Однотактные и двухтактные ламповые усилители: особенности звучания / Stereo.ru
На просторах рунета полно противоположных суждений о том, что же всё-таки лучше: single-ended или push-pull? Сторонники двух враждующих лагерей ударяются в самые невозможные крайности со всеми вытекающими последствиями. Значительно меньше адекватных статей и обзоров о разной специфике этих двух типов. А схемотехнических решений примерно поровну.
Мне хотелось бы описать основные особенности звучания этих двух типов. Без предвзятых мнений. Рассказать, какую музыку предпочтительнее слушать на том или ином типе.
Исторически изначально появились однотактные схемы, которые применялись в ламповых радиоприёмниках, радиостанциях и телевизорах. Среди их очевидных преимуществ можно выделить:
максимально короткий тракт, абсолютный класс «А»
одна лампа в выходном каскаде, не требуется подбор ламп в плече
значительная вторая гармоника даёт певучий звук
естественное соотношение между чётными и нечётными гармониками
С развитием медиа-индустрии людям понадобилась мощная аппаратура для озвучивания больших залов и кинотеатров. Однотактная схемотехника не справлялась с такими запросами. Количество ламп и их размеры увеличивались, а КПД оставался сравнительно низким. Да и сложности с изготовлением выходных трансформаторов для таких схем никто не отменял. Плюс ещё и тепла выделяли такие агрегаты — будь здоров. Наверное, батареи в аппаратных киномехаников точно не требовались. Как и в комнатах современных рядовых майнеров (за исключением зимнего периода в России).
Так вот, потом схемотехники взяли и придумали два плеча усиления. Когда звуковой сигнал расщепляется на две полуволны, усиливается по отдельности, и затем вновь собирается воедино выходным трансформатором. Такой вариант сразу дал несколько преимуществ:
двукратное возрастание мощности
общее снижение фона и помех, поскольку лампы в плече взаимно их вычитают
меньшие требования к качеству выходных трансформаторов
способность работать с акустическими системами с более высоким импедансом (сопротивлением)
Отрицательные моменты:
необходимость подбирать парные лампы и балансировать режим работы
нарушение естественного соотношения между чётными и нечётными гармониками (что существенно обедняет звук)
более затратная конструкция, т.к. ламп в схеме больше в два раза
Мне довелось собрать три двухтактных, и один однотактный УМЗЧ. Если выразиться точнее: двухтактный моно-усилитель для электрогитары с фиксированным смещением на выходных лампах 6п14п, двухтактный стереоусилитель с автосмещением на лампах 6п14п и двухтактный стереоусилитель с фиксированным смещением на выходных лампах 6п3с. Однотактная схема сделана на буржуйских лампах 6SL7 (Tungsol) и KT88 (Electro-harmonics).
Потребность в хорошем ламповом звуке для электрогитары, собственно, и побудила меня к «лампостроительству». Потом захотелось собрать усилок для стереокомплекса, сделать ламповый преамп, купить виниловый проигрыватель и задуматься о необходимости фонокорректора. Читая модные аудио-журналы, твёрдо решил поменять совдеповскую акустику «S-90» на двуполосные полочники от омской компании «Acoustic Lab» на динамиках Ciare. Обзавёлся дешёвеньким CD-проигрывателем «Iceberg», который играет на порядок выше звуковой карты «SB Audigy Player» и компьютерного DVD-привода. Ну а спаянный под конец школьных лет усилитель на микросхемах TDA7294 озвучивал фонограммы в моей комнате аж с 2003 года.
Второй ламповый двухтакт на 6п14п предназначался уже для прослушивания аудио. Звук вкатил сразу своим «объёмом, тёплом и атмосферой». Да, как бы это не казалось смешным после многочисленных словесных излияний в пользу лампы. Но так оно и было на самом деле. После TDA7294 и отечественных усилителей типа «Амфитона», «Радиотехники» и «Одиссея». Совсем иной характер звука, потрясающая динамика и передача высоких частот. «Dark side of the moon» и Stanley Clark открыли мне во всех подробностях прелести лампового звучания. Сопровождалось это стойким ощущением вынутых из ушей парой бируши. Тарелочки, панорама, поющая середина — очевидные отличительные черты лампового звука от транзисторного. И это сразу бросается в глаза (если не сказать – в уши). С момента вступления группы во вступлении пинк-флойдовской «Breathe».
В 2012 году у меня заказали сборку двухтакта 6п3с. Выходные трансформаторы на этот раз пришлось намотать самому на самодельном приспособлении. На омской оптовке купил какие-то трансы, размотал их и намотал новые по грамотным расчётам одного омского инженера. Количество витков, провод и железо рассчитывались по формулам конкретно под двухтактник на 6п3с.
Звучал этот аппарат намного взрослее, мощнее и объёмнее предыдущего. Всё-таки размеры баллонов имеют немаловажное значение. Это и понятно, потому что по мощности 6п3с в двухтакте выдаёт примерно 24 Вт, а 6п14п — 14 Вт. Для маленькой комнаты 3.5/3 метра — более чем достаточно. 6п3с может запросто озвучить зал среднестатистической городской квартиры. Впрочем, для комфортного прослушивания музыки вполне достаточно мощности и в 10 Вт, но существует ещё такое понятие, как запас мощности по динамическому диапазону. То есть, если усилитель играет даже на маленькой громкости, то сразу становится понятно, что «под капотом» у него спрятаны большие мускулы. А с запасом в 10 Вт есть вероятность появления неприятных искажений на крайних положениях ручки громкости. Однако, это касается скорее транзисторных, нежели ламповых усилков.
Как ни странно, самый простой схемотехнически усилитель — однотакт KT88 — стал последним собранным мною аппаратом. В инете была найдена схема с автосмещением и пентодным режимом работы выходного каскада. В драйвере стояла лампа 6SL7 фирмы Tungsol. Лампы для двух каналов и плёночные конденсаторы «Solen Fast Cup» заказывались из США на сайте Tubedepot. Пришло всё примерно за месяц. Лампы бережно запакованы, всё в целости и сохранности. Выходные трансформаторы изготавливал сам на железе от промышленных ОСМ-0.25 по расчётам своего приятеля инженера. В питании использовал уже проверенные ТА-201 и ТН-36, диодную сборку KBU и фильтрующие дроссели.
Все четыре ламповых агрегата делались на диодной сборке в питании. С кенотронами так почему то и не связался. Питание подавалось через стандартную схему раздельного включения накала и анодного напряжения.
Первые впечатления от прослушивания однотакта — звуковая картина намного более детально прорисовывается по средним и высоким частотам. Струнные и духовые инструменты, распределение источников звука по панораме, артикуляция и объёмы – просто потрясающие. Можно услышать все детали звукоизвлечения у гитары и контрабаса. Скольжение пальцев по струнам слышно так, будто исполнитель сидит в метре от тебя. Этот аппарат как бы «допевает» музыкальный материал и привносит в окончательную аранжировку свой неповторимый почерк. Двухтакт же даёт больше панча и звукового давления по низам. Чего, как мне показалось, немного не хватает у однотакта. Но это можно исправить каким-нибудь предварительным усилителем после CD-проигрывателя.
Однотакты прекрасно воспроизводят звучание как симфонического оркестра, так и малые формы в виде камерной музыки и джаза. Словом, где требуется детальная прорисовка музыкальной картины и передача пространственного расположения источников звука — там своё назначение однотакты выполняют на все 100%. Если же вы любитель рока и ритм-н-блюза, где нужен «панч» и звуковое давление — тогда смело выбирайте двухтактный вариант. За исключением тяжёлых стилей музыки: металла, трэша и разных «core». Для этих направлений подходят только транзисторные усилители. Поскольку объём и воздух, формируемые ламповой техникой, — абсолютно не нужны в стилях с «чёсовой» электрогитарой. Да и потом такого пространства в аранжировке тяжёлых направлений почти нет, а идёт сплошная стена звука (за редкими исключениями, конечно же).
Ну а для симфонической музыки, джаза, фьюжна и авторской песни — наилучшим решением станет однотакт.
http://leomus.ru- гитарная музыка и описание ламповых усилителей
Музыкальный материал
Pink Floyd — Dark Side Of The Moon / CD, Stereo
The Stanley Clarke Band 2010 / CD, Stereo
Sting — Symphonicities / CD, Stereo
Joe Satriani — Not Of This Earth / CD, Stereo
Beatles — White Album / CD, Stereo
Robert Plant — Band Of Joy / CD, Stereo
David Gilmour / CD, Stereo
Однотактный ультралинейный усилитель на 6L6
Усилитель имеет выходную мощность 10 Вт (при 3 % гармоник), это отличный маленький усилитель против всяких правил. Мало того, что однотактный, так еще и на лучевой выходной лампе и с чертовой обратной связью… охватывающей не только цепь экранной сетки, но и выходной трансформатор! Но держу пари, что многие серьезные слушатели полюбят его. И мощность его вдвое больше, чем у одной 2А3.
