усилителей стоит сказать и о том, какие искажения в звук вносят наши с вами уши. Уши являются сильно нелинейными:
Из графика видно, что зависимости чувствительности нашего уха от частоты нелинейна. Эта нелинейность так же изменияется и при изменение громкости звука, воспринимаемого человеком. Кроме этого, ухо воспринимает увеличение громкости не непрерывно, а дискретно, что также вносит некие искажение в воспринимаемый нами звук. Так же, нелинейна и барабанная перепонка, поскольку она имеет неравномерный натяг по своей поверхности.
Теперь перейдём к психоэмоциональной составляющей. Для этого нам необходимо обратится к психоакустике.
Психоакустика - научная дисциплина, изучающая психологические и физиологические особенности восприятия звука человеком. Основные пункты, которые мы можем из неё вынести это:
- Влияние громкости. Человеческое сознание так устроено, что чем громче звучание, тем оно кажется качественнее и точнее (естественно, громкость должна лежать в разумных, комфортных для человека пределах).
- Влияние внешнего вида устройства. Чем красивее устройство, тем качественней оно кажется, что так же очень сильно влияет на восприятие человеком звука, воспроизводимого им. А как можно заметить, промышленные ламповые усилители выглядят всегда интереснее и более завораживающе, чем транзисторные усилители, которые, в большинстве случаев, предсталяют из себя просто прямоугольные корпуса.
- Неосведомлённость в технической сфере. Этот пункт связан с тем, что многие люди могут просто не иметь представления о принципах работы усилителей и усиления сигнала, что приводит к тому, что им легко внушить те критерии оценивания, которые просто ничего не значат. Например “Бархатный звук”, “Теплый звук”, “Холодный звук”, “Нежный”, “Тембрально окрашенный” и многие другие эпитеты, не относящиеся к реальном характеристикам усилителя.
Несмотря на то, что ламповый усилитель проигрывает транзисторному во всех технических показателях, аудиофилы предпочитают лампы. Это связано с тем, что в повседневной жизни сложилось мнение, что ламповые усилители звучат лучше, "мягче", “ламповее” чем транзисторные.
По изучению данного феномена проводилось масса независимых экспериментов. В них людям сначала говорили о том, что будет звучать ламповом усилитель и включали песню для прослушивания, после чего давали послушать ту же песню, на той же акустике, но на транзисторном усилителе. В этом случае, большинство испытуемых говорили, что ламповый усилитель звучит приятнее. После этого проводили слепой тест, в котором людям необходимо было определить, когда какой усилитель играет. В этом случае вероятность отличить усилители сводилась к 50%, то есть, к вероятности простого угадывания.
Из этого вполне можно сделать вывод, что опираться на восприятие человека неправильно, ибо наше сознание вносит слишком много корректировок в него.
Также стоит сказать и о том, что несмотря на достаточной высокий уровень искажения на выходе ламповых усилителей, можно с уверенностью сказать, что акустика, на которой происходит прослушивание, в большинстве случаев имеет более высокие искажения. Кроме этого, весомый вклад в звучание усилителя вносит и аккустическое оформление помещения, где происходит прослушивание. Так, для проведения чистого эксперимнета, необходимо, чтобы комната вносила минимум вклада в звук. Это добивается закреплением на стенах звукопоглощающего паралона, добавление в стены специальных панелей, предотвращающих переотражение звука и много чего ещё.
Из всего выше описанного можно сделать вывод, что ламповые усилитель звучат не лучше транзисторных, а даже хуже, поскольку они ненастолько технически совершенны, а лампы морально устарели и во всём уступают транзисторам (не учитывается использование транзисторов и ламп в условиях высокой радиации). Но, несмотря на это, человек сам волен выбирать, что ему слушать, однако, не стоит веровать в то, что не доказывается теоретическими и научно-практичсескими данными.
Источники:
1)https://www.pult.ru/articles/stereousiliteli/seans-tyeploy-lampovoy-magii/
2)https://radioprog.ru/post/726
3)https://www.youtube.com/watch?v=Oa0-LlDtbKI
4)https://carmus.ru/content/23
5)Искажения — самообман или правда?
6)https://www.youtube.com/watch?v=DrCuxkZJK7g&t=1155s
7)https://www.youtube.com/watch?v=v5oOuEzgm5E
8)https://forum.vegalab.ru/attachment.php?attachmentid=283367&d=1483419277