Весь фокус здесь -в выходном трансформаторе. Нужен трансформатор с ультралинейным отводом: что-то около 43 œ 50 % от числа витков первичной обмотки и приведенной анодной нагрузкой 2,5-3 кОм. Подойдет Tango U-808 и некоторые трансформаторы Audio Note. Еще Michael La Fevre из Magnequest может сделать Вам DS-025 с ультралинейным отводом (заказывается как DS-025UL), и этот усилитель станет крошечным убийцей гигантов.
Те, кто не уживается с идеей применения «гитарной» выходной лампы, могут заменить 6L6-GC на EL-34. Но, поверьте на слово, этот усилитель -просто конфетка!
Loftin-White на 2A3 с SRРР драйвером
Мои многословные пояснения несколько диссонируют с элегантной простотой схемы. Эта двухкаскадная схема с непосредственной связью была разработана, как Вы уже догадались, командой из Лофтина и Уайта в 30-е годы как лабораторный усилитель.
В результате был достигнут уровень качества, вызывающий восхищение даже по прошествии стольких лет. Верность воспроизведения и польза от применения в качестве измерительного прибора ограничивались только качеством выходного трансформатора и входного преобразователя.
Драйвер -не раритет 30-х годов, он разработан немного позже (есть несколько различных мнений, когда эта схема впервые опубликована). В любом случае такой тандем достаточно интересен и демонстрирует некоторые «фигуры высшего пилотажа». Выходная мощность — 3,5 Вт при 2,5 % гармоник. Выходной трансформатор должен иметь Ra = 2,5 — 3,5 кОм.
Обратите внимание на две важных вещи:
1) как организовано смещение выходной лампы -делителем напряжения между нагрузкой драйвера (верхняя половина 6SL7), самим драйвером (нижняя половина 6SL7) и необычно большим катодным резистором (последовательно соединенные резисторы в катоде 2А3), и
2) как получены высокое усиление, широкая полоса и низкий выходной импеданс (в обычных однокаскадных ламповых схемах -вещи взаимоисключающие…) — и все это при предельной простоте SRPP.
Хотя SRPP здесь (Нью-Йорк, 1993) меньше известен, чем его собратья вроде каскодного усилителя или повторителя с активной нагрузкой, он весьма популярен в Японии и Европе.
По моему мнению, ни одна из этих схем (SRPP, каскод, Mu-Follower) не обладает разрешающей способностью, свойственной простому каскаду на триоде с нагрузкой в аноде, и важно уяснить, что все эти схемы в действительности двухкаскадные, однако благодаря музыкальности и простоте SRPP занимает достойную позицию в мире аудиофилов.
Усилитель этот -ностальгическое воздыхание по временам 30-х. Подключите его к соответствующей акустике, такой как рупоры д-ра Брюса Эдгара -и он будет скромно и униженно льстить Вашему «high-end» эго, или же Вы просто ощутите блаженство, слушая музыку.
От переводчика:
«Sound Practices» №6 -«The Micro 3.5»
Схема была опубликована
J.C. Morrison’ом в Sound Practices (журнале, ныне почившим в бозе -как и российский «Класс А»).
Усилитель отражает сильно изменившиеся за последнее время привычки J.C. Драйвер -по любимой J.C. (см. выше) схеме с общим катодом. В источнике питания —
полипропиленовые конденсаторы.
300B Single-Ended
Хорошо, будем серьезны.
Вы все познали, пройдя свой путь до конца, фанатизм израсходован и теперь просто хотите сделать усилитель на все времена? Дорогие мои, эта штучка -для Вас.
Это -квинтессенция триодных усилителей. Он просто делает свое дело. Он честен, точен, певуч и способен раскачать удивительное множество коммерческих акустических систем до приемлемых уровней. Если при постройке использовать лучшие из доступных деталей и материалов (и запасти несколько ламп на черный день), он перейдет по наследству Вашим детям и будет вызывать вопли восхищения в следующем тысячелетии.
Усилитель отдает 8 Вт при 2,5 % гармоник, выходной трансформатор можно применить любой с Ra = 3 — 3,5 кОм. Не нужно искать 300B Western Electric. Китайские и американские (Cetron) лампы современного производства прекрасно звучат и стоят одну треть (или меньше) от WE. Оставим Western’ы снобам-коллекционерам -и не будем выслушивать доводы против. Я устал от этой кучки крыс (именуемых иначе коллекционерами), распространяющих мистерии про редкостные древности из старых запасов. И пусть себе продолжают, а мы включим музыку!
Драйвер с непосредственной связью и построение тракта на триодах с малым усилением
-вот две причины хорошей работы схемы. Хорошие трансформаторы -ключ к действительно выдающимся характеристикам. Я рекомендую выходные FS-030 от Michael La Fevre (Magnequest) или Tango XE-60S. Помните, все решает именно железо, антик-трансформатор или катушка со свалки -не та вещь, что сделает эту конструкцию действительно законченной.
При некоторой фантазии, можно увидеть несколько путей усовершенствования схемы. Возможна замена ламп на 56 или 76, 6DJ8 и 6CG7, 6L5 и 6Ah5. Небольшая ООС из вторичной обмотки выходного трансформатора в катод и отдельный источник питания усилителя напряжения и драйвера -для амбициозных твиков. Все это требует обсуждения -так просто стройте, как нарисовано, и не пожалеете!
211/VT-4 Single-ended
Внимание, эта схема -не для начинающих или людей с больным сердцем! Это — самая вызывающая схема в данной коллекции! Источник питания имеет смертельно опасные уровни напряжения, сама схема сложна в повторении и настройке!
Но если Вы -маньяк со здоровенной лампой в заначке -в добрый путь… Даже просто желание построить такой усилитель -уже есть плод серьезного психического расстройства! Совершенно необходимо изолировать этот усилитель в клетке -для защиты окружающих, домашних животных и маленьких детей. Другими словами, усилитель непрактичен и станет помехой во всех остальных Ваших делах -надеюсь, Вы меня понимаете?
Ну что ж, ненормальные, продолжим…
Подобные конструкции имеют культовый статус у японцев -обладателей электростатов Quad моделей ESL и ESL-63. «Ongaku»-всего лишь модификация этой схемы в части ламп и некоторых деталей. Если говорить об «Ongaku», то мне не нравятся 12AY7 (стоящие на входе), 6SN7 -совсем другое дело. И все же, у меня не хватит духу хаять генераторные лампы или намотанные серебром трансформаторы!
Но и прототип «Ongaku»-великая вещь. Нет места однообразию: SRPP, непосредственно связанный с ним усилитель, катодный повторитель и оконечный каскад с трансформаторным выходом. Эта смесь топологий уже двадцать лет является наипопулярнейшим в Японии усилителем на 211-х. Есть много вариантов, но именно этот -на 6SN7 -является прародителем. Данная схема обеспечивает на выходе 18 ватт при 4 % искажений.
Источник питания оснащен схемой плавного запуска на 5AR4 -и это тоже причина поместить схему здесь.
J.C. Morrison The Fi Primer, 1993 .
.
Высококачественный однотактный усилитель мощности Манакова
Автор схемы этого усилителя занимается конструированием высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуры с 1963 года. По моему мнению, он немало преуспел в этом. Конструкции его имеют отличное звучание, легко повторяемы и имеют заслуженный успех даже у начинающих. Я лишь (с разрешения автора) изложу особенности его работы.
Вниманию читателей предлагается простая оригинальная схема усилителя мощности в двух вариантах. Первый – бюджетный, с автоматическим смещением выходной лампы. Второй – с фиксированным смещением от отдельной обмотки силового трансформатора.
По мнению автора схемы, вариант с фиксированным смещением отличается более глубоким и красивым звуком, хотя и вариант с автоматическим смещением вас не разочарует, позволив всем его повторившим, не узнать звучание своих любимых записей.
Рис.1 Вариант схемы А. Манакова с автосмещением выходной лампы. Выходной трансформатор фирмы “Аудиоинструмент”
Схема усилителя в варианте с автосмещением выходной лампы приведена на рис.1 Входной сигнал после регулятора громкости подается на управляющую сетку двойного триода 6Н2П.Лампа эта имеет высокий коэффициент усиления и высокое внутреннее сопротивление, что в данном случае не очень хорошо. В подробности этого я вдаваться не буду, так как об этом можно прочитать в любой радиотехнической литературе.
Основной особенностью включения лампы предварительного каскада является параллельное включение двух триодов, находящихся внутри одного баллона лампы 6Н2П. Этим достигается уменьшение внутреннего сопротивления лампы, что влечет за собой улучшение нагрузочной способности и соотношение сигнал/шум. Сопротивление нагрузки выбрано не случайно, при этом достигается компенсация коэффициента нелинейных искажений выходного каскада и высокая динамика сигнала. Конденсатор 470 мкф, шунтирующий резистор катода, позволяет устранить влияние обратной связи, уменьшающей усиление первого каскада.
Конденсатор 0,22мкф является разделительным и от его качества очень сильно зависит звук усилителя в целом. Можно применить ФТ, К71, К78 ,при желании получить более “теплое” звучание К40У-2, К40У-9, К42У-2. Не рекомендуется БМ, МБМ ввиду их утечки. Нежелательно применять К73 из-за их менее естественного звучания. Еще одно. При применении выходного трансформатора ТВЗ 1-9,емкость этого конденсатора следует уменьшить до 0,047-0,068 мкф. Дело в том, что ламповый однотактник при внешней простоте -конструкция сложная, например, емкость этого конденсатора входит в расчет амплитудно-частотной характеристики выходного каскада.
Теперь о выходном каскаде. Лампа 6П43П была выбрана не случайно. После прослушивания многих экземпляров ламп 6П14П,6П18П,6П43П было отдано предпочтение именно последней. Конструкция лампы характеризуется правильной геометрией внутренних частей, что само по себе говорит о высоком классе этого пентода. Поставьте именно эту лампу. Вы будете вознаграждены сочным и ярким звучанием, прекрасной детализацией звука и его оттенками.
Емкость конденсатора в цепи автоматического смещения можно увеличить до 1000 мкф (сравните звук), а резистором, включенным параллельно этому конденсатору, выставляется ток катода выходной лампы в пределах 50 ма (в варианте с автосмещением).
Автор использовал выходной трансформатор ТВЗ 1-9 от лампового телевизора, перебранный и “сваренный” в парафине заново, заменив бумагу в зазоре на чертежную кальку, я же использовал трансформатор TW6SE московской фирмы “Аудиоинструмент”.
По моему мнению, отличному, например, от мнения Симулкина, схема усилителя которого приведена в журнале “Радиохобби” №2 за 2003год (стр.57), никакой другой режим, кроме триодного, использовать не нужно. Рассуждения Станислава на странице 58 о пентодном включении выходной лампы для рок-музыки,ультралинейного для шансона и реггей, а триодного для классической музыки мне кажутся спорными. Эклектикой можно заниматься, но к звуку это никакого отношения не имеет. Основы построения высококачественных усилителей неизменны в течение многих десятилетий. Это:
1. Кратчайший, с наименьшими потерями, путь сигнала.
2. Высококачественные комплектующие.
3. Триодный режим выходного каскада.
Щелкать переключателем, да еще в анодной цепи, нелогично и нецелесообразно. С этим к сурдологу.
Рис. 2 Схема БП для усилителя А. Манакова на 6П43П с автосмещением
Вариант блока питания приведен на рисунке 2. Схема БП не отличается от описанных многократно и в комментариях не нуждается. Питать накал постоянным током не нужно, это приведет к ухудшению микродинамики.
Рис. 3 Вариант схемы А. Манакова с фиксированным смещением выходной лампы.
Для варианта усилителя с фиксированным смещением выходной лампы, схема которого приведена на рис. З, в блок питания добавляется дополнительный источник напряжения смещения, схема которого дана на рис.4. Подстроечным резистором R2 выставляется напряжение 0,04-0,05 вольт в контрольной точке К.Т. на схеме усилителя рис.3.
Рис. 4 Схема БП для варианта с фиксированным смещением.
В заключении привожу параметры усилителя при фиксированном смещении, измеренные А. Манаковым.
Р вых =2,5 Вт при КНИ=2-3% на частоте 1000 Гц. При Рвых=2,2 Вт КНИ=0,8-1% При использовании ТВЗ 1-9 частотный диапазон с 35-40 Гц до 18-19 кГц при неравномерности 1,5-2,0 дБ. (Зависит от качества исполнения ТВЗ 1-9). При использовании TW6SE фирмы “Аудиоинструмент”, диапазон частот еще шире. Более подробно об изделиях этой фирмы можно узнать по ссылке на сайте моего хорошего друга Михаила Торопкина www.metaleater.narod.ru
Пусть вас не пугает невысокая выходная мощность – в комплекте с акустикой, чувствительностью от 90 дБ, 2-З Вт вполне достаточно.
В дальнейшем предполагается ознакомить читателей со многими схемами А.Манакова, отличающимися простотой и оригинальностью, а так же прекрасным звуком.
Автор: Пузанов В., г Брянск
Однотактный ламповый усилитель мощности ЗЧ или High-End для начинающих — Меандр — занимательная электроника
Автор данной статьи в целом не разделяет мнение о том, что «ламповый» звук объективнее «транзисторного», однако в своё время им было разработано и построено несколько подобных усилителей. Вниманию читателей предлагается один из первых вариантов УМЗЧ, разработанный атором в 1995 году и вполне успешно эксплуатировавшийся в течение ряда лет. Усилитель хорошо себя зарекомендовал с точки зрения надёжности и повторяемости. Десяток резисторов и три лампы — вот всё, что нужно, чтобы собрать это устройство. Однако при кажущейся невысокой сложности, схема требует тщательной проработки всего технологического процесса изготовления.Усилитель реализован по классической для аудиотехники категории High-End однотактной схеме. Главной особенностью усилителя является применение положительной обратной связи по току (ПОСТ), что позволило улучшить демпфирование громкоговорителей. В выходном каскаде использованы выходные пентоды 6П14П (зарубежный аналог — EL84, в ряде случаев предпочтительнее использовать именно их). Хоть эти лампы и не являются признанно «аудиофильскими», от них можно добиться вполне приемлемой работы. К тому же они не капризны и стоят относительно недорого. Усилитель охвачен неглубокой общей ООС (~12dB), что в целом не характерно для усилителей «престижного» класса, однако позволяет существенно снизить искажения, вносимые УМЗЧ и повысить устойчивость схемы. Кроме того, наличие ООС снижает влияние разброса параметров ламп на выходной сигнал. УМЗЧ обеспечивает номинальную выходную можность 6Вт (максимум 8Вт), чего вполне достаточно для раскачки небольших АС, реализованных на высокочувствительных динамических головках (из отечественных можно назвать 6ГД2, 8ГД3-РРЗ, динамики производства КИНАП — их всё ещё можно найти, 10ГДШ-2, 5ГДШ-5-4).
Широкое распространение однотактной схемы в настоящее время можно объяснить в основном тремя причинами: 1) отсутствие каскада фазоинвертора. Этот каскад практически невозможно сделать идеально симметричным, что приводит к дополнительным нелинейным искажениям в виде появления в спектре выходного сигнала УМЗЧ чётных гармоник; 2) большей «комфортности» («теплоты», «насыщенности») звучания. Это объясняется спецификой однотактных ламповых каскадов, обладающих лёгкой квадратичной нелинейностью, вследствие чего работающих подобно эксайтеру. Это снижает объективность работы усилителя, однако резко улучшает субъективное качество восприятия отдельных фонограмм (особенно цифровых), для которых характерна некоторая «сухость» и «зажатость» звучания; 3) отсутствие необходимости идеального соблюдения симметрии выходного трансформатора. С точки зрения радиолюбителя это существенно упрощает процесс изготовления этого узла.
Принципиальная схема усилителя представлена на рис.1. Драйвер собран на одном из триодов, входящих в лампу VL1. Вторая половинка лампы используется в другом канале усилителя. Такое решение позволяет сократить количество ламп, однако несколько ухудшант переходное затухание (взаимное проникновение) между каналами. Лампу VL1 можно заменить на 6Н3П, но в этом случае номиналы, указанные на схеме следует изменить следующим образом: R3 — 47k, R4 — 3,3k, R10 — 1k, R11 — 3.3k. Резистор R2 при этом следует исключить. Возможно потребуется подстройка глубины обратной связи путём подбора резистора R10. Замена лампы в каскаде драйвера несколько ухудшает общие характеристики усилителя, так что в целом не желательна. Каскад охвачен местной ООС (R2), что несколько снижает усиление, но значительно повышает устойчивость и позволяет отказаться от шунтирования резистора автосмещения электролитическим конденсатором.
Выходной каскад собран на двух одинаковых мощных пентодах VL2 и VL3, включённых параллельно с целью увеличения выходной мощности. Лампы работают в классе А. Особенностью выходного каскада является отсутствие цепей автосмещения. Такое решение позволило отказаться от резисторов в анодных цепях ламп, что несколько снижает выходное сопротивление УМЗЧ. Кроме того эти резисторы, даже будучи зашунтированными электролитическим конденсатором, всё же являются причиной возникновения интермодуляционных искажений. Смещение на сетки ламп подаётся от отдельного стабилизированного источника через резистор R7. Выходной трансформатор выполнен на магнитопроводе из железа Ш20 (толщина пакета — 35мм). Обмотка 1-2 содержит 1620 витков, а 2-3 — 420 витков провода ПЭЛ-0,27, а обмотка 4-5 — 142 витка того же провода. С целью уменьшения потерь на вихревые токи пластины следует покрыть тонким слоем нитролака путём окунания каждой пластины в посуду с разведённм лаком с последующей сушкой. Собирать пакет следует в несколько «недосушенном» состоянии. При этом пластины склеются и трансформатор будет меньше «звенеть». Магнитопровод готового трансформатора следует поместить в экран из жести.
Усилитель собран на П-образном шасси из дюралюминия размером 300 х 140 х 80мм. Лампы VL3, VL2 и VL3, а так же выходные трансформаторы размещаются на верхней панели, а блок питания и электролитические конденсаторы С2 и С3 — в подвале шасси. Совместно с усилителем можно использовать любые блоки питания от аналогичных конструкций. Налаживание усилителя сводится к установке режима выходных ламп путём регулировки напряжения смещения. Первое включение УМЗЧ лучше производить с разомкнутой цепью ООС. Если при её замыкании усилитель возбуждается, значит следует перекинуть клеммы выходного трансформатора. Правильно собранный из исправных компонентов усилитель работает вполне неплохо, однако из-за небольшой мощности требует подключения АС с высокой характеристической чувствительностью и сопротивлением 6-10 Ом. Этому условию удовлетворяют, например, штатные АС от радиолы Simfonia-003 stereo, с которыми долгое время эксплуатировался данный УМ. Прослушивание фонограмм различных жанров выявило хорошую динамику и детальность звучания. Звук, конечно, не лишён некоторых специфических недостатков, характерных, впрочем, для однотактных ламповых усилителей. Данную конструкцию можно считать усилителем «начального» уровня — он относительно недорог и прост в изготовлении, почти не требует налаживания и вместе с тем обеспечивает неплохое звучание, в целом дающее представление о работе аппаратуры подобного класса.
radiobooka.ru
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ КАСКАДОВ УСИЛИТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ ОДНОТАКТНЫЕ И ДВУХТАКТНЫЕ
Прежде чем обсуждать параметры конкретных усилителей мощности, полезно ознакомиться с минимумом теоретических сведений об усилителях мощности. Их основой являются выходные каскады. Они делятся на два основных типа:
- однотактные
- двухтактные
Однотактные усилители проще и реализуются на одном активном приборе — лампе или транзисторе. Своим названием они обязаны усилению гармонических сигналов за один такт — другими словами, они усиливают как положительный, так и отрицательный периоды такого сигнала.
В последние годы для всего мира характерен устойчивы и интерес к однотактным усилителям. Ими восторгаются, их критикуют, о них спорят. Появилось немало и любительских конструкций. и промышленных моделей, в том числе в самых высоких (до сотен тысяч долларов) ценовых категориях. Можно даже сказать, что мир разделился на два лагеря — ярые поклонники однотактной схемотехники и ее не менее ярые противники. Сегодня в мире зародился устойчивый спрос на бытовую и профессиональную технику «аналогового периода», который одновременно явился и «Золотым Веком» аудио-индустрии вообще. Именно в тот период были достигнуты и покорены все мыслимые вершины в аудио аппаратуре, после чего началась «депрессия», стагнация, затем спад, приведший к так называемому Hi-End. При сравнении современных аппаратов Hi-End с классическими изделиями середины прошлого века в глаза бросается принципиальное отличие: раньше основное внимание уделяли качеству звука, поэтому старая техника звучит более «живо». В сравнении замечаешь, что Hi-End производит музыку хотя и «правильнее», но как-то формально – вроде все звуки есть, но пропадает выразительность. Отличие обусловлено, прежде всего, тем, что «старая» аппаратура сконструирована на лампах. Звучание ламповой аппаратуры субъективно воспринимается как более приятное по сравнению с транзисторной. На первый взгляд это парадокс – человек субъективно оценивает выше устройство, у которого технические характеристики хуже. Но существует четкое научное объяснение этому феномену. Да, современный транзистор вносит меньше искажений в сигнал, чем радиолампа. Но это искажения различного типа. Радиолампа при усилении добавляет в сигнал четные гармоники. Субъективно слух воспринимает звучание, в котором есть четные гармоники, как более «теплое». Для транзистора характерно добавление в сигнал в основном нечетных гармоник. Слух воспринимает звук, обогащенный нечетными гармониками, как более резкий. К тому же транзисторы дают гармоники высокого порядка (7-ю и даже выше), которые раздражают слух. Таким образом, приятное звучание лампового усилителя создается во многом за счет «приправы» в виде дополнительных четных гармоник. И, наконец, лампа выигрывает и с эстетической точки зрения – уж очень красива!.. Самые простые по схемотехнике — однотактные усилители. Но это простота кажущаяся. Собранный из исправных деталей усилитель действительно заработает сразу. Но налаживание потребует усилий, особенно доводка выходного трансформатора. К нему предъявляются противоречивые требования. Для лучшей передачи низких частот требуется увеличивать индуктивность первичной обмотки (и сечение сердечника). А это ведет к увеличению полей рассеяния и паразитной емкости, что ухудшает передачу высоких частот. Секционирование обмоток помогает, но готовых рецептов нет. Кроме того, в однотактных усилителях для уменьшения намагничивания сердечника током анода он выполняется разрезным, с немагнитной прокладкой. Ее толщина и материал влияют на все параметры трансформатора. Есть и другие вредные факторы — входная емкость каскада, например. В общем, широкополосный усилитель — вещь серьезная.
Сторонники однотактных усилителей указывают в первую очередь на их субъективно определяемые качества: особая чуткость, певучесть звучания, «музыкальность» (последнее слово приходится взять в кавычки, так как не всегда понятно, что именно под ним подразумевается). Доводы противников, напротив, основываются на самых что ни на есть объективных данных Это, как правило, невысокая мощность, ограниченный (как снизу, так и сверху) частотный диапазон и высокий уровень измеряемых искажений. Можно, конечно, возразить, что фирма «WAVAC» выпустила 100-ваттный однотактный усилитель; что частотный диапазон усилителя «ML2» фирмы «LAMM Industries» составляет 3-80000 Гц без ООС, но, боюсь, эти аргументы покажутся неубедительными, если вспомнить, какой ценой (30-35 тыс. долларов) это все достигнуто. А потому спустимся с небес на землю и попробуем ответить на вопросы, актуальные для большинства любителей музыки: какая мощность реально необходима для прослушивания в домашних условиях и какой приемлемый уровень нелинейных искажений?
Кажется, было бы естественным сказать, что, дескать, мощности чем больше, тем лучше, а искажений, разумеется, наоборот. Увы, на деле все не так просто, Высокая мощность достигается переводом выходного каскада в класс АВ, что вызывает неизбежный рост искажений всех видов, а заметного, начиная с нескольких процентов, уменьшения этих искажений можно добиться, только прибегнув к глубокой отрицательной обратной связи, про которую до нас было написано достаточно, чтобы понять — качество звучания с ее помощью повысить не удастся, можно лишь заменить одни искажения другими. Банальный пример: 0.003% гармоник при 100 Вт мощности — цифры, типичные даже для относительно дешевого транзисторного усилителя. Так с чем же связано бедное, даже убогое, лишенное всякой эмоциональности звучание большинства таких усилителей?! За все в этом мире приходится платить, и в рамках одной ценовой категории вам неизбежно придется выбирать между мощностью и качеством.
Но все не так уж безнадежно. На вопрос о необходимой мощности убедительно доказал А. М. Лихницкий в своей статье «Мощность», где сказано, что акустическая система чувствительностью 90 дБ в паре с усилителем мощностью 10 Вт способна в комнате площадью 20 м2 создать звуковое давление, необходимое для полноценной передачи forte fortissimo симфонического оркестра. Господа аудиофилы, зачем же больше?
Теперь поговорим об уровне нелинейных искажений. Нам придется обратиться к некоторым выводам психоакустики, утверждающей, в частности. что на слух заметность нелинейных искажений для гармоник разного порядка неодинакова. Большинство исследователей сходятся на том, что 1% второй гармоники не заметят даже профессиональные эксперты, а основная масса испытуемых обнаруживает ее примерно с 1,8-3,5%. К сожалению, не совсем так обстоит дело с гармониками более высокого порядка. Согласно эмпирическим наблюдениям заметность на слух какой-либо гармоники прямо пропорциональна квадрату ее номера. Исходя из этого. 0,1%. скажем, десятой гармоники и 2.5% второй вызовут соизмеримое (хотя и пoразному проявляющееся) ухудшение качества звучания. Более того, одни гармоники могут маскировать присутствие других, так, в частности, третья гармоника становится менее заметной при наличии второй. Спектральное сочетание плавно спадающих по уровню гармоник (вторая наибольшая, третья меньше, четвертая еще меньше и т. д.), является для нашего слуха наиболее благозвучным. Поэтому приводимые в паспорте сведения о совокупном уровне нелинейных искажений без указания спектра этих искажений ровным счетом ничего (!) не говорят о качестве звучания. Предположим, мы вас убедили, и мощность в несколько ватт при нескольких процентах гармоник вас устраивает, но почему обязательно при однотактной схеме? Заглянем в старый учебник по ламповой схемотехнике. Там черным по белому прописаны четыре основных преимущества двухтактных ламповых выходных каскадов: — отсутствие постоянного подмагничивания в выходном трансформаторе: — увеличенная (в классе А как минимум вдвое) выходная мощность; — компенсация четных гармоник в выходном сигнале; — пониженная чувствительность к пульсациям питающего напряжения. Учебник был написан около полувека назад. и. хотя законы физики за это Время не изменились, стоит задуматься, к чему мы стремимся, применяя эти законы. При внимательном прочтении знакомых еще со студенческих времен страниц можно заметить, что основным стремлением схемотехники в те годы было получение все более высокой мощности при уменьшении габаритов и веса. Сейчас мы ставим перед собой обратную задачу — получение максимально достижимого качества звучания невзирая на габариты и вес. Так может попробуем пойти обратным путем — от класса В к классу А, от двухтактного каскада к однотактному? Давайте рассмотрим так называемые недостатки однотактных выходных каскадов.
1. Постоянное подмагничивание в выходном трансформаторе. Оно не только уменьшает индуктивность первичной обмотки, но и заставляет железо работать по частному циклу гистерезиса (говоря не вполне технически грамотно, в «чистом классе А»), то есть в режиме с повышенной линейностью, особенно на малых сигналах, без той вроде бы заглаженной, но все-таки присутствующей «ступеньки» при переходе через ноль, что присуща двухтактному режиму работы (может быть, с этим связано главное преимущество однотактников — потрясающая микродинамика?). Уменьшение индуктивности компенсировать достаточно просто — увеличив габариты и вес, мы ведь договорились. что они для нас не главное.
2. Выходная мощность двухтактного каскада, работающего в классе А. равна выходной мощности однотактного каскада, построенного на той же паре ламп, но включенных параллельно. Класс АВ мы здесь не рассматриваем ввиду невозможности его реализации без ООС.
3. Компенсация четных гармоник в двухтактном каскаде в силу указанных выше особенностей слуха приводит чаще всего к субъективному ухудшению качества звучания. Не случайно некоторые разработчики, как у нас, так и за рубежом, пытаясь приблизить звучание своих двухтактных аппаратов к звучанию однотактных путем перекоса в фазоинверторном каскаде, подмешивают к сигналу вторую гармонику. Увы. это не решает всех проблем, связанных с двухтактниками.
4. Повышенная чувствительность однотактных каскадов к пульсациям питающего напряжения преодолевается в результате простого увеличения емкости фильтрующих конденсаторов блока питания, что при их нынешних размерах и стоимости не представляет сложности.
Вот мы и пришли к неожиданному выводу: большинство декларируемых недостатков однотактного усилителя при ближайшем рассмотрении оказываются его достоинствами, остальные же на сегодняшний день легко устранимы за счет увеличения габаритов, веса, и, как следствие, стоимости. Небольшая мощность при больших габаритах, весе и стоимости — насколько это приемлемо, пусть каждый решит для себя сам. Нам же представляется вполне естественным, что усилитель высокого класса, способный в соответствующем тракте доставить ни с чем не сравнимое наслаждение любителю музыки. имеет внушительные размеры и вес и стоит больше, чем посредственный аппарат, хотя бы и с мощностью на порядок выше.
Конечно, бывают ситуации, когда без высокой мощности не обойтись, например при озвучивании дискотеки, но в домашних условиях грамотно спроектированный однотактный триодный усилитель без обратной связи мощностью 5 — 10 Вт с типичным уровнем искажений около 5-6% при полной мощности (и соответственно около 1.0% при мощности 1 Вт), работая на акустическую систему чувствительностью 90 дБ и более, способен обеспечить весьма высокое качество звучания, зачастую недостижимое для аппаратов, использующих какую-либо другую схемотехнику.
Внимательный читатель может отметить, что большая часть сказанного выше в равной мере относится и к транзисторным однотактным усилителям. Совершенно верно, в мире существует и такое направление, его яркими представителями являются усилители серии «Pass Aleph» Нельсона Пасса. Мы не против транзисторов, но все же заметим, что на сегодняшний день ламповый триод является самым линейным усилительным элементом, и с его помощью получить высокое качество звучания во всяком случае проще. Подтверждением этому служит и тот факт, что в самых высоких ценовых категориях мы видим только ламповые однотактники.
Несколько слов по поводу акустических систем, которые могут использоваться с однотактным усилителем. Говорят, что только высокочувствительные (95 дБ и выше) акустические системы способны раскрыть возможности маломощных ламповых усилителей. Бесспорно, чем выше чувствительность ваших АС, тем меньшая мощность требуется от усилителя для создания одинакового уровня звукового давления и тем меньше, соответственно. будут искажения. Но вот беда. не всегда более чувствительная акустическая система оказывается лучшей по звуку. Как же быть? В домашнем комплекте одного из авторов описываемый усилитель длительное время работал с акустическими системами на динамических головках «Peerless» чувствительностью 88 дБ, воспроизводя музыку различных жанров, включая хард-рок на повышенной громкости, и проблем с передачей динамических контрастов не было. На выставке «Российский Hi-End 2000» усилитель «Nostalgia» демонстрировался в комплекте с акустическими системами чувствительностью 87 дБ в зале площадью никак не менее 50 м2 и к изумлению многих, к нашему в том числе, на большинстве фонограмм он смог обеспечить необходимую громкость, не заходя в «клиппинг». Так что если предельная громкость не является для вас главным критерием оценки качества звучания, используйте ту акустическую систему, которая у вас есть, и, возможно, вы будете приятно удивлены. На самом деле удивляться не стоит, субъективное восприятие громкости звучания ламповых усилителей существенно отличается от восприятия громкости транзисторных. Наиболее часто называемая субъективная оценка мощности «Nostalgia»- 35-40 Вт. Надеемся. что развеяли ваши сомнения.
Двухтактные сложнее: нужны хотя бы два активных прибора и специальная схема — фазоинвертор — для их раскачки. Благодаря этому в наиболее распространенных режимах работы двухтактных каскадов АВ и В (о них речь пойдет чуть ниже) усиление гармонического сигнала происходит за два такта — одно плечо каскада усиливает положительную полуволну входного сигнала, а другое — отрицательную. На выходе они складываются так, чтобы выходной сигнал при синусоидальном входном сигнале был также синусоидальным. Усложнение схемы двухтактного каскада вполне оправдано тем, что он имеет лучшие энергетические показатели и, прежде всего, более высокий коэффициент полезного действия (КПД).
The Home Of Easy Tube Amplifier
После Корректора ко мне на осмотр (просто на “всякий случай”) попал и усилитель от того же мастера.
С первого же прослушивания усилитель мне очень понравился – пластичный, “льющийся” звук с прекрасными тембральными оттенками, четкой сценой, в которой удивительным образом текучесть музыкальных образов сочетается с объемностью их расположения в пространстве. Сцена, формируемая усилителем – именно такая, как мне нравится – кажущийся источник звука располагается между АС, сцена немного выходит вперед за плоскость расположения акустики и на заднем плеане – уходит в глубину. Если бы в комнате было несколько пар АС, то было бы трудно определить, какая пара подключена к усилителю в настоящий момент. В общем – отличная конструкция.
Усилитель разработан так, что в качестве выходных можно установить лампы как 45, так и 2A3. При этом при установке 2А3 необходимо переключить тумблер “45/2A3”, который, по всей видимости коммутирует элементы схемы, корректирующие режимы работы выходного каскада. Как я упоминал ранее, акустика, в комплекте с которой работает этот усилитель – Audio Note, с чуствительностью около 89 dB. Для такой акустики мощности усилителя на классических 45-х лампах – маловато, более мощная 2A3 или современная мощная версия 45-ки подошли бы лучше. Поэтому было принято решение “для “профилактики” посмотреть что и как, проверить комплектацию, уточнить режимы работы выходного каскада и возможность их подстройки в нужном направлении.
Несколько фото —
Схема конструкции —
Усилитель построен по классической двухкаскадной схеме на триодах. Первый каскад выполнен на интересном “право-левом” триоде 6AC5GT, в усилителе эта лампа работает без сеточных токов и с отрицательным напряжением смещения. В таком режиме 6AC5GT аналогична многим другим триодам малой мощности с высоким коэффициентом усиления и высоким внутренним сопротивлением.
Связь между каскадами – емкостная, в качестве межкаскадного конденсатора применен отличный пленочный конденсатор Mundorf MCap Supreme Silver/Oil.
Выходной каскад выполнен по схеме с фиксированным регулируемым смещением, в качестве выходного трансформатора применен высокачественный трансформатор Hashimoto H-203S в варианте коммутации первичной обмотки 2.5K. “Нижний” вывод вторичной обмотки не соединен с общим.
Выпрямитель анодного напряжения выполнен на кенотроне, по схеме RCLC, напряжение на выходе фильтра регулируется выбором номинала составного балластного резистора Rба1Rба2, номинал которого выбирается переключением тумблера. Выпрямитель напряжения смещения выполнен на полупроводниковом диоде, напряжение на выходе выпрямителя подстраивается выбором номинала балластного резистора Rбс и сглаживается-фильтруется конденсатором емкостью 220uF, для каждого из каналов на выходе фильтра установлен свой переменный резистор, движок которого зашунтирован кондесатором емкостью 220uF. Таким образом “верхняя” часть переменного резистора и конденсатор образуют дополнительный фильтр напряжения смещения. На первый каскад напряжение питания подается через дополнительный RC фильтр, при этом по какой-то причине RC фильтры правого и левого каналов оказались конструктивно перепутаны между собой.
Схемотехническое решение блока питания вызвало у меня ряд вопросов. Во-первых, если уж применять балластный резистор, то лучше включить его между средним выводом вторичной обмотки и общим, кстати в этом случае как вариант – при необходимости с него можно “снять” напряжение смещения. Во-вторых, если построить выходной каскад немного иначе, то можно более рационально распределить напряжение источника питания и обойтись без переключателя номинала балластного резистора. При этом входной каскад получит большее напряжение питания, что в случае с лампой 6АС5GT только улучшит его линейность и повысит максимальный размах напряжения на его выходе. В-третьих – не стоит применять конденсаторы большой емкости в фильрах напряжения смещения, так как в этом нет никакого практического смысла. Сетка выходного триода не потребляет ток, поэтому при больших емкостях конденсаторов фильтра установление выбранного регулятором уровня напряжения смещения происходит с некоторой “задержкой” (иногда до нескольких секунд), что очень неудобно. В-четвертых – регуляторы напряжения смещения интуитивно – логично присоединять в схему таким образом, чтобы при вращении ручки регулятора по часовой стрелке ток покоя каскада увеличивался и конечно, требуется некоторое минимально – защитное ограничение, чтобы при слишком быстрой регулировке напряжение смещения невозможно было бы установить равным нулю.
Относительно присоединения нижнего вывода вторичной обмотки к “общему”. Как известно, выходной трансформатор обладает таким паразитным свойством, как межобмоточная емкость. Первичная и вторичная обмотки образуют обкладки конденсатора. При подключении первичной обмотки (первой обкладки конденсатора) к источнику анодного напряжения, на вторичной обмотке (второй обкладке конденсатора) наводится потенциал высокого напряжения. Емкость этого паразитного конденсатора сравнительно небольшая, но если коснуться рукой неизолированной клеммы акустики и корпуса усилителя – то легкий удар током будет вполне ощутим. Мне кажется, что это хоть и способствует обретению некоторой внимательности и “бодрости духа” , но как-то не очень правильно 🙂 Звуковые проявления, возникающие при отсоединенной от “общего” нагрузки вторичной обмотки выходного трансформатора обсуждались на Аудиопортале и форуме А.М. Лихницкого лет 8…10 назад. В самом общем случае – не все так однозначно и, выражаясь в терминах Анатолия Марковича – “…Определенно, есть некая ЭЗОТЕРИЧЕСКАЯ взаимосвязь между номиналом резистора утечки сетки, приведенным сопротивлением анодной нагрузки, организацией смещения лампы выходного каскада, необходимостью шунтирования конденсаторов фильтра питания и присоединением вторичной обмотки выходного трансформатора на общий…” 🙂
В итоге – несколько фото –
А вот схема с внесенными мной изменениями –
Первый каскад остался без изменений. В выходном каскаде я применил кобинированное смещение. Это позволило отказаться от тумблера -переключателя “45/2A3”, сделало режим выходного каскада более стабильным, а регулировку тока покоя – более быстрой и логично-простой. Точку соединения “общего” питания и корпуса шасси, а так же способ соединения плюса конденсатора выпрямителя напряжения смещения с общим я оставил без изменений. С учетом “Эзотерической Взаимосвязи” я увеличил номинал резистора утечки сетки лампы выходного каскада, скоммутировал выходной трансформатор на анодную нагрузку 3.5К, присоединил “нижний” вывод вторички на общий и убрал шунтирующие конденсаторы 🙂 В блоке питания – необходимый номинал балластного резистора стал значительно меньше, что в лучшую сторону повлияло на “динамические” характеристики звучания усилителя, а при комбинированном смещении необходимости в переключении номинала балластного резистора при замене ламп выходного каскада – нет. Так же я немного доработал схему выпрямителя и фильтра напряжения смещения, что улучшило плавность и логику регулировки. И таки да – я установил дополнительную клемму для подключения второго щупа мультиметра при измерении тока покоя. 🙂 Для 45 лампы ток покоя выходного каскада остался прежним ~ 30…33mA. При установке лампы 2A3 ток покоя нужно увеличить до 50…55mA. Все основные характеристики усилителя изменились незначительно, звучание сохранило все прежние особенности, но с некоторым улучшением “динамики”. Скажу так – помимо высокодуховных и высокоинтеллектуальных произведений Рихарда Вагнера, Софии Губайдулиной, Альфреда Шнитке и Арво Пярта этот усилитель вполне уверенно и весело отигрывает и ZZTop 🙂
Февраль 2018 г. г.Владивосток
Преимущества однотактной топологии: это лучшая альтернатива!
Журнал «Салон АВ» 0 г.Преимущества однотактной топологии: это лучшая альтернатива!
В одном из номеров Positive Feedback наше внимание привлекла статья известнейшего конструктора High End и бизнесмена из фирмы Audio Note Питера Квортрапа. Статья называется «Преимущества однотактной топологии: это лучшая альтернатива!» (). Спор о преимуществах и недостатках однотактной (single-ended, SE) и двухтактной (push-pull, РР) схем усиления длится уже не один десяток лет. Но, как считает Питер Квортрап, пора вновь возвысить голос в защиту преимуществ однотактной, без использования обратной связи ламповой схемотехники на триодах прямого накала: «Этой статьей я хотел бы выбить из ваших голов несколько серьезнейших заблуждений и одновременно привести, в моем понимании, источники звукового превосходства грамотно сконструированного однотактного усиления.»
«Ни для кого не секрет, — пишет Квортрап, — на чьей я стороне в этом споре, ведь это именно я практически в одиночку возродил из небытия однотактную, без обратной связи выходную схему усиления на триодах. Поскольку многие могут меня не знать, наверное стоит привести свою автобиографию, но очень краткую, дабы не отпугнуть вас от чтения и не утомить до смерти.»
В настоящее время я занимаю пост президента совместного предприятия, созданного японской компанией Audio Note Со. и ее британским партнером Audio Note UK. Ltd. Говоря без ложной скромности, мы являемся старейшими, сильнейшими и наиболее серьезными представителями «новой волны» High End или, как я предпочитаю это называть, аудио для спецов.
Я родился 4 июля 1950 года в Дании. Интерес ко всему, что связано с музыкой и аудио, я начал проявлять в начале 60-х и унаследовал его от родителей. Свою первую настоящую систему Hi-Fi я купил на казенные деньги, выделенные мне для учебы в университете. Полгода пришлось поголодать, зато я слушал прекрасную музыку. В конце концов я вылетел из университета и в 1970 году вступил на деловую стезю: занялся посредническим и брокерским бизнесом в большой корпорации. К концу 1976 года все это мне надоело, и я вернулся в университет, где начал изучать макроэкономику, политические науки и философию. И вновь до диплома не дотянул: в 1978 году я создал свою компанию и принялся импортировать продукцию Lowther, Sugden, Decca, EAR и многих других хорошо известных марок. Через год я открыл магазинчик в Копенгагене и вступил в первый контакт с японской Audio Note.
Мой первое знакомство с однотактной триодной технологией состоялось 15 лет назад: это был мой первый японский усилитель — сборочный комплект Suzurando 211. Я купил его во время поездки в Японию в 1981 году и озвучил в 1982-м.
Комплект звучал очень хорошо, но не могу сказать, что его звучание было выдающимся. Теперь я знаю, почему. Там было более 20 dB отрицательной обратной связи, кроме того, выходной трансформатор плохо сопрягался с сетью. И все же звучал он на уровне большинства аппаратов, которые были доступны на тот момент, за исключением разве что знаменитого Rappaport АМР1, который хотя и был транзисторным (но без обратной связи!), затыкал за пояс всех остальных.
Покорив к 1983 году датский рынок, я решил двинуться в Англию и в начале 1984 года поставил перед собой более серьезные задачи. Вдвоем со своим шведским другом Эриком Андерссоном мы создали фирму Audio Innovations. Эрик был и остается одним из самых компетентных схемотехников, и за годы нашего сотрудничества я многому у него научился.
В середине 1986 года Эрик и я решили разделиться. Он должен был вернуться в Швецию по семейным обстоятельствам, и я выкупил его долю в Audio Innovations. Надо сказать, что с самого начала нашей с Эриком деятельности мы много экспериментировали с маломощными триодами, упирая главным образом на двухтактные схемы с отсутствием обратной связи. И вот в конце 1986 года я почувствовал, что мы разработали продукт, вполне способный продаваться, даже несмотря на явное предрасположение рынка в пользу высоких мощностей и хороших технических спецификаций.
В декабре 1986 года на свет появились исторические для Audio Innovations усилители «The First» и «The Second». Первоначальные отклики на них были очень плохими. Мы представили их в июне 1987 года на выставке в Чикаго и были осмеяны большей частью посетителей, которым казалось, что 7,5-ваттный усилитель едва ли не самая безгласная штука, которую они когда-либо видели.
Реакция британской прессы и публики была более позитивной, но вместе с тем осторожной. Я упорно продолжал в том же направлении, и постепенно, по мере того как все больше обозревателей, дилеров и потребителей видели усилители в работе, «игра» менялась в мою пользу. Скоро имя Audio Innovations было уже у всех на устах. К середине 1988 года вновь пошли в ход триоды, и споры вокруг использования обратной связи для коррекции ошибок, как следует правильно это называть, возникли снова.
В 1989 году появилось наше новое детище — усилитель ONGAKU, и я принялся убеждать своих партнеров по Audio Innovations изменить направление деятельности и разработать линию продуктов, основанных на достижениях технологии ONGAKU. Они не были готовы к этому. Поэтому в начале 1991 году я продал Audio Innovations и создал совместное предприятие с японской Audio Note. Еще до этого я держал эксклюзивные права на продажу всей ее продукции за пределами Японии, а также право на разработку и производство полной линии продуктов Audio Note в Великобритании.
Сегодня Audio Note имеет производства как в Японии, так и в Британии и обладает наиболее полной линейкой продуктов, чем любой производитель аудио для спецов. Фирма выпускает все: МС-картриджи, тонармы, серебряные и медные кабели, МС-трансформаторы с медной и серебряной намоткой, цифра-аналоговые конверторы, интегрированные усилители, «преды» и «мощники», весьма эффективную акустику, а вскоре начнет выпу- скать и виниловые проигрыватели. Насколько мне известно, мы единственные производители спецаппаратуры, кто разрабатывает и производит полную линию продуктов своими силами от и до, не прибегая к OEM-контрактам или использованию сторонних технологических мощностей.
Наша линия продукции разработана как единая система, поскольку я не верю, что смешав и совместив компоненты от различных «монокультурных» производителей, можно получить хороший или хотя бы ожидаемый результат. Философия, критерии дизайна и музыкально-инженерная эстетика различных про- изводителей слишком сильно различаются. Поэтому смешение стилей неизменно приводит к бесконечным проблемам совмещения компонентов. Влияние всех этих неувязок на конечный результат настолько непредсказуемо, что способно свести на нет все усилия и низвести звучание достойной аппаратуры до посредственного уровня. Я твердо уверен в том, что поведение каждого отдельного компонента должно выстраиваться от начала до конца с учетом работы и сопряжения с остальными компонентами в системе. В противном случае, особое, несогласованное с другими поведение каждого компонента, приведет к ухудшению общего результата вместо того, чтобы его улучшить.»
«В наших исследованиях, — пишет он, — которые проводились в основном вне Японии, мы тщательно проанализировали все аспекты функциональных и технических различий между схемами РР и SE и пришли к выводу, что причины, по которым хорошо сконструированные однотактные усилители звучат намного акустически корректнее, естественнее, динамичнее, непосредственнее и «правильнее», лежат в 9 областях «поведения», отличающегося от того, что происходит в двухтактных конкурентах.» Все эти 9 пунктов (сугубо технических) Питер перечисляет и обсуждает в порядке их значимости. Мы не будем их здесь цитировать дословно, скажем только, что Квортрап в очередной раз пытается доказать, что схема РР по своей внутренней природе хуже «одного такта». Прежде всего, по мнению Квортрапа, это проявляется на качестве (линейности и стабильности) усиления сигналов очень низкого уровня громкости, которое в значительной степени и определяет звучание усилителя. До сих пор характеристики усилителей измеряют при полной (или около того) мощности. Но частотные составляющие, определяющие тональный характер звучания инструментов, это всегда сигналы очень низкого уровня. И если они теряются или сильно искажаются в усилителе, неизбежно искажается и звуковая сигнатура инструментов.
Кроме того, большим достоинством SE схемы Питер считает сохранение четных гармоник искажений, а значит и правильного гармонического баланса исходного сигнала: в двухтактных схемах, где они исключаются, выпячиваются нечетные гармоники, которые неблагозвучны по своей музыкальной природе и хорошо прослушиваются даже при низких уровнях громкости. «Большинство исследований, — пишет Квортрап, — доказывают, что человеческое ухо намного более чувствительно к изменениям в картине искажений, чем к абсолютному уровню искажений. Это значит, что даже минимальные возмущения в картине искажений или поведения в различных частях частотного диапазона усилителя человек очень четко воспринимает на слух, тогда как повышение уровня в целом, на протяжении всей полосы, проходит малозамеченным. Изменения в картине искажений с частотой «возмущают» ухо сильнее, чем общий уровень искажений, и в этом отношении двухтактные усилители сильно проигрывают.»
Надо сказать, что оппоненты Квортрапа называют его утверждения о худшей внутренней природе РР сущей ерундой. Крепкие выражения в принципиальных спорах аудиофилов — дело обычное. Вот и Питер, комментируя далее статью Дэвида Мэнли из предыдущего номера Positive Feedback, в которой тот нещадно критиковал однотактную схему, в выражениях не стесняется. «Я категорически не согласен с Дэвидом по всем пунктам его критики, и в этом нет ничего удивительного», — пишет Питер. И дальше: «это либо суровое непонимание, либо полная чепуха»; «это другое чрезмерное преувеличение»; «совершенно ясно, что он (Мэнли — «CAV») либо совсем не понял разницы между выходными трансформаторами в SE и РР, либо заблуждается, полагая, что все и всегда стремятся только к очень высоким уровням мощности (Не меньше 100 Вт)»; «странно слышать от ДМ, что расплатой за работу выходных трансформаторов в SE является их большой размер. А что же тогда говорить о его собственных мощных двухтактных выходных трансформаторах? Они тоже очень велики, или ДМ полагает, что те же электрические и физические правила к ним не применимы?»; «поскольку я думаю, что Мэнли абсолютно не представляет себе фактическую ситуацию в этой области (можно только гадать, почему, так как все это известно большинству звукоинженеров-ламповиков),..». И так по каждому пункту.
ДМ нравится обратная связь (коррекция ошибок), мне — нет. И главная проблема, которая лежит в основе всего, это способ, каким измеряются и определяются искажения. Позвольте-ка мне объяснить свою позицию.
Когда инженеры измеряют искажения, они делают это с помощью подаваемого на вход чистого синусоидального сигнала (обычно 1 кГц). А затем определяют привнесенные в него изменения на выходе усилителя. Отсюда-то и берутся преимущества отрицательной обратной связи: подача фазоинверсного сигнала с выхода усилителя обратно на его вход, где он «вычитается» из входного сигнала, способна исправить ошибки, привносимые самим усилителем.
Эта схема прекрасно работает, когда сигналы на входе и выходе усилителя постоянны и идентичны, но здесь-то и зарыта собака. Все так и будет в теории и лабораторном тесте, но этот сценарий НИКОГДА не срабатывает, если на том же усилителе проигрывать музыку. Музыка — это длительные серии постоянно меняющихся по форме сигналов, чью изменчивую натуру этот тип измерений описать не способен. Нет никаких га- рантий, что усилитель, который ведет себя «хорошо» в условиях традиционных измерений, будет вести себя так же в так называемых динамических условиях, когда непрерывно меняющийся музыкальный сигнал поступает на вход усилителя, усиливается в его цепи, проходит на динамик и одновременно часть его возвращается на вход, чтобы быть «вычтенной» из нового входного сигнала, который может не иметь абсолютно ничего общего с сигналом обратной связи. Фактически создается какой-то новый, совершенно другой «сигнал».
Кто знает, не являются ли дополнительные «детали», создаваемые многими нынешними усилителям High End, порождениями используемой в них обратной связи, продуктами навязанного в них «повышенного разрешения»? Мне кажется, что бесконечные «улучшения», которые мы пытаемся привнести в разрешающую способность аудиосистем, скорее могут иметь отношение к явлениям задержки сигнала в цепи обратной связи или к информации, порождаемой самим усилителем, чем к улучшениям качества компонента.
Как и с любыми другими традиционными разработками аудиоинженеров, представляется, что Дэвид Мэнли совершает ошибку, полагая, что факт уменьшения искажений при применении обратной связи (а также улучшение фактора демпфирования, частотной полосы, скорости нарастания/убывания сигнала) в лабораторных условиях хоть что-то говорит о том, как будет вести себя усилитель в реальных условиях. Использование результатов измерений в стабильных условиях в качестве меры для реального динамического поведения аудиосистем является основным и самым глубоким заблуждением в современной науке аудиоизмерений и аудиоконструирования в целом. И это относится ко всем направлениям, от звукоснимателей до громкоговорителей. Допущение, что время остается как бы застывшим, ошибочно!
Я пытаюсь сказать здесь, что дело вовсе не в том, при 5 или 10 процентах становятся слышимыми искажения в однотактных усилителях на триодах. Вопрос в том, присутствуют ли эти измерянные искажения, когда через усилитель идет музыкальный сигнал ? Ответ: я в это не верю. А это значит: то, что мы измеряем, вовсе не повторяется при проигрывании музыки, и, следовательно, нам нужно посмотреть, каким образом путем измерений можно объяснить эту разницу в поведении.
Дэвид Мэнли ссылается на первый усилитель с резистивной связью, выпущенный фирмой DNT Williamson в 1947/48 гг., где использовался сложный выходной трансформатор высокого качества и около 20 dB обратной связи. По моему мнению — и вы можете его цитировать — на философском уровне конструкция Уильямсона положила начало снижению качества аудио, каковое продолжается до сих пор и представляет собой настоящую катастрофу. И это так скоро после его рождения! Схема Уильямсона представляет сама по себе неплохой усилитель, но ее основное обоснование — что качество звука может быть измеряно и что усилитель Уильямсона это якобы доказывает — оказывается весьма и весьма спорным. Центральным аргументом Уильямсона, насколько я помню, было положение, что чем лучше выходной трансформатор, тем большую обратную связь можно через него запустить без коррекции в цепи. Этот аргумент не сильно отличается от доводов Мэнли, создающих, как это было раньше и как остается до сих пор, фундамент для безудержной увлеченности современных аудиоинженеров различными измерениями.
С моей точки зрения, звуковое превосходство однотактной триодной выходной схемотехники без обратной связи оказывается самым серьезным вызовом для науки и инженерной мысли, с которым аудиоиндустрии когда-либо приходилось сталкиваться. Главным образом из-за того, что эта схемотехники никак не вписывается в рамки общепринятой технологии измерений и в каком-то смысле является издевкой над традиционными усилителями.
Это ставит аудиопрессу и ее обозревателей в весьма неловкое положение. Однотактный триодный усилитель, можно сказать, потряс казавшиеся им незыблемыми устои и заставил сомневаться в вопросах, которые считались аксиомами. Он напомнил спецам, что они по сути всего лишь кучка самодовольных индивидов и что они на самом деле понятия не имеют, из чего слагается абсолютная верность воспроизведения, не говоря уже о музыкальной выразительности и красоте. Это раскрывает им глаза на несовершенство их системы оценок и аналитических алгоритмов. Поэтому нет ничего удивительного, что у многих респектабельных и уважаемых экспертов возникают громадные проблемы, когда они берутся за однотактные усилители. Их научный и экспертный авторитет подвергается серьезной эрозии, поскольку демонстрация преимуществ этой старой технологии вызывает сакраментальный вопрос: а как же великие ЭКСПЕРТЫ могли об этом не знать?
Да просто аудиопресса и ее авторитеты постоянно забывали о том, что воспроизведение музыки — это нечто сродни таинству и магии, а не простое деление на черное и белое. И вот в этом-то крайне важном смысле однотактный усилитель на триодах возвращает нас туда, откуда мы и не должны были уходить: во времена раскрытия тайн, в атмосферу поисков истины, открытий, любознательности, благоговейного трепета и изумления от чуда, которое в действительности и является единственным общим языком в мире: МУЗЫКИ!
Впрочем, немного самоанализа и смирения все же не помешает.
Итак, остается центральный вопрос: будут ли ведущие инженеры и компании, в которых они работают, продолжать игнорировать сам предмет спора, «прячась» в своих теориях и тестах аппаратуры и не желая ничего знать о большой разнице между звуком и техническими характеристиками? Или они все же примут этот вызов и начнут вносить коррективы в свои теории, дабы приблизиться к реальности, повысить качество воспроизведения музыки и свой собственный научный авторитет?
Привет, Питер и Positive Feedback? Время сдачи этой статьи не позволяет мне ответить на основные тезисы Питера Квортрапа более обстоятельно. Некоторые из его аргументов вполне могут стать темой для отдельных статей в последующих выпусках журнала.
Я знаю и люблю Питера очень давно: он ас маркетинга, его энтузиазм по отношению к своим изделиям не знает границ — ну кто еще может продавать 20-ваттный усилитель по цене Ferrari?!
Его рекомендации по «самоанализу и смирению» плохо согласуются с присвоенным им самому себе титулом «единственной силы по возрождению SE»: Питер забывает о таких замечательных ребятах, как Жан Хирага, о череде японских адептов SE и об американцах, в первую очередь о Деннисе Хэде…
Я хочу предложить вам тему, которая гарантирует «самоанализ» Питеру и всем остальным (но особенно Питеру, который хвастается тем, что вручную наматывает головки звукоснимателей): КАЖДАЯ ЗВУЧАЩАЯ НОТА НА ЭТИХ ВЕЛИКОЛЕПНЫХ ВИНИЛОВЫХ ПЛАСТИНКАХ БЫЛА ВНЕ ВСЯКОГО СОМНЕНИЯ ЗАПИСАНА НА НИХ РЕЖУЩИМИ ГОЛОВКАМИ, УПРАВЛЯЕМЫМИ РР УСИЛИТЕЛЯМИ, ОБРЕМЕНЕННЫМИ ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ В 20 dB (а то и больше) — ЭТО ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ВСЕХ ВЕДУЩИХ МАРОК СТЕРЕОГОЛОВОК. Двухтактная или дифференциальная технология — это стандарт, который используется на всех стадиях процесса звукозаписи: при поиске линий микрофонного баланса и т.д. и т.п.
ПОДУМАЙТЕ ВОТ О ЧЕМ: не странно ли, что на повторение «выигрышной формулы» (используемой при записи мастерлент) на этапе воспроизведения этих записей сейчас фактически наложено ТАБУ (как на развращение малолетних или на гонения чужой религии) ? То же самое происходит и с экзотическими по цене проводами… нам требуются колонки ценой $15000 для воспроизведения музыки, записанной с помощью 3-х ньюманновских микрофонов и дюжины ярдов провода, которые вместе стоят меньше, чем акустические провода за $15 тысяч?!
Усилитель DTN Williamson (по моему мнению) вовсе не начало «нисходящей спирали» (как полагает Питер), а в действительности часть «восходящей спирали», в которой усилители, впервые используемые для прорезания канавок на пластинке, были как бы зеркальным вариантом усилителей для воспроизведения. Имейте также в виду, что усилитель Уильямсона хорошо (и даже очень хорошо для того уровня искажений, который Питер считает приемлемым) работает ВООБЩЕ БЕЗ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ… плоская частотка от 20 Гц до 15 кГц с падением на 2 dB при 10 Гц и 22 кГц.
Приведу пример из моей практики: я только что выпустил усилитель, который может переключаться с однотактного режима с мощностью 18 Вт в двухтактный с 36 Вт, легко раскачивает 4-омные колонки (в любой моде) на полной мощности в полосе частот с респектабельным уровнем искажений 1,5%. Он также позволяет варьировать глубину обратной связи с шагом в 1 dB в пределах от НУЛЯ dB до 10 dB. (В любой из моих конструкций я почти никогда не использую больше 10 dB, Питер, и скорее для оптимизации, чем для «коррекции ошибок» или из-за «конструкторского дефицита» — как я не раз уже писал в этом журнале).
Помимо того, что это очень привлекательный для любого покупателя усилитель (и по разумной цене!), я надеюсь, что он еще здорово поможет людям, обеспечивая свободу выбора: с или без обратной связи.
В этом же номере Positive Feedback помещена реклама этого нового усилителя Мэнли с такими словами: «С обратной связью или без нее… вот в чем вопрос? Выбирайте, как много или как мало вы ее хотите… Используйте SE-режим без обратной связи для спокойного вокала и простых инструментовок или переключитесь в РР-режим с некоторой долей обратной связи для оркестровой музыки или… Ваш выбор… любым способом… всегда. Кто сказал, что нельзя потрафить каждому?!»
